專利名稱：適應不同堆積角度的生物質料倉的制作方法
技術領域：
本發明涉及儲存和輸送粉粒或顆粒物料的裝置，尤其涉及一種生物質料倉。
背景技術：
固體料倉是儲存固體松散物料的容器，它區別于儲存氣體，液體的容器.氣體和 液體在常溫的自然狀態下是無形的物質，松散的固體物料在自然狀態下有堆積形態。松散 的固體物料盛裝在容器里，對物料面以下的容器壁，產生垂直壓力，水平壓力，在物料流動 的情況下對壁面還產生摩擦力。料倉由于倉殼處物料的滯留或崩塌，使料倉的受力變得復 雜。當松散物料放置在平面上時，堆積成母線與水平面成一定角度的圓錐體。當堆積處物 料的內聚力達到了相對的平衡時，當，出料門打開后，掉下一部分料，而在出料口的上方物 料結成一圓孤拱，稱之“結拱”，它阻止了其余物料的順利排出。中國專利ZL 03264482. 5 (CN2036178Y)公開了一種柔性防堵料倉，該料倉由固定 料倉段、活動料倉段16、柔性吊掛件3和在料倉外倉壁安裝的振動器6等組成。根據料倉的 大小，柔性防堵料倉由若干料倉段組成，各段之間由柔性吊掛組聯接；其中，活動料倉段由 若干個活動倉加彈性條用螺栓聯接組把合在一起。生產時，依靠倉壁振動器的振動，使料倉 各部分之間產生錯動，從而有效地防止和消除料倉的篷倉堵料現象。但是，該料倉使用振動 器振動消拱，結構復雜，柔性吊掛組容易損壞，并且振動時噪音巨大，對環境對人體都有損 害。中國專利ZL 200720089869. 3提供了一種生物質裂解的自震動進料倉，包括料倉 和設置在料倉底部的輸送螺桿，其特征在于在料倉頂部還設置有一個自動震動裝置。所述 的自動震動裝置包括彈簧桿和彈簧桿上部的星形分布觸頭，彈簧桿下端搭在螺桿的螺線 上，利用螺桿的旋轉，螺線向前推動彈簧桿，彈簧桿的長度正好在螺桿轉動一個螺距時脫離 螺線回到初始接觸點，彈簧桿在運行的兩個端點時，星形分布觸頭能夠撞擊到料倉四壁，對 生物質物料起到擾動和攪拌作用。本實用新型克服了生物質懸料和料掛壁的現象，不增加 額外的動力消耗，而且可以準確的判斷料倉內是否還存有物料。該料倉是利用彈簧桿上的 星形分布觸頭來撞擊到料倉四壁擾動和攪拌，克服生物質懸料和料掛壁，判斷料倉內是否 還存有物料，但未能解決物料的結拱現象，在出料口的上方仍會產生“拱橋“，導致出料不 順。中國專利ZL 200820108244. 1(CN201269536Y)提供了一種生物質焚燒發電鍋爐 的大料倉，包括底部含有下料口的料倉，下料口下方連接出料裝置，出料裝置底部設有出料 口，所述料倉分為上下兩個部分，上部料倉的周壁由下至上向內傾斜，下部料倉的周壁由上 至下向內傾斜；料倉內部沿高度方向至少設置一層撥料輥組，每層撥料輥組均包括沿料倉 深度的方向設置的多個撥料輥，每個撥料輥的軸向和徑向均分別設有撥料刀，每個撥料輥 均由調速電機單獨驅動控制。該生物質焚燒發電鍋爐的大料倉避免了物料在料倉內部結 拱、搭橋及纏繞問題，保證了鍋爐進料的可靠性、連續性，并且有效地降低物料對出料裝置 的壓力。生物質焚燒發電鍋爐的大料倉的撥料刀結構主要是針對桿狀型的生物質物料，利用撥料刀削斷桿狀物料，解決結拱、搭橋及纏繞問題，但該結構并不適用于粉狀和顆粒狀生 物質原料。
發明內容
針對現有技術的缺點，本發明提供一種適應不同堆積角度的生物質料倉以及采用 蓋生物質料倉的生物質氣化反應系統，以解決粉狀或顆粒狀生物質燃料由于其附粘性而造 成的結拱問題。—方面，為了實現上述的發明目的，本發明提供了一種適應不同堆積角度的生物 質料倉，其包括料倉主體，在該料倉主體的頂部設有進料口，底部設有出料口，其中，料倉主 體包括上筒體和下錐體兩部分，料倉主體設置有一個或多個轉軸，每個轉軸上套設有多個 螺旋葉片。優選地，至少一個的轉軸設置在靠近出料口上方的下錐體內。本發明中，如果料倉主體內設置兩個以上的轉軸，優選地，這些轉軸上螺旋葉片的 旋向不完全相同，以便達到更好地擾動效果。其中，上部直筒橫截面-般多用圓形、方形、矩 形等，下部錐體則可是各種幾何形式的錐體。