生物質(zhì)原料處理方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及生物質(zhì)領(lǐng)域，更具地說，本發(fā)明關(guān)于一種生物質(zhì)原料處理的方法及其系統(tǒng)。本發(fā)明生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)利用研磨元件、切割元件將生物質(zhì)碎成小顆粒，生物質(zhì)顆粒隨著上升的旋轉(zhuǎn)氣流向上運動，尺寸小的生物質(zhì)粒與水分子分離并從不同的出口排出主室，而尺寸大的生物質(zhì)粒落至研磨元件、切割元件再進行切割、研磨。本發(fā)明生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)和方法將生物質(zhì)研磨和干燥操作同步進行，并將生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成干燥、精細的粉末。
【專利說明】生物質(zhì)原料處理方法及其系統(tǒng)
[0001] 對相關(guān)申請的交叉引用 本申請要求2012年3月23日提交的美國臨時申請61/614,576的優(yōu)先權(quán)，出于所有目 的將上述美國臨時申請，通過引用將其全文合并于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及生物質(zhì)領(lǐng)域，更具地說，本發(fā)明關(guān)于一種生物質(zhì)原料處理的方法及其 系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0003] 生物質(zhì)材料被越來越多地用來提供熱能，加工成生物塑料和其他可再生的生物制 品。例如，一些住宅，機構(gòu)和工業(yè)建筑已經(jīng)被設(shè)計或改造為使用生物質(zhì)顆粒代替礦物燃料來 加熱和/或在加工過程中使用。總體而言，許多設(shè)備，如烘干機、鍋爐和熔爐，都陸續(xù)從使用 礦物燃料轉(zhuǎn)化成使用生物質(zhì)燃料。此外，最新的林木業(yè)發(fā)展表明，木材的衍生物，如納米晶 體纖維素，可替代塑料，紡織等產(chǎn)品生產(chǎn)中所需的石化原料化學物。
[0004] 上述應(yīng)用所使用的生物質(zhì)材料，通常來自于一些行業(yè)的廢物回收，包括木材和農(nóng) 產(chǎn)品的提取和轉(zhuǎn)換。原始狀態(tài)下的生物質(zhì)原料含有較高的水分和較大的顆粒體積，很難直 接使用在現(xiàn)代的生物質(zhì)應(yīng)用中。
[0005] 在某些情況下，使用舊式和傳統(tǒng)方法，例如大型設(shè)備中的移動爐排或流化床技術(shù)， 可令生物質(zhì)原料副產(chǎn)品直接用來加熱。但這種做法會導(dǎo)致嚴重的能量損耗，而且，高濃度的 煙氣排放需要配套更復(fù)雜的排氣系統(tǒng)。
[0006] 為了解除這些限制，生物質(zhì)原料處理應(yīng)運而生。生物質(zhì)原料被干燥至含水量為 10 %或更少，并對應(yīng)不同的應(yīng)用將其研磨到幾微米到幾毫米尺寸的顆粒。
[0007] 通常，生物質(zhì)處理行業(yè)依賴研磨機和旋轉(zhuǎn)干燥機組合執(zhí)行上述處理過程。這種處 理方式是有問題的，因為干燥系統(tǒng)是依賴于燃燒一些干燥生物質(zhì)的燃燒器來給生物質(zhì)原料 加熱的，因此，排放控制系統(tǒng)成了一個必要的附加配置。此外，無法避免地產(chǎn)生了安裝旋轉(zhuǎn) 干燥機和必要的輔助系統(tǒng)，以及興建大型廠房以容納整個系統(tǒng)的成本。
[0008] -般來說，所有類型的干燥機(包括旋轉(zhuǎn)干燥機，閃急管道干燥機等）在加熱過程 需要：1)利用部分的干燥生物質(zhì)成品作為燃燒器燃料，對生物質(zhì)原料加熱；2) -個排放控 制系統(tǒng)來處理煙道氣體；和3) -定的資本投入，這對于中小型工廠而言并不是經(jīng)濟的資本 投入。
[0009] 再者，現(xiàn)有的生物質(zhì)干燥和研磨技術(shù)在處理過程中表現(xiàn)不穩(wěn)定，能源效率低和/ 或脫水能力有限。特別是，這些技術(shù)往往從干燥室排出蒸汽和熱空氣，熱能便以這種形式散 失浪費掉。
