一種烘焙設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及生物質(zhì)加工，尤其涉及一種烘焙設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]烘焙(Torrefact1n)是一種在惰性氣體氣氛及中溫條件下，脫除生物質(zhì)中的水分和輕質(zhì)揮發(fā)分的過程。烘焙過程需要在無氧或缺氧條件下進行，加熱溫度范圍在200?300°C之間，加熱時間在30?90分鐘之間。
[0003]烘焙過程對于多種物質(zhì)的加工利用具有重要的作用，生物質(zhì)是具有代表性的一種。生物質(zhì)是一種重要的可再生能源，具有揮發(fā)分含量高，硫、氮含量低等優(yōu)點，生物質(zhì)在形態(tài)上最為接近化石能源，與化石燃料的利用具有很好的兼容性。中國是一個農(nóng)業(yè)大國，擁有豐富的生物質(zhì)資源，據(jù)測算，中國的生物質(zhì)的可利用量在2020年將達到5.5億噸標準煤，具有很好的發(fā)展前景。目前，我國生物質(zhì)資源的利用并不充分，大量的農(nóng)業(yè)秸桿等廢棄物被直接焚燒掉，不僅造成巨大的能源浪費，同時燃燒產(chǎn)生大量的煙塵，還會造成嚴重的環(huán)境污染，危害人體健康。因此，生物質(zhì)的高效利用對中國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和環(huán)境保護均具有重要的意義。
[0004]生物質(zhì)烘焙預(yù)處理是一種對生物質(zhì)行之有效的熱化學(xué)預(yù)處理方法。隨烘焙溫度升高，時間延長，生物質(zhì)的熱失重率逐漸升高；生物質(zhì)逐漸變得易于研磨；揮發(fā)分逐漸減少，固定碳成分提高，水分含量大幅下降；氧元素的含量不斷下降，碳元素的含量不斷上升，從而發(fā)熱量不斷增加；產(chǎn)生一定的厭水性，生物質(zhì)不容易吸收水分，并降低生物降解的可能性。當(dāng)烘焙溫度為270?300°C時，生物質(zhì)經(jīng)烘焙后，體積可減小30%，能量密度為原來的1.3倍。經(jīng)過烘焙預(yù)處理，生物質(zhì)的各項性質(zhì)與煤炭接近，便于運輸、儲存和利用，大大增加了生物質(zhì)與煤炭混合利用的可能性。
[0005]因此，為了更好地利用環(huán)境中的資源，尤其是生物質(zhì)資源，需要提出一種具有較高效率和環(huán)保特性的烘焙設(shè)備。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實用新型提供一種烘焙設(shè)備，該烘焙設(shè)備能夠?qū)π枰姹旱哪繕宋镔|(zhì)進行烘焙，同時具有環(huán)保性和經(jīng)濟性。
[0007]有鑒于此，本實用新型提供一種烘焙設(shè)備，包括:用于利用太陽能熱加熱第一工質(zhì)的太陽能集熱單元、用于利用第一工質(zhì)加熱第二工質(zhì)的換熱單元、以及用于利用所述第二工質(zhì)對待烘焙的目標物質(zhì)進行烘焙處理的烘焙單元；其中:
[0008]所述換熱單元與所述太陽能集熱單元連接；
[0009]所述烘焙單元與所述換熱單元連接。
[0010]可選的，所述太陽能集熱單元具體包括:用于收集太陽能熱的聚光器、以及用于利用所述聚光器收集的太陽能熱加熱所述第一工質(zhì)的集熱器；其中:
[0011]所述集熱器與所述聚光器連接。
[0012]可選的，所述聚光器為線性菲涅爾聚光器。
[0013]可選的，所述太陽能集熱單元還包括:除氧器、儲熱罐、工質(zhì)栗；所述除氧器與工質(zhì)栗連接，所述工質(zhì)栗與儲熱罐通過設(shè)有閥門的管道連接，同時與所述集熱器連接；所述儲熱罐通過設(shè)置有閥門的管道與換熱單元連接。