進一步地，在本發明的生物質料倉中，至少一個轉軸上的螺旋葉片的旋向不完全 相同。例如，某一轉軸上的葉片分為兩組，其中一組葉片的旋向為正旋，另一組則為反旋，或 者一組為順時針旋向，另一組為反時針旋向。當然，某一轉軸上的葉片也可分為多組，其中 至少兩組葉片的旋向不同。優選地，上述的下錐體為斜錐體，其中，設置在斜錐體錐頂的出料口的中心線偏離 上筒體的中心線。出料口位置存在不對稱性，成拱的可能性就小，另外出料口的尺寸應盡量 大些，對圓形出料口的直經應為倉筒直徑的1/4，要求在300mm以上，對方形出料口的邊長 應為料倉邊長的1/4，不小于200mm。優選地，上述下錐體的倉壁傾斜角大于物料與倉壁的摩擦角14至16度。下 錐體兩鄰邊的交線與水平面夾角應足夠大，原則上應大于物料止息角(物料與倉壁的 摩擦角)15°左右，粒狀物的止息角為25° 30°，則其料倉壁板傾斜角一般不小于 45° -55°，粉狀物料止息角為43°則其傾角應大于60-70c°，如方形或矩形料倉，則應驗 算倉壁焊接棱角的傾角值。進一步地，本發明的生物質料倉在其下錐體內設置減輕物料對出料口壓力的嵌入 體。常見的嵌入體有水平擋板、垂直檔板、傾斜擋板、倒錐體、雙錐體等，可以改善料斗內物 料的流動性，有利于消除物料的結拱現象。另一方面，為了實現本發明的發明目的，本發明還提供了一種采用上述生物質料 倉的生物質氣化反應系統。在本發明的生物質氣化反應系統中，還可進一步包括用于制備生物質燃氣的流 化床氣化反應器；為流化床氣化反應器提供反應原料的生物質原料供給系統；設置于流化 床氣化反應器之外、并對流化床氣化反應器之反應產物進行分離的兩級以上的分離裝置， 該兩級以上的分離裝置至少包括第一分離裝置和第二分離裝置；以及為流化床氣化反應器 提供氣化介質的氣化介質供給系統；其中，生物質料倉構成了生物質原料供給系統的一部 分。
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優選地，在本發明的生物質氣化反應系統中，流化床氣化反應器包括設置于其中 部區域的第一進料口和第二進料口、設置于其底部的氣化介質入口和廢棄物出口、以及設 置于其上部區域的物料出口 ；其中，流化床氣化反應器的第一進料口與生物質原料供給系 統相接合，流化床氣化反應器的氣化介質入口與氣化介質供給系統相接合。進一步地，第一分離裝置包括設置于其上部區域的物料入口、設置于其中部區域 的物料出口以及設置于其底部的循環出口 ；其中，第一分離裝置的物料入口與流化床氣化 反應器的物料出口相接合，第一分離裝置的循環出口通過第一輸送裝置與所述流化床氣化 反應器的第二進料口相接合；以及第二分離裝置包括設置于其頂部的燃氣出口、設置于其 上部區域的物料入口、設置于其底部的循環出口 ；其中，第二分離裝置的物料入口與第一分 離裝置的物料出口相接合，第二分離裝置的循環出口通過第二輸送裝置和第一輸送裝置與 流化床氣化反應器的第二進料口相接合。其中，第一輸送裝置和/或第二輸送裝置可以為 螺旋輸送裝置。在本發明的生物質氣化反應系統中，還可進一步包括熱交換裝置，其中，來自第二 分離裝置燃氣出口的燃氣和來自氣化介質供給系統的氣化介質流經該熱交換裝置，并發生 熱交換，氣化介質被預熱，燃氣被冷卻；之后，被預熱的氣化介質則經由所述流化床氣化反 應器的氣化介質入口，送入所述流化床氣化反應器，被冷卻的燃氣則送至所述生物質氣化 反應系統的下游裝置。與現有技術相比，現有的攪動裝置常設置在出料口上方易發生結拱現象的地方， 用于打散拱橋，但是這種結構同樣會影響物料的出料，而本發明將套設有不同旋向的螺旋 葉片的轉軸設置在進料口下方，改變粉狀或顆粒狀生物質物料的流向，增強料倉內物料的 流動性，消除物料的結拱現象。下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
圖1是本發明之生物質料倉的結構示意圖。圖2是采用圖1所示之生物質料倉的生物質氣化反應系統的結構示意圖。