[0010] 一些技術(shù)循環(huán)回收干燥室中的飽和空氣，實際上限制了他們對生物質(zhì)原料的脫水 能力。當循環(huán)回收的空氣達到濕度飽和時，便無法吸收更多的水分。這些技術(shù)在低溫下操 作，產(chǎn)生的冷凝水導(dǎo)致粘稠的生物質(zhì)積聚在干燥室和單體旋風分離器內(nèi)。 toon] 所以需要一個有效的方法和系統(tǒng)來處理生物質(zhì)原料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 針對現(xiàn)有的生物質(zhì)干燥和研磨技術(shù)在處理過程中表現(xiàn)不穩(wěn)定，能源效率低和/或 脫水能力有限的問題，本發(fā)明一方面提供一種生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)。
[0013] 所述生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)包括： 一個主室，所述主室包括：主室下部，用于接收生物質(zhì)，所述主室下部包括研磨元件、切 割元件和一個空氣輸入元件，所述空氣輸入元件輸入空氣形成的氣流和所述切割元件旋轉(zhuǎn) 形成的氣流在所述主室下部產(chǎn)生一上升漩渦；主室上部，所述主室上部包括一個由內(nèi)腔室、 外腔室構(gòu)成的分區(qū)，內(nèi)腔室在外腔室里且與外腔室同軸，所述外腔室包含第一出口，所述內(nèi) 腔室包含第二出口；法蘭，用于將所述主室下部連接所述內(nèi)腔室、外腔室； 氣流循環(huán)子系統(tǒng)，所述氣流循環(huán)子系統(tǒng)包括：主室的空氣輸入元件，即來自主室下部的 輸入空氣，連接到所述第一出口的第一個排氣口，連接到所述第二出口的第二個排氣口； 第一個排氣口從所述外腔室內(nèi)排出水霧和空氣，而第二個排氣口從所述內(nèi)腔室內(nèi)排出空氣 和生物質(zhì)顆粒； 在法蘭連接處，從所述上升漩渦中，水分子流向外腔室的第一出口，生物質(zhì)顆粒流向內(nèi) 腔，并且較輕的生物質(zhì)顆粒從內(nèi)腔室的第二出口處排出。
[0014] 當生物質(zhì)原料落到主室下部時，反復(fù)被研磨元件、切割元件切割成生物質(zhì)顆粒。其 中細小的生物質(zhì)顆粒受上升漩渦推動向上移動，而較重的生物質(zhì)顆粒落回研磨元件、切割 元件繼續(xù)脫水/粉碎。生物質(zhì)原料被粉碎成小顆粒時，其中的水分子會釋放到空氣中，從而 降低生物質(zhì)的含水量。部分表層水以霧化形式隨著濕空氣，并通過第一個排氣口、第二個排 氣口排出主室。
[0015] 為了在上述生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)的主室中分離生物質(zhì)顆粒中的水分子，本發(fā)明另 一方面提供一種生物質(zhì)原料處理方法，該生物質(zhì)原料處理方法包括：將氣流和離心力結(jié)合， 選擇性地將水分子導(dǎo)向主室的第一出口，依據(jù)生物質(zhì)顆粒的重量，將它們導(dǎo)向主室的第二 出口。
[0016] 由于水顆粒的密度比干燥/精細生物質(zhì)顆粒高，而離心力的作用力與顆粒的重量 成正比，干燥/精細生物質(zhì)顆粒的旋轉(zhuǎn)比水顆粒更接近的主室的中心，水顆粒的旋轉(zhuǎn)則更 接近主室的側(cè)壁。主室內(nèi)的環(huán)狀隔離區(qū)將水分子顆粒流與生物質(zhì)顆粒流隔離并通過第一出 口排出主室，而生物質(zhì)顆粒流將抽送至內(nèi)腔室，并從第二出口排出主室。
