一种生物质生产线和生物质烘干系统

摘要

本实用新型公开了一种生物质生产线和生物质烘干系统，通过依次连通的送料装置、烘干装置和出料装置，以将送料装置中的湿润生物质输送至烘干装置进行烘干，并经出料装置输出干燥生物质；供热装置的燃料口与出料装置的出料口连通，以将目标比例的干燥生物质输送至供热装置燃烧；供热装置的排气口与烘干装置的热源口连通，以将干燥生物质的燃烧热能输出至烘干装置对湿润生物质进行烘干；整个烘干过程利用烘干系统生产的干燥生物质产生热源进行烘干，在烘干过程中燃料供应充足稳定，燃烧后废物的残留小，燃烧废物的累积对热能供应的稳定性影响较小，使热能供应稳定，提升了烘干成品的良品率，进而提高了生物质的烘干质量。

说明书

技术领域

本申请涉及生物质烘干的技术领域，尤其涉及一种生物质生产线和生物质烘干系统。

背景技术

生物质是指经光合作用而形成的各种有机体，通常经烘干后作为燃料进行存储，是仅次于煤炭、石油、天然气之后的第四大能源，在整个能源系统中占有重要地位。

现有生物质烘干工艺是采用烘干炉通过煤炭燃料产生能量，将其作为烘干生物质所需要的热源，但是煤燃烧不环保，且燃烧后废物的残留大，随着废物的累积对热能供应的稳定性存在影响，导致生物质烘干不稳定。

因此，如何提高生物质的烘干质量，是现阶段亟待解决的技术问题。

实用新型内容

鉴于上述技术问题，本实用新型的一种生物质生产线和生物质烘干系统，用于提高生物质的烘干质量。

本实用新型实施例提供了以下方案：一种生物质烘干系统，包括送料装置、烘干装置、出料装置和供热装置；

所述送料装置、所述烘干装置和所述出料装置依次连通，以将所述送料装置中的湿润生物质输送至所述烘干装置进行烘干，并经所述出料装置输出干燥生物质；

所述供热装置的燃料口与所述出料装置的出料口连通，以将目标比例的所述干燥生物质输送至所述供热装置燃烧；

所述供热装置的排气口与所述烘干装置的热源口连通，以将所述干燥生物质的燃烧热能输出至所述烘干装置对所述湿润生物质进行烘干。

在一种可选的实施例中，所述供热装置包括依次连通的分料器、送料风机和烘干炉，所述分料器的进料口被配置为所述燃料口，所述烘干炉的出气口被配置为所述排气口。

在一种可选的实施例中，所述分料器为分料绞龙，所述供热装置还包括：

第一温度传感器，安装于所述烘干炉内；

分料绞龙电机，安装于所述分料绞龙上；

第一控制器，与所述第一温度传感器和所述分料绞龙电机电连接。

在一种可选的实施例中，所述供热装置还包括：

第二温度传感器，安装于所述烘干装置的供热腔室上，以测量所述供热腔室内的温度。

在一种可选的实施例中，所述供热装置还包括：

第三温度传感器，安装于所述送料风机与所述烘干炉的连接管道上，以测量所述连接管道内的温度。

在一种可选的实施例中，所述供热装置还包括：

粉碎机，所述粉碎机的进料口与所述分料器连通，所述粉碎机的出料口与所述送料风机连通。

在一种可选的实施例中，所述供热装置还包括：

第一风机，所述第一风机的出风口与所述烘干炉的燃烧室连通设置；

第二风机，所述第二风机的出风口与所述第一风机的出风口呈对向设置于所述燃烧室上。

在一种可选的实施例中，所述送料装置包括：

料仓；

出仓机，所述出仓机设置于所述料仓的底部；

出料绞龙，所述出料绞龙的进料口与所述出仓机连通，所述出料绞龙的出料口与所述烘干装置的供热腔室连通。

在一种可选的实施例中，所述送料装置还包括：

第四温度传感器，安装于所述烘干装置的出料口上；

出仓电机，安装于所述出仓机上；

第二控制器，与所述第四温度传感器和所述出仓电机电连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种生物质生产线，所述生物质生产线上安装有第一方面中任一所述的生物质烘干系统。