[0014]可選的，所述換熱單元包括換熱器；所述烘焙單元具體包括:用于利用第一工質(zhì)干燥生物質(zhì)的干燥器、以及用于利用第一工質(zhì)烘焙目標物質(zhì)的烘焙機；其中:
[0015]干燥器:與所述換熱器連接；
[0016]烘焙機:與所述干燥器和所述換熱器連接。
[0017]可選的，所述換熱器為煙氣型換熱器。
[0018]可選的，所述待烘焙的目標物質(zhì)為生物質(zhì)。
[0019]可選的，所述設(shè)備還包括:用于燃燒目標物質(zhì)在烘焙單元處理的過程中產(chǎn)生的氣體并生成第三工質(zhì)的烘焙氣體復(fù)用單元；其中:
[0020]所述烘焙氣體復(fù)用單元與所述烘焙單元和所述換熱單元連接，使得第三工質(zhì)能夠與第二工質(zhì)進行換熱。
[0021]可選的，所述烘焙氣體復(fù)用單元包括:用于使目標物質(zhì)在烘焙單元處理的過程中產(chǎn)生的氣體在其中燃燒，生成第三工質(zhì)的燃燒室、以及用于將第三工質(zhì)輸送到所述換熱單元的風(fēng)機；其中:
[0022]所述燃燒室與所述風(fēng)機連接。
[0023]從上面所述可以看出，本實用新型提供的烘焙設(shè)備，采用太陽能作為主要烘焙熱源，能夠避免或減少污染大氣的廢氣的排放，在減少烘焙熱源材料成本的同時，具有很高的環(huán)保特性。同時，本實用新型實施例利用太陽能作為生物質(zhì)烘焙設(shè)備的烘焙熱源，太陽能具有無處不在的分散特性，相比于化石能源更加適合分散使用的生物質(zhì)烘焙裝置，在任何地方都可以使用，無需考慮燃料的運輸過程，有利于就近于生物質(zhì)原產(chǎn)地實施烘焙。本實用新型實施例的太陽能聚光器采用線性菲涅爾聚光器，聚光比為數(shù)十倍，因此可以將水加熱至產(chǎn)生溫度為200?300°C的水蒸氣，此溫度范圍與生物質(zhì)烘焙系統(tǒng)所需溫度相匹配，因此可節(jié)約烘焙所用的第二工質(zhì)的準備時間，簡化工質(zhì)處理過程。此外，本實用新型實施例還設(shè)置有烘焙氣體復(fù)用單元，能夠分解烘焙過程中產(chǎn)生的可能造成大氣污染或可燃的氣體，實現(xiàn)廢氣利用的同時，還能夠為烘焙補充熱源。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型實施例的烘焙設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實用新型實施例的聚光器和集熱器示意圖；
[0026]圖3為本實用新型另一實施例的烘焙設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]為了給出有效的實現(xiàn)方案，本實用新型提供了下述實施例，以下結(jié)合說明書附圖對本實用新型實施例進行說明。
[0028]本實用新型首先提供一種烘焙設(shè)備，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括:
[0029]太陽能集熱單元101:用于利用太陽能熱加熱第一工質(zhì)；
[0030]換熱單元102:與所述太陽能集熱單元連接，用于利用第一工質(zhì)加熱第二工質(zhì)；
[0031]烘焙單元103:與所述換熱單元連接，用于利用所述第二工質(zhì)對待烘焙的目標物質(zhì)進行烘焙處理。
[0032]從上面所述可以看出，本實用新型提供的烘焙設(shè)備，利用太陽能集熱單元101向烘焙單元提供烘焙所需要的熱量，主要依靠太陽能作為熱源，因此無需依賴化石能源和生物質(zhì)燃料，經(jīng)濟性高的同時具有良好的環(huán)保特性。