[0017] 所述生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)和方法將生物質(zhì)研磨和干燥操作同步進行，并將生物質(zhì) 原料轉(zhuǎn)化成干燥、精細的粉末，有助于推廣生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源的應(yīng)用，達到提高處理效率， 降低總投資，降低經(jīng)營和維護成本的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 當結(jié)合附圖考慮時，通過參考下面的詳細描述，本發(fā)明的這些和其它特征、優(yōu)點將 變得更好理解，其中： 圖1為本發(fā)明生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2中預(yù)加熱單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0019] 以下結(jié)合附圖1至3對本發(fā)明生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)及方法進行詳細描述。
[0020] 圖1所示為本發(fā)明生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)第一實施例。生物質(zhì)原料儲存在供料料斗 2,通過輸送機1 (例如螺旋輸送機)進入生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)。供料料斗2底部的星型給料 機18將生物質(zhì)原料卸在輸送機1中，然后將生物質(zhì)，尤其是大塊的生物質(zhì)輸送至主室3底 部。
[0021] 主室3的下半部分安裝了一個垂直軸，葉片5和鏈條6連接在該軸上。利用皮帶輪 構(gòu)成的能量傳輸系統(tǒng)4 (如一個復(fù)合皮帶傳動（B)加一個電機（M))，主軸能以高于1200rpm 的高速旋轉(zhuǎn)并帶動鏈條6和葉片5達到所需速度，在鏈條6的研磨作用和葉片5的切割作 用下，大塊生物質(zhì)原料尺寸大幅減小。使用變速電動機便可實現(xiàn)對速度的控制。
[0022] 當生物質(zhì)原料落到主室3的底部時，反復(fù)被鏈條6和葉片5研磨切割成細小的生 物質(zhì)顆粒。由于葉片5產(chǎn)生的氣流推動，鼓風機7在主室3底部產(chǎn)生的吸力作用，以及排氣 風機11產(chǎn)生的負壓，這些細小的生物質(zhì)顆粒向上移動。當生物質(zhì)原料被粉碎成小顆粒時， 其中的水分子會釋放到空氣中，從而降低生物質(zhì)的含水量。部分表層水以霧化形式被排氣 風機11抽離系統(tǒng)。
[0023] 主室3內(nèi)有一個內(nèi)圓筒16,與外圓筒17同軸并集中在主室上部，形成一個環(huán)狀隔 尚層。
[0024] 當生物質(zhì)顆粒和水分子從主室3底部上升時，受鼓風機7輸入的切向空氣推動，進 行螺旋圓周運動。
[0025] 法蘭21連接主室上部、主室下部。法蘭21為環(huán)形法蘭，中心開通孔，銜接主室3 和內(nèi)圓筒16,讓生物質(zhì)顆粒從主室底部通過法蘭21到達內(nèi)圓筒16 ;同樣，在法蘭邊緣有幾 個小穿孔連接主室3和外圓筒17讓水分子從底部通過并到達外圓筒17與內(nèi)圓筒16之間 區(qū)域。通過主室3內(nèi)的環(huán)狀隔離層，法蘭21將水分子顆粒流引向外部圓筒17和排氣風機 11，把細小的生物質(zhì)顆粒流引向內(nèi)圓筒16。
[0026] 上述的主室3為圓筒結(jié)構(gòu)，但所有空心的旋轉(zhuǎn)體，如空心六邊形柱體結(jié)構(gòu)也適用。
[0027] 主室3的形狀可以利用離心力分離生物質(zhì)顆粒中的水分。由于水顆粒的密度比干 燥/精細生物質(zhì)顆粒高，而離心力的作用力與顆粒的重量成正比，干燥/精細生物質(zhì)顆粒的 旋轉(zhuǎn)比水顆粒更接近的主室3的中心，水顆粒的旋轉(zhuǎn)則更接近主室3的側(cè)壁。主室3內(nèi)的 環(huán)狀隔離層將水分子顆粒流與生物質(zhì)顆粒流隔離，并且水分子顆粒流通過排氣風機11排 出主室3,而生物質(zhì)顆粒流將抽送至內(nèi)部圓筒16。
[0028] 當生物質(zhì)顆粒到達主室3內(nèi)部的法蘭21時，它們會通過法蘭21的中心通孔吸入 內(nèi)圓筒16的入口處。因為生物質(zhì)顆粒以相同的角速度圍繞圓心旋轉(zhuǎn)，在離心力和上旋空氣 的作用下，作用在內(nèi)圓筒16內(nèi)部的生物質(zhì)顆粒上的離心力比作用在內(nèi)圓筒16壁周圍的離 心力小。因此，較重的生物質(zhì)顆粒趨向于撞向內(nèi)圓筒16內(nèi)壁，通過法蘭21中心通孔滑落至 主室3的底部，在那再次進行上述的研磨，切割和脫水操作，直到它們足夠輕，可以被輸送 空氣推至內(nèi)圓筒16的頂部。