具體實施例方式請參閱圖1，本實施例的適應不同堆積角度的生物質料倉8，包括料倉主體，該料 倉主體由上筒體82和下錐體83兩部分組成，上筒體82橫截面為圓形，下錐體83是斜圓錐 體。在上筒體82的頂部設有進料口 84，在斜圓錐體的錐頂設有出料口 85，出料口 85的中 心線偏離上筒體82的中心線，出料口 85的直經應為上筒體82直徑的1/4，斜圓錐體的倉壁 傾斜角大于物料與倉壁的摩擦角。在靠近進料口 84下方的料倉主體內設置轉軸86，轉軸 86依靠電機帶動(圖中未示出)，轉軸86上套設有多個螺旋葉片87，部分螺旋葉片的旋向 不相同，部分螺旋葉片與轉軸的夾角不相同。在下部的斜圓錐體內設置減輕物料對出料口 壓力的傾斜擋板88作為嵌入體。請參閱圖2，生物質氣化反應系統包括流化床氣化反應器如流化床1、第一分離裝 置如旋風分離器2、第二分離裝置如旋風分離器3、風送裝置如鼓風機4、熱交換裝置5、緩沖 倉61、工作倉62、爐前送料裝置如螺旋輸送機7、料倉8、水平輸送帶91、大傾角輸送帶92、廢棄物管道101、排渣裝置如螺旋輸送機102、廢棄物存儲裝置103、放散管道111、點火裝置 112、水封閥12。其中，料倉8的頂部具有進料口，底部具有出料口 ；水平輸送帶91位于料倉 8的底部出料口下方，大傾角輸送帶92的起始端與水平輸送帶91的末端相接合，大傾角輸 送帶91的末端位于緩沖倉61的頂部進料口上方。緩沖倉61的頂部具有進料口，底部具有 出料口 ；工作倉62的頂部具有進料口，底部具有出料口 ；緩沖倉61和工作倉62上下排布， 工作倉62的頂部進料口位于緩沖倉61的底部出料口的下方；緩沖倉61的底部出料口處設 有旋轉閥。爐前送料裝置如螺旋輸送機7的起始端位于工作倉62的底部出料口下方，其終 端通入流化床1的第一進料口。流化床1中部具有第一進料口和第二進料口 ；其底部具有 氣化介質入口和廢棄物出口 ；其上部具有物料出口。廢棄物出口連接廢棄物管道101，廢棄 物管道101出口處置有排渣裝置如螺旋輸送機102。螺旋輸送機102向上傾斜，即其出料 端高于其進料端。螺旋輸送機102的出料端置有廢棄物存儲裝置103。第一分離裝置如旋 風分離器2的上部具有物料入口，該物料入口與流化床1的物料出口通過管道相連；其中部 具有物料出口 ；其底部具有循環出口 ；該循環出口通過管道連接一回收物暫存裝置21，回 收物暫存裝置21的底部出口外具有通向流化床1第二進料口的第一輸送裝置如螺旋輸送 機。第二分離裝置如旋風分離器3的上部具有物料入口 ；其頂部具有燃氣出口，燃氣出口連 接燃氣總管；其底部具有循環出口 ；循環出口外具有通向回收物暫存裝置21的第二輸送裝 置如螺旋輸送機。熱交換裝置5包括燃氣入口、燃氣出口及空氣入口、空氣出口 ；燃氣入口 和燃氣出口分別連接燃氣管道；空氣入口和空氣出口分別連接空氣管道。第二分離裝置如 旋風分離器3的燃氣出口設有水封閥12，水封閥12位于熱交換裝置5之前。放散管道111 連接于燃氣管道上，放散管道111的出口端設有點火裝置112。風送裝置如鼓風機4通過空 氣管道連接于熱交換裝置5的空氣入口，熱交換裝置5的空氣出口連接于流化床1底部的 氣化介質入口，將空氣從流化床1的底部吹入。流化床1的底部置有多個通風管道，通風管 道的進風口與流化床1的空氣入口相通，通風管道的出風口上罩有斗笠形的風帽，風帽上 置有多個小孔。本實施例的工作過程如下生物質顆粒從料倉8經水平輸送帶91及大傾角輸送帶92進入緩沖倉61，經緩沖 倉61進入工作倉62，然后經螺旋輸送機7進入流化床1。鼓風機4向流化床1中送風。在 流化床1中生物質顆粒與空氣作用生成C0、H2和CH4等燃氣和固體廢棄物。固體廢棄物經 廢棄物管道101及螺旋輸送機102進入廢棄物存儲裝置103。燃氣和未完全反應的生物質顆粒進入旋風分離器2，經分離后燃氣和較輕的生物 質顆粒進入旋風分離器3，較重的生物質顆粒通過螺旋輸送機返回流化床1繼續參加反應。在旋風分離器3內，燃氣和較輕的生物質顆粒進一步分離，燃氣進入燃氣管道，通 過熱交換裝置5加熱用于反應的空氣，同時燃氣被冷卻，被冷卻的燃氣送至燃氣管道供下 游裝置使用(若有多余的燃氣則進入放散管道111，在放散管道111的端部點燃)。雖然本發明以較佳實施例揭露如上，但并非用以限定本發明實施的范圍。任何本 領域的普通技術人員，在不脫離本發明的發明范圍內，當可作些許的改進，即凡是依照本發 明所做的同等改進，應為本發明的發明范圍所涵蓋。
