一种生物质闪速热裂解污泥处理装置的制作方法

1.本发明涉及生物质生产设备技术领域，具体为一种生物质闪速热裂解污泥处理装置。


背景技术：

2.生物质是一种可再生能源，储量非常丰富，作为替代能源利用，可实现co2的零排放， 大大减轻温室效应和环境污染。生物质热裂解通常是指在无氧环境下，生物质被加热升温引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程。根据反应温度和加热速率的不同，生物质热解工艺可分成慢速、常规、快速或闪速几种。慢速裂解工艺是一种以生成木炭为目的的炭化过程；快速热裂解大致在10～200℃/s的升温速率，小于5 秒的气相停留时间；闪速热裂解相比于快速热裂解的反应条件更为严格，气相停留时间通常小于1秒。现有技术中的生物质热裂解旋转锥热裂解反应器利用生物质颗粒和经外部加热的砂子由内锥中部的孔道喂入到两锥的底部后，由于旋转离心力的作用，他们均会沿着锥壁作螺旋上升运动，两者在上升的过程中交换热量不断地发生热解反应。反应结束后砂子和焦炭离锥壁后落入反应器底部一起被移出反应器，之后焦炭被烧掉，热的砂子参与下一轮反应。现有技术中由于砂子要求的粒径较小，故而砂子在运行过程中容易产生结块，影响与生物质颗粒的接触面积，影响生产效率；在对砂子和焦炭混合物进行燃烧时，由于焦炭数量较少，焦炭混合在砂子中需要大量的能源对其进行燃烧才可以将焦炭燃烧殆尽，造成资源浪费。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种生物质闪速热裂解污泥处理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种生物质闪速热裂解污泥处理装置，该装置包括支座，筒体，进料口，出气口，反应机构，传动机构，冷凝管，冷凝器，收集桶以及燃烧机构，所述筒体底端固定连接支座上端，所述筒体上端设有进料口，所述进料口一侧设有出气口，所述筒体内部设有反应机构，所述反应机构上端固定连接进料口，所述反应机构一侧设有燃烧机构，所述出气口一端固定连接冷凝管，冷凝管远离出气口一端固定连接收集桶，所述冷凝管上设有冷凝器，所述冷凝管呈“s”形分布在筒体外壁上。
5.把粉碎的生物质以及加热过的砂子从进料口送进筒体内壁的反应机构内进行反应，经过反应机构反应的生物质大部分生成可燃性气体从出气口进入冷凝管以及冷凝器冷凝后变成生物油，最终生物油在收集桶中被收集，生物质反应生成的小部分焦炭和砂子从反应机构排出至燃烧机构，经过燃烧机构将砂子中混合的焦炭燃烧殆尽，在燃烧过程中对砂子进一步加热，能节约在后期循环过程中砂子被加热所需要的部分能量，将冷凝管设置成“s”形分布在筒体的外壁上，可燃性气体在冷凝管中运动的过程中温度降低，经过冷凝器进一步冷凝所需要的能量减小，有效节约生产成本。
6.进一步的，所述反应机构包括锥形块，旋转桶，挡板，所述锥形块一端固定连接筒
体上端内壁，所述锥形块内部设有两条平行的进料通道，两条所述进料通道一端连通进料口，两条所述进料通道贯穿整个锥形块，所述旋转桶为一端开口的圆锥形，所述旋转桶位于锥形块外侧，所述旋转桶远离开口一端固定连接传动机构，所述旋转桶外壁上设有挡板，所述挡板一端固定连接筒体，所述挡板远离筒体一端转动连接旋转桶外壁，所述挡板一侧设有缺口，所述燃烧机构上端在缺口处固定连接挡板，所述挡板所在的平面与旋转桶的轴线的夹角为锐角。
7.生物质与砂子从两条进料通道进入锥形块与旋转桶之间的空间，旋转桶在传动机构的作用下高速旋转，进而生物质与砂子的混合物在离心力的作用下从旋转桶的底部运动到顶部，从旋转桶顶部掉落至挡板上，由于挡板为倾斜状，故而砂子与焦炭的混合物从挡板的缺口处进入燃烧机构进行下一步的对砂子中的焦炭的清除以及对砂子的加热。
8.进一步的，所述传动机构包括电机，一号同步轮，二号同步轮，一号同步带，传动轴，转动轴，传动齿轮，转动齿轮，凸块，连杆，固定杆，限位键，所述电机输出轴上固定套设一号同步轮，所述传动轴上套设有二号同步轮，所述传动轴一端转动连接筒体底部，所述传动轴与电机输出轴轴线平行，所述一号同步轮与二号同步轮上套设有同一根一号同步带，所述凸块套设在传动轴上，所述凸块一侧固定连接二号同步轮，所述传动轴上设有限位键，所述传动齿轮上设有键槽，所述传动齿轮与传动轴滑动连接，所述凸块沿圆周方向上设有“t”形槽，所述连杆一端设有挡块，所述挡块在“t”形槽内与凸块滑动连接，所述传动齿轮上沿圆周方向设有“t”形槽，所述连杆远离凸块一端设有挡块，所述挡块在“t”形槽内与传动齿轮滑动连接，所述固定杆一端固定连接筒体内壁，所述固定杆远离筒体内壁一端设有套环，所述连杆从套环内穿过与套环滑动接触，所述筒体底部设有一号孔，所述转动轴从一号孔内伸入筒体内部与旋转桶固定连接，所述转动轴远离旋转桶一端固定套设转动齿轮，所述传动齿轮与转动齿轮啮合。
9.电机带动一号同步轮转动，一号同步轮带动一号同步带带动二号同步轮转动，进而带动传动轴转动，传动轴带动凸块以及传动齿轮转动，由于凸块与传动齿轮之间设有连杆，且连杆两端均与凸块以及传动齿轮活动连接，故而当连杆与凸块连接的一端在凸块最高点时，传动齿轮在连杆的推动下沿着限位键轴向方向运动，进而传动齿轮与转动齿轮脱离啮合状态，转动齿轮带动转动轴转动的动力来源消失，故而转动轴转动速度减缓，在旋转桶内由于离心力作用运动的生物质以及砂子在惯性的作用下运动速度改变，有结块的砂子由于重力比较大，运动速度减慢的速率较大，故而会被没有结块的砂子高速撞击，进而结块被撞碎，通过传动机构改变了旋转桶的转速，进而有效减少了砂子结块的情况，能使得砂子与生物质接触面积增大，提高生物质的产油量。