[0029] 在內(nèi)圓筒16頂部裝有一個篩選器8。篩選器8會依據(jù)生物質(zhì)顆粒體積大小進行分 類：只有足夠小的顆粒才可以通過篩選器8,余下的顆粒會通過法蘭21的中心通孔送回到 主室3底部再處理。
[0030] 因此，通過內(nèi)圓筒16和篩選器8的強制作用，只有含水量足夠少，以及尺寸足夠小 的生物質(zhì)顆粒在氣流的作用下送出主室3。離開主室后，輸送空氣流和生物質(zhì)顆粒被輸送至 多級旋風分離器9。在里面，生物質(zhì)顆粒與輸送空氣分離出來并收集在一起，最后通過旋風 分離器9底部的鎖氣閥15排出。
[0031] 鑒于系統(tǒng)排出的空氣溫度高于環(huán)境溫度，能量可以通過收集從多級旋風分離器9 排出的輸送空氣進行回收利用。為了實現(xiàn)此目的，可使用鼓風機7從多級旋風分離器9頂 部抽氣，把輸送空氣送回主室3下部。同時，加入預(yù)熱的環(huán)境空氣(見環(huán)境空氣鼓風機13) 以補償排氣風機對外排出的空氣。
[0032] 在主室3內(nèi)，當水蒸汽到達外圓筒17上部第一出口時，會被排氣風機11抽出送進 熱交換器10。由于排出的氣流溫度高于環(huán)境溫度，通過交換排出空氣的熱能到補償?shù)沫h(huán)境 空氣中，系統(tǒng)主要的能量損耗得以回收再利用。這種機制還可以防止引入飽和空氣到主室 3內(nèi)，由此有助于提商注入系統(tǒng)的空氣的脫水能力。
[0033] 環(huán)境空氣通過鼓風機13送到熱交換器10中，吸收排出空氣/霧氣(從鼓風機11輸 送的空氣)傳遞的熱能。預(yù)熱后的補償空氣與回收空氣混合輸入主室3前，還要經(jīng)過一個電 加熱管12,以便控制其溫度和濕度都達到預(yù)設(shè)值。另外，也可以使用熱泵增加補償空氣的溫 度。此外，可行時，它也可以注入隔外熱源20到電加熱管12內(nèi)。電加熱管12只有在補償 空氣溫度低于主室3內(nèi)的溫度時才動作，一般來說，進入主室3下部的空氣溫度約為50至 70°C，例如70°C時，用于高效水分吸收。
[0034] 加熱后的補償空氣和回收空氣混合后進入主室3。加熱后的補償空氣和回收空氣 混合后沿切向方向并向下的角度進入主室3,在主室3下部很容易產(chǎn)生一個旋渦。加熱后的 補償空氣和回收空氣的溫度較高，有利于系統(tǒng)的干燥和分離操作。進入系統(tǒng)的熱氣流受控 制系統(tǒng)控制，以確保該系統(tǒng)內(nèi)的溫度保持在特定操作范圍以內(nèi)，通常介于50°C到70°C間。 由于主室3內(nèi)的溫度保持在水的沸點以下，生物質(zhì)在干燥過程中主要呈液相狀態(tài)，即以霧 形態(tài)從主室3向外圓筒17上部的第二出口排走。
[0035] 排風風機11動作時在主室3內(nèi)部形成一個負壓，從而減少了讓生物質(zhì)表面水分子 蒸發(fā)所需的熱能，有助釋放在生物質(zhì)顆粒中的水分。
[0036] 為確保系統(tǒng)有效運作需要設(shè)計一套控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)用于控制進入主室3內(nèi) 的回收/補償空氣的溫度，以及使主室內(nèi)的工作壓力需維持在負壓狀態(tài)。
[0037] 在熱交換器10和電加熱管12之間可以裝一個溫度傳感器來監(jiān)測在熱交換器10 出口位置的補償空氣溫度。另一個溫度傳感器可以監(jiān)測主室3內(nèi)的溫度。當補償空氣傳感 器測出的溫度明顯低于主室傳感器的溫度時，電加熱管12可被激活，否則，電加熱管12保 持關(guān)閉狀態(tài)。
[0038] 要測量主室3內(nèi)的壓力，可以用一壓力傳感器直接連接到排氣風機11上。如果主 室3內(nèi)的壓力過高，排氣風機11加速運行，直到主室3內(nèi)的壓力回到其預(yù)設(shè)水平。
[0039] 當生物質(zhì)的含水量過高，如含水量超過重量的50%，像污水處理廠的污泥，其含水 量最高可達80%，生物質(zhì)呈粘性。為了處理含水量過高的生物質(zhì)，在圖1所示的生物質(zhì)原料 處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加入一個預(yù)熱單元100,以及連接兩者的輸送機構(gòu)300,形成本發(fā)明生 物質(zhì)原料處理系統(tǒng)的第二實施例，如圖2所示。