本实用新型提供的一种生物质生产线和生物质烘干系统与现有技术相比，具有以下优点：

本实用新型的生物质烘干系统通过依次连通的送料装置、烘干装置和出料装置，以将送料装置中的湿润生物质输送至烘干装置进行烘干，并经出料装置输出干燥生物质；供热装置的燃料口与出料装置的出料口连通，以将目标比例的干燥生物质输送至供热装置燃烧；供热装置的排气口与烘干装置的热源口连通，以将干燥生物质的燃烧热能输出至烘干装置对湿润生物质进行烘干；整个烘干过程利用烘干系统生产的干燥生物质产生热源进行烘干，在烘干过程中燃料供应充足稳定，燃烧后废物的残留小，燃烧废物的累积对热能供应的稳定性影响较小，使热能供应稳定，提升了烘干成品的良品率，进而提高了生物质的烘干质量；且降低了生物质的生产成本，烘干系统具有环保和节能减排的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的生物质烘干系统的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的生物质烘干系统的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的第一控制器的控制流程示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第二控制器的控制流程示意图。

附图标记说明：1-送料装置、2-烘干装置、3-出料装置、4-供热装置；

101-料仓、102-出仓机、103-出料绞龙、104-第四温度传感器、105-第一料位传感器、106-第二料位传感器；

201-供热腔室、202-烘干滚筒；

301-出料口、302-风料分离器、303-动力风机；

401-燃料口、402-分料器、403-送料风机、404-烘干炉、405-第一温度传感器、406-第二温度传感器、407-第三温度传感器、408-粉碎机、409-第一风机、410-第二风机、411-换气闸门。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型实施例保护的范围。

本实用新型实施例的一种生物质烘干系统，包括送料装置、烘干装置、出料装置和供热装置；送料装置、烘干装置和出料装置依次连通，以将送料装置中的湿润生物质输送至烘干装置进行烘干，并经出料装置输出干燥生物质；供热装置的燃料口与出料装置的出料口连通，以将目标比例的干燥生物质输送至供热装置燃烧；供热装置的排气口与烘干装置的热源口连通，以将干燥生物质的燃烧热能输出至烘干装置对湿润生物质进行烘干。

具体的，送料装置可以是输送带或链斗式输送机等，用于将湿润生物质输送至烘干装置进行烘干；烘干装置可以是滚筒烘干机，具有可靠性高、烘干体量大的特点，用于将湿润生物质烘干后输出至出料装置；出料装置可以是输送带或链斗式输送机等，用于将输出干燥生物质，并将目标比例的干燥生物质输送至供热装置燃烧，燃烧的能热供应至烘干装置实现稳定烘干。其中，目标比例可以根据烘干装置中的生物质确定，能够确保达到烘干的质量要求即可。

烘干系统也可以设定为其他结构，请参阅图1，生物质烘干系统包括送料装置1、烘干装置2、出料装置3和供热装置4，通过管道或绞龙(或称螺旋式输送机)将各装置进行连通，以确保生物质的输送和热源的供应，管道可以为金属管道或复合管道，用于供热装置4和烘干装置2的连通，以及烘干装置2和出料装置3的连通；绞龙用于送料装置1和烘干装置2的连通，以及出料装置3和供热装置4的连通。

在一种具体的实施方式中，供热装置4包括依次连通的分料器402、送料风机403和烘干炉404，分料器402的进料口被配置为燃料口401，烘干炉404的出气口被配置为排气口。

具体的，请参阅图2，分料器402设置于出料装置3的出料口301上，用于将目标比例的干燥生物质分流至供热装置4，出料装置3包括风料分离器302和动力风机303，动力风机303用于产生负压，使生物质由烘干装置2输送至出料装置3，再经风料分离器302分离出干燥生物质。为便于巡检分料器402分流干燥生物质的物料量，可以将分料器402和送料风机403设置为敞开式的连通结构；由于干燥生物质质量较轻，通过送料风机403产生空气负压可以将干燥生物质输送至烘干炉404，烘干炉404用于燃烧干燥生物质，并将燃烧热能输送至烘干装置2，其中，烘干炉404顶部设置有换气闸门411，烘干炉404燃烧时，换气闸门411关闭，在烘干炉404内温度过高时，为保证烘干炉404的燃烧安全，可以开启换气闸门411，开启方式可以基于电气控制自动开启或巡检人员手动开启。该种结构的供热装置具有简单实用的特点，能够较好适用于干燥生物质的燃烧供热。