10.进一步的，所述燃烧机构包括燃烧室，旋转叶片，旋转轴，三号同步轮，四号同步轮，二号同步带，喷火器，电磁阀门，压力机构，所述燃烧室一端固定连接挡板缺口处，所述旋转轴一端转动连接筒体底部，所述旋转轴上设有旋转叶片，所述旋转轴上套设有三号同步轮，所述四号同步轮套设在转动轴上，所述三号同步轮与四号同步轮上套设有二号同步带，所述旋转轴与旋转叶片表面靠近的位置处设有喷嘴，所述旋转轴内部设有喷火器，所述喷嘴中设有电磁阀门，所述旋转叶片中设有压力机构。
11.燃烧机构由传动机构驱动，转动轴带动三号同步轮转动，三号同步轮通过二号同步带带动四号同步轮转动，进而四号同步轮带动旋转轴转动，旋转轴带动旋转叶片转动，旋
转叶片将在旋转桶中反应后的砂子以及小部分焦炭混合物从燃烧室顶端运送到底端，在运送过程中，混合物在重力的作用下压迫压力机构，进而压力机构控制电磁阀门的开闭使得喷火器喷出的火焰大小改变，即当混合物较多时，电磁阀门开口增大，喷火器喷射的火焰变大；当混合物较少时，电磁阀门开口减小，喷火器喷射的火焰变小，能有效节约能源，避免资源浪费。砂子与焦炭混合物在旋转叶片的作用下被充分混合且分散在旋转叶片的各个部位，喷火器能更彻底的将混在砂子中的焦炭燃烧殆尽，为下一步的对砂子升温提供良好的基础。
12.进一步的，所述压力机构包括压板，弹簧，伸缩杆，所述旋转叶片上设有凹槽，所述凹槽内设有若干压板，所述压板下方固定连接弹簧，所述弹簧远离压板一端固定连接凹槽底部，所述伸缩杆一端固定连接压板，所述伸缩杆远离压板一端从凹槽底部伸入旋转叶片内部连接电磁阀门的控制开关。
13.砂子与焦炭的混合物在重力的作用下会对压板有压力作用，进而压板在凹槽内压迫伸缩杆以及弹簧，伸缩杆被压缩的行程决定电磁阀门的开闭程度，进而可以精确的改变喷火器喷射的火焰的大小，可以有效节约生产成本。
14.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明利用旋转锥式反应机构将惰性载体砂子以及生物质原料高效进行热裂解反应，在反应机构一侧设有燃烧机构，利用旋转叶片使得砂子与焦炭的混合物被混合后分散到旋转叶片各个地方进行燃烧，可以充分的将砂子中的焦炭燃烧殆尽，同时在旋转叶片上设有压力机构能根据砂子与焦炭混合物的中来调节喷火器的开口大小，能有效节约能源以及生产成本；在反应机构的下端设有传动机构，传动机构可以使得旋转桶转速自动改变，进而改变了旋转桶中生物质以及砂子的转动速度，利用未结块的砂子将结块的砂子冲散，进而可以增加砂子与生物质的接触面积，促进生物质热裂解反应进行，有效提高生产效率。
附图说明
15.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明的传动机构结构示意图；图3是本发明的燃烧机构结构示意图；图4是本发明的压力机构结构示意图；图5是本发明的传动轴与传动齿轮位置机构示意图；图中：1
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支座；2
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筒体；3
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进料口；4
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出气口；5
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反应机构；51
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锥形块；52
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旋转桶；53
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挡板；6
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传动机构；601
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电机；602
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一号同步轮；603
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二号同步轮；604
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一号同步带；605
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传动轴；606
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转动轴；607