[0040] 如圖3所示預(yù)熱單元100,生物質(zhì)通過位于干燥室108頂部的料斗104,進入預(yù)干 燥單元100。位于料斗104下方的鎖氣閥112,由變頻器驅(qū)動，可以控制進入干燥室108的 生物質(zhì)流量。當鎖氣閥112打開時，生物質(zhì)落入干燥室108內(nèi)的傳送帶上。一系列變速輸 送機116a、116b、116c以串聯(lián)方式布置。導(dǎo)向板120位于干燥室108的內(nèi)壁上，確保生物質(zhì) 落在輸送機116a，116b和116c上，而不是在它們旁邊。紅外線加熱器124,如鹵素加熱元 件，安裝在輸機器116a，116b和116c上方，對生物質(zhì)福射加熱，降低生物質(zhì)含水量。紅外線 加熱器124的長度和數(shù)量，以及輸機器116a，116b和116c的輸送速度的選擇以最大限度地 降低生物質(zhì)的水分為前提，即取決于生物質(zhì)的性質(zhì)和含水量。
[0041] 通過控制紅外線加熱器124的運作，監(jiān)測生物質(zhì)和干燥室108的溫度，以確保溫度 不會過高而損壞輸送機116a，116b和116c。
[0042] 在干燥室108內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽或薄霧被一裝在干燥室108頂部的抽風機128抽到排 氣口 138處。抽風機128可以是一個真空排風機，用于建立一個真空環(huán)境，即在干燥室108 內(nèi)形成負壓。在干燥室108的形成負壓，可以減少用于生物質(zhì)水分分離所需的熱能。其原 理是當海拔高度高于海平面高度，在大氣壓力作用下，水的沸點降低。因此，在干燥室108 形成負壓能使干燥室108內(nèi)的水分蒸發(fā)速度加快。再者，負壓加速水分從生物質(zhì)中排走；從 干燥室108排出的空氣形成一水氣運送通道，將附著在生物質(zhì)的水氣排出干燥室108外。
[0043] 真空鼓風機128的出口可連接到一個交流旋風器132,將被氣流吸出干燥室108的 生物質(zhì)顆粒在排出排氣口 138前送回到干燥室108內(nèi)。干燥室108中吸出的空氣從干燥系 統(tǒng)100的排氣口 138中排放，所述排氣口 138可以與排氣風機11的進風口相連。
[0044] 如果有更多的地面空間可利用，一個長，直輸送系統(tǒng)可以代替如圖3所示由變速 輸送機116a，116b和116c構(gòu)成的交錯分布的密集型輸送單兀。
[0045] 紅外線加熱器124的數(shù)量，輸送機116a，116b和116c的輸送帶的長度和傳送速 度，取決于生物質(zhì)進入干燥系統(tǒng)100前的狀態(tài)和在出口 142處的狀態(tài)，即上述結(jié)合圖1所闡 述的處理系統(tǒng)要求輸入的生物質(zhì)狀態(tài)。
[0046] 此發(fā)明系統(tǒng)能把生物質(zhì)原料處理成干燥精細的粉末，同時回收利用了絕大部分由 排出蒸汽和熱空氣帶走的熱能。
[0047] 生物質(zhì)可以來源于木材，如林木業(yè)的廢料或副產(chǎn)品，或來源于其他行業(yè)，如農(nóng)業(yè)和 動物廢棄物，或紙漿、紙和污水處理污泥。如必要，或作為防范措施，生物質(zhì)原料在進入系統(tǒng) 前可以剪切到幾英寸大小。
[0048] 在現(xiàn)代生物質(zhì)應(yīng)用中，成品的生物質(zhì)粉末用途非常廣泛，包括一般的生產(chǎn)木屑顆 粒，木塊和生物燃料；生物質(zhì)粉末可以通過使用粉燃燒器或熱解過程產(chǎn)生熱能，也可以用來 生產(chǎn)納米晶體纖維素，甲烷化工藝等等。
[0049] 簡單地說，該系統(tǒng)通過電動機帶動葉片5和鏈條6旋轉(zhuǎn)提供機械能給生物質(zhì)原料， 葉片5同時作為內(nèi)部風機形成一股內(nèi)部氣流。受系統(tǒng)內(nèi)部形成的氣流作用，輕的生物質(zhì)顆 粒隨氣流運動，而較重的生物質(zhì)顆粒落回葉片5和鏈條6所在位置繼續(xù)脫水/粉碎過程。此 夕卜，部分排出系統(tǒng)的空氣中所含的熱能通過熱交換原理回收利用到系統(tǒng)中，避免水分再次 進入系統(tǒng)。再者，優(yōu)化了主室3的吸水能力。