在现有的生物质烘干系统中，由于烘干炉的温度不能自动调节在稳定在设定的区间范围内，造成供应至生物质烘干的热源存在温度波动，影响生物质的烘干质量。

为解决上述问题，在一种具体的实施方式中，分料器402为分料绞龙，供热装置4还包括：

第一温度传感器405，安装于烘干炉404内；分料绞龙电机，安装于分料绞龙上；第一控制器，与第一温度传感器405和分料绞龙电机电连接。

具体的，烘干炉404是通过其底部燃烧干燥生物质，燃烧后的热量通过顶部的管道输出至烘干装置2，因而可以将第一温度传感器405安装于烘干炉404的顶部或中部，以准确检测烘干炉404中的温度；分料绞龙电机可以是变频电机或直流电机，用于使分料绞龙产生动力，第一控制器可以是PLC控制器(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，也可以是单片机控制器或工控机。请参阅图3，以PLC控制器组成的控制系统为例，通过第一温度传感器405、分料绞龙电机和第一控制器可以实施烘干炉404炉温的闭环控制，在实施闭环控制时。根据烘干工艺设定烘干炉404输出的目标温度，烘干炉404的实时温度由第一温度传感器405进行采集，采集的模拟量信号传入第一控制器。当烘干炉404的实时温度低于设定的目标温度时，通过模糊控制算法发送对应控制信号至分料绞龙电机，以调高分料绞龙电机的转速，从而提高干燥生物质的送料量，使烘干炉404获得更多的燃料提升炉膛温度。当烘干炉404的实时温度高于目标温度时，通过模糊控制算法发送对应控制信号至分料绞龙电机，以降低分料绞龙电机的转速，从而降低燃料的送料速度，使烘干炉404的燃料供应减少降低炉膛温度。从而稳定烘干炉404的炉膛温度，使整个烘干工艺在一个稳定的供热条件下进行。

需要说明的是，目标比例还可以基于第一温度传感器405采集的烘干炉404炉温计算确定，为确保生物质的烘干质量，通常炉温设定有目标温度，当第一温度传感器405采集的炉温低于目标温度时，说明干燥生物质输送至供热装置4的当前比例低于目标比例，控制分料器402的分料比例，以增大分流至供热装置4的干燥生物质；当第一温度传感器405采集的炉温高于目标温度时，说明干燥生物质输送至供热装置4的当前比例高于目标比例，对应控制分料器402的分料比例，以减小分流至供热装置4的干燥生物质。该种方式确定的目标比例更准确，使供应至烘干装置2的热源更稳定。

当然，也可以将第一温度传感器405与第一控制器电连接，换气闸门411与第一控制器电连接，通过第一温度传感器405测量烘干炉404的炉温，当测量为温度过高时，对换气闸门411的开度进行对应控制，即增大换气闸门411的开度，以降温保证烘干安全。

在一种具体的实施方式中，供热装置4还包括：

第二温度传感器406，安装于烘干装置2的供热腔室201上，以测量供热腔室201内的温度。

具体的，烘干装置2包括烘干滚筒202和供热腔室201，烘干滚筒202通过电机驱动转动烘干，供热腔室201设置于烘干滚筒202上靠近送料装置1的一端，供热腔室201用于连通送料装置1和供热装置4，通过第二温度传感器406可以检测供热装置4的温度，在温度过高时提示巡检人员对应处理，提示方式可以通过第二温度传感器406直接显示测量温度，也可以设置一报警器进行提示。

由于干燥生物质是颗粒状，在送料风机403送料燃烧的过程中，燃烧火焰可能经送料风机403与烘干炉404的连接管道燃烧，导致烘干系统存在安全隐患。

在一种具体的实施方式中，所述供热装置4还包括：

第三温度传感器407，安装于送料风机403与烘干炉404的连接管道上，以测量连接管道内的温度。

具体的，通过第三温度传感器407测量连接管道内的温度，可以准确判断是否连接管道中是否发生燃烧，若测量的管道温度大于设定值，则需要控制送料风机403停止，以减少事故进一步扩大；也可以安装报警器，以发出声光告警信息。

当然，也可以基于第一温度传感器104、第二温度传感器406、第三温度传感器407的安装位置，采集各自的对应温度，在温度过高时，仅发出报警信息，不对其他电气设备对应控制。

在一种具体的实施方式中，供热装置4还包括：

粉碎机408，粉碎机408的进料口与分料器402连通，粉碎机408的出料口与送料风机403连通。

具体的，通过粉碎机408可以将对干燥生物质进行破碎，以降低干燥生物质的粒度，送料风机403送料更稳定，且有助于干燥生物质充分燃烧。

在一种具体的实施方式中，供热装置4还包括：

第一风机409，第一风机409的出风口与烘干炉404的燃烧室连通设置；第一风机410，第一风机410的出风口与第一风机409的出风口呈对向设置于燃烧室上。

具体的，第一风机409和第一风机410可以供应更多氧气至烘干炉404，使烘干炉404内产生旋风，使燃料燃烧更完全。

在一种具体的实施方式中，送料装置1包括：

料仓101；出仓机102，出仓机102设置于料仓101的底部；出料绞龙103，出料绞龙103的进料口与出仓机102连通，出料绞龙103的出料口与烘干装置2的供热腔室201连通。