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传动齿轮；608
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转动齿轮；609
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凸块；610
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连杆；611
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固定杆；612
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限位键；7
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冷凝管；8
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冷凝器；9
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收集桶；10
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燃烧机构；101
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燃烧室；102
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旋转叶片；103
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旋转轴；104
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三号同步轮；105
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四号同步轮；106
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二号同步带；107
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喷火器；108
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电磁阀门；11
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压力机构；111
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压板；112
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弹簧；113
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伸缩杆。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.请参阅图1
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图5，本发明提供技术方案：一种生物质闪速热裂解污泥处理装置，该装置包括支座1，筒体2，进料口3，出气口4，反应机构5，传动机构6，冷凝管7，冷凝器8，收集桶9以及燃烧机构10，所述筒体2底端固定连接支座1上端，所述筒体2上端设有进料口3，所述进料口3一侧设有出气口4，所述筒体2内部设有反应机构5，所述反应机构5上端固定连接进料口3，所述反应机构5一侧设有燃烧机构10，所述出气口4一端固定连接冷凝管7，冷凝管7远离出气口4一端固定连接收集桶9，所述冷凝管7上设有冷凝器8，所述冷凝管7呈“s”形分布在筒体2外壁上。把粉碎的生物质以及加热过的砂子从进料口3送进筒体2内壁的反应机构5内进行反应，经过反应机构5反应的生物质大部分生成可燃性气体从出气口4进入冷凝管7以及冷凝器8冷凝后变成生物油，最终生物油在收集桶9中被收集，生物质反应生成的小部分焦炭和砂子从反应机构5排出至燃烧机构10，经过燃烧机构10将砂子中混合的焦炭燃烧殆尽，在燃烧过程中对砂子进一步加热，能节约在后期循环过程中砂子被加热所需要的部分能量，将冷凝管7设置成“s”形分布在筒体2的外壁上，可燃性气体在冷凝管7中运动的过程中温度降低，经过冷凝器8进一步冷凝所需要的能量减小，有效节约生产成本。
18.所述反应机构5包括锥形块51，旋转桶52，挡板53，所述锥形块51一端固定连接筒体2上端内壁，所述锥形块51内部设有两条平行的进料通道，两条所述进料通道一端连通进料口3，两条所述进料通道贯穿整个锥形块51，所述旋转桶52为一端开口的圆锥形，所述旋转桶52位于锥形块51外侧，所述旋转桶52远离开口一端固定连接传动机构6，所述旋转桶52外壁上设有挡板53，所述挡板53一端固定连接筒体2，所述挡板53远离筒体2一端转动连接旋转桶52外壁，所述挡板53一侧设有缺口，所述燃烧机构10上端在缺口处固定连接挡板53，所述挡板53所在的平面与旋转桶52的轴线的夹角为锐角。生物质与砂子从两条进料通道进入锥形块51与旋转桶52之间的空间，旋转桶52在传动机构6的作用下高速旋转，进而生物质与砂子的混合物在离心力的作用下从旋转桶52的底部运动到顶部，从旋转桶52顶部掉落至挡板53上，由于挡板53为倾斜状，故而砂子与焦炭的混合物从挡板53的缺口处进入燃烧机构10进行下一步的对砂子中的焦炭的清除以及对砂子的加热。