[0050] 排氣系統(tǒng)的設(shè)計滿足形成真空的條件，即在主室3內(nèi)產(chǎn)生一負壓，排出的氣流除 了給出主室3內(nèi)的運行溫度外，也促使水分蒸發(fā)，從而增強系統(tǒng)的脫水能力。
[0051] -般來說，處理過程包括把生物質(zhì)原料輸送到系統(tǒng)主室3的底部，通過葉片5和鏈 條6的反復(fù)作用將生物質(zhì)原料打碎；同時一股來自熱交換器的干熱氣流將切向進入系統(tǒng)； 在離心力的作用下，水分子，輕的生物質(zhì)顆粒和重的生物質(zhì)顆粒被--分離；過大的生物質(zhì) 顆粒被圓形顆粒選擇裝置隔離，我們稱之為篩選器；使用多級旋風分離器9有效分離生物 質(zhì)顆粒和輸送空氣；循環(huán)回收輸送空氣重新送入系統(tǒng)；通過熱交換器10把排氣帶走的熱能 交換到環(huán)境空氣中成為補償空氣；在電加熱管12中對補償空氣二次加熱，再把補償空氣送 入系統(tǒng)。
[0052] 所述方法和系統(tǒng)將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成干燥、精細的粉末，有助于推廣生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能 源的應(yīng)用，達到提高處理效率，降低總投資，降低經(jīng)營和維護成本的目的。
[0053] 所述方法和系統(tǒng)將研磨和干燥生物質(zhì)原料的操作同步進行，以高效方式獲得干燥 /精細粉末。本方法和系統(tǒng)用作處理生物質(zhì)原料，同時達到節(jié)能和高效脫水的目的。人們會 逐漸發(fā)現(xiàn)和欣賞此方法和系統(tǒng)優(yōu)點，因為它能讓終端用戶以更經(jīng)濟的方式處理生物質(zhì)，淘 汰熱過程所需的額外設(shè)備，讓現(xiàn)代生物質(zhì)使用更廣闊更經(jīng)濟。
[0054] 以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的部分實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保 護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1. 一種生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)，其特征在于，包括 一個主室，所述主室包括：主室下部，用于接收生物質(zhì)，所述主室下部包括研磨元件、切 割元件和一個空氣輸入元件，所述空氣輸入元件輸入空氣形成的氣流和所述切割元件旋轉(zhuǎn) 形成的氣流在所述主室下部產(chǎn)生一上升漩渦；主室上部，所述主室上部包括一個由內(nèi)腔室、 外腔室構(gòu)成的分區(qū)，內(nèi)腔室在外腔室里且與外腔室同軸，所述外腔室包含第一出口，所述內(nèi) 腔室包含第二出口；法蘭，用于將所述主室下部連接所述內(nèi)腔室、外腔室； 氣流循環(huán)子系統(tǒng)，所述氣流循環(huán)子系統(tǒng)包括：主室的空氣輸入元件，即來自主室下部的 輸入空氣，連接到所述第一出口的第一個排氣口，連接到所述第二出口的第二個排氣口； 第一個排氣口從所述外腔室內(nèi)排出水霧和空氣，而第二個排氣口從所述內(nèi)腔室內(nèi)排出空氣 和生物質(zhì)顆粒； 在法蘭連接處，從所述上升漩渦中，水分子流向外腔室的第一出口，生物質(zhì)顆粒流向內(nèi) 腔室，并且質(zhì)量小的生物質(zhì)顆粒從內(nèi)腔室的第二出口處排出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)，其特征在于：還包括一個定位在內(nèi)腔 室上部并位于所述第二出口前的篩選器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括至少一個以下各 組件：1)吸收從第一排氣口排出空氣的熱量的熱交換器；2)將從所述第二排氣口排出的生 物質(zhì)顆粒與空氣分離的多級旋風分離器；3)加熱輸入主室的空氣的熱源。