[0033]當(dāng)所述目標物質(zhì)為生物質(zhì)時，采用太陽能作為烘焙熱源的優(yōu)勢更能夠體現(xiàn)出來。太陽能和生物質(zhì)能均具有分散的特性。生物質(zhì)烘焙裝置一般布置在靠近生物質(zhì)產(chǎn)出地或能夠移動到生物質(zhì)產(chǎn)出地。經(jīng)烘焙后的生物質(zhì)，通常經(jīng)過壓縮成型，然后運往生物質(zhì)混燒電站等消費地進行利用。所以，由于太陽能無處不在的分布特性，相比于化石能源更加適合分散使用的生物質(zhì)烘焙裝置，無需考慮燃料的運輸過程。同時，太陽能和生物質(zhì)均依賴于環(huán)境和氣候、天氣等因素，具有波動性和不確定性。相對于集中建設(shè)大規(guī)模的化石能源，生物質(zhì)的產(chǎn)出存在著波動性和不確定性。一般來說，對于生物質(zhì)供應(yīng)的要求并不特別嚴格。因此，太陽能間歇性特點更具有優(yōu)勢。在波動性和不確定性上，太陽能與生物質(zhì)配合使用能夠借助二者的共同特性使得烘焙設(shè)備的環(huán)保性和經(jīng)濟性較高的同時，不會對正常的生產(chǎn)產(chǎn)生不良影響。
[0034]在具體實施例中，太陽能集熱單元101可采用現(xiàn)有的任意一種太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽能集熱部分。
[0035]較佳的，所述待烘焙的目標物質(zhì)為生物質(zhì)。
[0036]在本實用新型一些實施例中，仍然參照圖1，所述太陽能集熱單元101具體包括:
[0037]聚光器1011:用于收集太陽能熱；
[0038]集熱器1012:與所述聚光器連接，用于利用所述聚光器收集的太陽能熱加熱所述第一工質(zhì)O
[0039]在本實用新型具體實施例中，聚光器1011和集熱器1012可以采用現(xiàn)有技術(shù)中太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的已有機構(gòu)。
[0040]在本實用新型一些實施例中，所述聚光器1011為線性菲涅爾聚光器。
[0041]在本實用新型一些具體實施例中，所述線性菲涅爾聚光器可直接采用菲涅爾式太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的聚光部件。在本實用新型另一些具體實施例中，所述線性菲涅爾聚光器1011包括靠近地面放置的菲涅爾聚光鏡和菲涅爾聚光鏡上方的二次聚光鏡，先將太陽光反射到上方的二次聚光鏡上，再由其匯聚到集熱器1012長管狀的吸熱器上，并將其中的水加熱成蒸汽，如附圖2所示。具有線性菲涅爾聚光器的太陽能集熱單元的聚光比為數(shù)十倍，因此可以將水加熱至蒸汽溫度在200?300°C之間，此溫度范圍與生物質(zhì)烘焙系統(tǒng)所需溫度相匹配。
[0042]由于菲涅爾聚光器可以采用平面鏡，其結(jié)構(gòu)相對于其它結(jié)構(gòu)的聚光器更為簡單，制造成本更為低廉。此外，線性菲涅爾聚光器可采用緊湊型的布置方式，土地利用率較高；菲涅爾聚光鏡近地安裝，大大降低了風(fēng)阻，具有較優(yōu)的抗風(fēng)性能，選址更為靈活，當(dāng)需要烘焙的目標物質(zhì)為生物質(zhì)時，烘焙設(shè)備的安裝可以在生物質(zhì)產(chǎn)地就近安裝，保證了生物質(zhì)在烘焙之前的新鮮度，也能夠保證生物質(zhì)烘焙之后的產(chǎn)品質(zhì)量；采用菲涅爾聚光器的聚光鏡一般都是平直鏡面，易于清洗，維護成本低。
[0043]在其它實施例中，所述聚光器還可以是塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng)中所采用的塔式太陽能聚光器、或槽式太陽能發(fā)電系統(tǒng)中所采用的槽式太陽能聚光器、或蝶式太陽能發(fā)電系統(tǒng)中采用的蝶式太陽能聚光器等。
[0044]在本實用新型一些實施例中，所述太陽能集熱單元101還包括:除氧器1013、儲熱罐1014、工質(zhì)栗1015 ;所述除氧器與工質(zhì)栗1015連接，所述工質(zhì)栗1015與儲熱罐1014通過設(shè)有閥門1016的管道連接，同時與所述集熱器1012連接