19.所述传动机构6包括电机601，一号同步轮602，二号同步轮603，一号同步带604，传动轴605，转动轴606，传动齿轮607，转动齿轮608，凸块609，连杆610，固定杆611，限位键612，所述电机601输出轴上固定套设一号同步轮602，所述传动轴605上套设有二号同步轮603，所述传动轴605一端转动连接筒体2底部，所述传动轴605与电机601输出轴轴线平行，所述一号同步轮602与二号同步轮603上套设有同一根一号同步带604，所述凸块609套设在传动轴605上，所述凸块609一侧固定连接二号同步轮603，所述传动轴605上设有限位键612，所述传动齿轮607上设有键槽，所述传动齿轮607与传动轴605滑动连接，所述凸块609沿圆周方向上设有“t”形槽，所述连杆610一端设有挡块，所述挡块在“t”形槽内与凸块609滑动连接，所述传动齿轮607上沿圆周方向设有“t”形槽，所述连杆610远离凸块609一端设有挡块，所述挡块在“t”形槽内与传动齿轮607滑动连接，所述固定杆611一端固定连接筒体
2内壁，所述固定杆611远离筒体2内壁一端设有套环，所述连杆610从套环内穿过与套环滑动接触，所述筒体2底部设有一号孔，所述转动轴606从一号孔内伸入筒体2内部与旋转桶52固定连接，所述转动轴606远离旋转桶52一端固定套设转动齿轮608，所述传动齿轮607与转动齿轮608啮合。电机601带动一号同步轮602转动，一号同步轮602带动一号同步带604带动二号同步轮603转动，进而带动传动轴605转动，传动轴605带动凸块609以及传动齿轮607转动，由于凸块609与传动齿轮607之间设有连杆610，且连杆610两端均与凸块609以及传动齿轮607活动连接，故而当连杆610与凸块609连接的一端在凸块609最高点时，传动齿轮607在连杆610的推动下沿着限位键612轴向方向运动，进而传动齿轮607与转动齿轮608脱离啮合状态，转动齿轮608带动转动轴606转动的动力来源消失，故而转动轴606转动速度减缓，在旋转桶52内由于离心力作用运动的生物质以及砂子在惯性的作用下运动速度改变，有结块的砂子由于重力比较大，运动速度减慢的速率较大，故而会被没有结块的砂子高速撞击，进而结块被撞碎，通过传动机构6改变了旋转桶52的转速，进而有效减少了砂子结块的情况，能使得砂子与生物质接触面积增大，提高生物质的产油量。
20.所述燃烧机构10包括燃烧室101，旋转叶片102，旋转轴103，三号同步轮104，四号同步轮105，二号同步带106，喷火器107，电磁阀门108，压力机构11，所述燃烧室101一端固定连接挡板53缺口处，所述旋转轴103一端转动连接筒体2底部，所述旋转轴103上设有旋转叶片102，所述旋转轴103上套设有三号同步轮104，所述四号同步轮105套设在转动轴606上，所述三号同步轮104与四号同步轮105上套设有二号同步带106，所述旋转轴103与旋转叶片102表面靠近的位置处设有喷嘴，所述旋转轴103内部设有喷火器107，所述喷嘴中设有电磁阀门108，所述旋转叶片102中设有压力机构11。燃烧机构10由传动机构6驱动，转动轴606带动三号同步轮104转动，三号同步轮104通过二号同步带106带动四号同步轮105转动，进而四号同步轮105带动旋转轴103转动，旋转轴103带动旋转叶片102转动，旋转叶片102将在旋转桶52中反应后的砂子以及小部分焦炭混合物从燃烧室101顶端运送到底端，在运送过程中，混合物在重力的作用下压迫压力机构11，进而压力机构11控制电磁阀门108的开闭使得喷火器107喷出的火焰大小改变，即当混合物较多时，电磁阀门108开口增大，喷火器107喷射的火焰变大；当混合物较少时，电磁阀门108开口减小，喷火器107喷射的火焰变小，能有效节约能源，避免资源浪费。砂子与焦炭混合物在旋转叶片102的作用下被充分混合且分散在旋转叶片102的各个部位，喷火器107能更彻底的将混在砂子中的焦炭燃烧殆尽，为下一步的对砂子升温提供良好的基础。
21.所述压力机构11包括压板111，弹簧112，伸缩杆113，所述旋转叶片102上设有凹槽，所述凹槽内设有若干压板111，所述压板111下方固定连接弹簧112，所述弹簧112远离压板111一端固定连接凹槽底部，所述伸缩杆113一端固定连接压板111，所述伸缩杆113远离压板111一端从凹槽底部伸入旋转叶片102内部连接电磁阀门108的控制开关。砂子与焦炭的混合物在重力的作用下会对压板111有压力作用，进而压板111在凹槽内压迫伸缩杆113以及弹簧112，伸缩杆113被压缩的行程决定电磁阀门108的开闭程度，进而可以精确的改变喷火器107喷射的火焰的大小，可以有效节约生产成本。
22.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
23.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。