具体的，料仓101可以设置为斗状结构或筒状结构，用于存储湿润生物质；出仓机102可以设置为对辊结构，通过对辊结构的相对旋转控制出料量，即控制整个烘干系统的生产速度，出料绞龙103通过电机驱动将湿润生物质输送至烘干装置2。

在实际应用时，由于烘干质量与烘干温度、供料量具有较强的关联，若供料量出现波动可能影响烘干质量和烘干效率。

为解决上述问题，在一种具体的实施方式中，送料装置1还包括：

第四温度传感器104，安装于烘干装置2的出料口上；出仓电机，安装于出仓机102上；第二控制器，与第四温度传感器104和出仓电机电连接。

具体的，出仓电机为可调速电机，第二控制器通过第四温度传感器104采集烘干装置2的出料口温度，对应对出仓电机的转速进行控制，以保证烘干质量和烘干效率。第二控制器可以为PLC控制器、单片机控制器或工控机，也可以与第一控制器集成为一总控制器。

请参阅图4，以通过第四温度传感器104、出仓电机和第二控制器组成PLC控制系统为例，PLC控制系统为闭环控制系统，湿润生物质在烘干过程中会吸收烘干炉404输出的热能，作用表现为烘干滚筒202的出料温度，即烘干成品料温度。烘干成品料的温度直接影响烘干成品料的含水率，含水率为烘干成品料的主要质量指标，将烘干成品料的含水率控制在预设范围内即可保证干燥生物质的烘干质量。根据工艺设定烘干滚筒202的出料温度，烘干滚筒202的出料温度由第四温度传感器104进行测量，测量的模拟量信号传入第二控制器。当烘干滚筒202的出料温度低于设定的目标温度时，PLC控制系统通过模糊控制算法控制出仓电机降低转速，以降低烘干滚筒202的进料速度，使单位时间内烘干滚筒202的烘干料不过量，在烘干炉404供热条件不变的情况下，保证烘干成品料的含水量要求。当烘干滚筒202的出料温度高于目标温度时，PLC控制系统通过模糊控制算法提高出仓电机的工作频率，从而提高烘干滚筒202的进料速度，使单位时间内烘干滚筒202的烘干料增加，在烘干炉404供热条件不变的情况下，充分利用烘干炉404的热能，在保证烘干成品料质量的情况下，减少烘干所用能耗提高烘干效率。

此外还可以在料仓101内设置第一料位传感器105和第二料位传感器106，第一料位传感器105，均与第二控制器电连接，第一料位传感器105用于检测料位上限，湿润生物质的料位过高时给第二控制器发出信号，对料仓101的供料系统发出停止指令；第二料位传感器106用于检测料位下限，湿润生物质的料位过低时给第二控制器发出信号，对烘干系统上的各电气设备发出停止指令。

基于与生物质烘干系统同样的实用新型构思，本实用新型实施例还提供了一种生物质生产线，所述生物质生产线上安装有任一所述的生物质烘干系统。

可以理解，生物质生产线还可以在烘干系统的基础上，在烘干系统的前端增加湿润生物质的供料系统，在烘干系统的后端增加包装系统等，以实现生物质的全自动化生产。

本实用新型实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1.生物质烘干系统通过依次连通的送料装置、烘干装置和出料装置，以将送料装置中的湿润生物质输送至烘干装置进行烘干，并经出料装置输出干燥生物质；供热装置的燃料口与出料装置的出料口连通，以将目标比例的干燥生物质输送至供热装置燃烧；供热装置的排气口与烘干装置的热源口连通，以将干燥生物质的燃烧热能输出至烘干装置对湿润生物质进行烘干；整个烘干过程利用烘干系统生产的干燥生物质产生热源进行烘干，在烘干过程中燃料供应充足稳定，燃烧后废物的残留小，燃烧废物的累积对热能供应的稳定性影响较小，使热能供应稳定，提升了烘干成品的良品率，进而提高了生物质的烘干质量；且降低了生物质的生产成本，烘干系统具有环保和节能减排的优点。

2.整个烘干系统通过第一温度传感器、分料绞龙电机和第一控制器形成闭环控制，通过第四温度传感器、出仓电机和第二控制器也形成闭环控制，实现生物质烘干的全自动进料，全自动生产，减少人力。

3.烘干系统的进料速度即生产速度终由烘干滚筒的出料温度作为依据进行闭环控制，保证了最后烘干成品料的含水率稳定，合理的利用烘干热源提供的热能，提升烘干效率。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。