權利要求
一種適應不同堆積角度的生物質料倉，其包括料倉主體，在該料倉主體的頂部設有進料口，底部設有出料口，其中，所述料倉主體包括上筒體和下錐體兩部分，所述料倉主體設置有一個或多個轉軸，每個轉軸上套設有多個螺旋葉片。
2.如權利要求1所述的生物質料倉，其特征在于，至少一個的所述轉軸設置在靠近出 料口上方的下錐體內。
3.如權利要求1所述的生物質料倉，其特征在于，所述的料倉主體內設置兩個以上的 轉軸，而且這些轉軸上螺旋葉片的旋向不完全相同。
4.如權利要求1所述的生物質料倉，其特征在于，至少一個的所述轉軸上的螺旋葉片 的旋向不完全相同。
5.如權利要求1所述的生物質料倉，其特征在于，所述下錐體為斜錐體，其中，設置在 斜錐體錐頂的出料口的中心線偏離上筒體的中心線。
6.如權利要求1所述的生物質料倉，其特征在于，所述下錐體的倉壁傾斜角大于物料 與倉壁的摩擦角14至16度。
7.如權利要求1所述的生物質料倉，其特征在于，在所述下錐體內設置減輕物料對出 料口壓力的嵌入體。
8.一種采用如權利要求1-7之一所述生物質料倉的生物質氣化反應系統。
9.如權利要求8所述的生物質氣化反應系統，其特征在于，該生物質氣化反應系統還 包括用于制備生物質燃氣的流化床氣化反應器；為所述流化床氣化反應器提供反應原料的生物質原料供給系統；設置于所述流化床氣化反應器之外、并對所述流化床氣化反應器之反應產物進行分離 的兩級以上的分離裝置，該兩級以上的分離裝置至少包括第一分離裝置和第二分離裝置； 以及為所述流化床氣化反應器提供氣化介質的氣化介質供給系統；其中，所述的生物質原料供給系統包括所述的生物質料倉。
10.如權利要求9所述的生物質氣化反應系統，其特征在于所述的流化床氣化反應器包括設置于其中部區域的第一進料口和第二進料口、設置于 其底部的氣化介質入口和廢棄物出口、以及設置于其上部區域的物料出口 ；其中，所述流化 床氣化反應器的第一進料口與所述生物質原料供給系統相接合，所述流化床氣化反應器的 氣化介質入口與所述的氣化介質供給系統相接合；所述的第一分離裝置包括設置于其上部區域的物料入口、設置于其中部區域的物料出 口以及設置于其底部的循環出口 ；其中，所述第一分離裝置的物料入口與所述流化床氣化 反應器的物料出口相接合，所述第一分離裝置的循環出口通過第一輸送裝置與所述流化床 氣化反應器的第二進料口相接合；以及所述的第二分離裝置包括設置于其頂部的燃氣出口、設置于其上部區域的物料入口、 設置于其底部的循環出口 ；其中，所述第二分離裝置的物料入口與所述第一分離裝置的物 料出口相接合，所述第二分離裝置的循環出口通過第二輸送裝置和第一輸送裝置與所述 流化床氣化反應器的第二進料口相接合。
全文摘要
本發明公開了一種適應不同堆積角度的生物質料倉，包括料倉主體，在該料倉主體的頂部設有進料口，底部設有出料口，其中，在靠近出料口上方的錐形料倉主體內設置一個或多個轉軸，轉軸上套設有螺旋葉片，部分或者全部轉軸的旋向不相同。每種固體物料都有一個自然堆積角度，當料倉的出口錐體角度小于物料的自然堆積角度時很容易出現結拱而落料不暢的現象，本發明將套設有螺旋葉片的轉軸設置在出料口上方，通過外力擾動來破壞物料的內力平衡，防止大自然堆積角度物料進入料倉時出現結拱現象。這樣可是使同一個料倉適應不同堆積角的物料，擴大了使用該料倉的生物質氣化爐的原料適應性。
文檔編號B65D88/28GK101966900SQ20101052825
公開日2011年2月9日 申請日期2010年11月1日 優先權日2010年11月1日
發明者劉安慶, 常厚春, 覃勇付, 趙廣健, 陳平, 陳燕芳, 馬革 申請人:廣州迪森熱能技術股份有限公司