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)，其特征在于，所述主室的輸入空氣 源至少包含以下一種：1)吸收第一排氣口排出空氣的熱量的環(huán)境空氣；2)從第二排氣口排 出并回收的空氣；3)利用外部熱源加熱的環(huán)境空氣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)，其特征在于：所述輸入主室的空氣的 溫度為50°C?70°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)，其特征在于：所述研磨元件及切割元 件轉(zhuǎn)速大于或等于1200轉(zhuǎn)每分鐘。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)，其特征在于：所述主室內(nèi)設(shè)有一溫度 控制器，使主室內(nèi)溫度維持在水沸點以下。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)，其特征在于：還包括一個預(yù)干燥單元， 用于處理進入所述主室前的生物質(zhì)；所述預(yù)干燥單元包括一個干燥室，一個接收生物質(zhì)并 位于干燥室內(nèi)的傳送帶，為生物提供熱量的加熱元件，一個排走干燥室內(nèi)霧氣和/或水蒸 汽的排氣口，以及一種輸出預(yù)干燥后生物質(zhì)的出口。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)，其特征在于：所述干燥室工作時維持 負壓。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)，其特征在于：所述排氣口連接所述第 一排氣口。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)，其特征在于：所述預(yù)干燥單元還包括 使干燥室內(nèi)產(chǎn)生負壓的真空抽風機。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)，其特征在于：所述預(yù)干燥單元還包括 與排氣口連接的旋風分離器，所述旋風分離器把排出空氣中攜帶的生物質(zhì)分離出來并送回 干燥室。
13. -種利用權(quán)利要求1至12任一項所述的生物質(zhì)原料處理系統(tǒng)的生物原料處理方 法，其特征在于：將氣流和離心力結(jié)合，選擇性地將水分子導(dǎo)向主室的第一出口，依據(jù)生物 質(zhì)顆粒的重量，將它們導(dǎo)向主室的第二出口。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的生物質(zhì)原料處理方法，其特征在于：所述生物質(zhì)原料處理 系統(tǒng)在工作時，維持主室內(nèi)為負壓，主室內(nèi)溫度低于水沸點。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的生物質(zhì)原料處理方法，其特征在于：至少一個回收空氣來 自：1)第一排氣口； 2)第二排氣口。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的生物質(zhì)原料處理方法，其特征在于：至少一個回收熱量來 自：1)第一排氣口排出的空氣；2)第二排氣口排出的空氣。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13或16所述的生物質(zhì)原料處理方法，其特征在于：包括將生物質(zhì)碎 成生物質(zhì)顆粒，并在一上升氣流中將其干燥。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的生物質(zhì)原料處理方法，其特征在于：還包括使用加熱元件 在一負壓室內(nèi)預(yù)干燥生物質(zhì)。
【文檔編號】C10L5/44GK104194857SQ201310095715
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】穆罕默德.拉克米爾 申請人:穆罕默德.拉克米爾