一种适用于生物质颗粒的仓储结构

文档序号:1883244 发布日期:2021-11-26 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 一种适用于生物质颗粒的仓储结构 (Storage structure suitable for living beings granule ) 是由 闫泓池 方庆艳 马仑 陈鑫科 夏季 张�成 陈刚 于 2021-08-06 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种适用于生物质颗粒的仓储结构,属于生物质材料仓储技术领域,其通过在主仓内设置热管,使得热管的传热端接触仓储的生物质颗粒、热管的散热端伸出生物质颗粒的表面并与冷源匹配,利用热管内换热基质吸热气化与放热冷凝过程的循环进行,快速实现生物质颗粒仓储过程中所产生热量的吸收、排出。本发明适用于生物质颗粒的仓储结构,其结构简单,设置简便,能在实现生物质颗粒可靠存储的同时,快速实现生物质颗粒的进料和卸料,并自发完成生物质颗粒存储过程中所产生热量的快速排出,避免仓内因热量集中而发生的材料变异或者材料自燃,保证生物质颗粒存储的稳定性和安全性,降低生物质材料的应用成本,具有较好的应用前景和推广价值。(The invention discloses a storage structure suitable for biomass particles, which belongs to the technical field of biomass material storage. The invention is suitable for the storage structure of biomass particles, has simple structure and simple and convenient arrangement, can realize the reliable storage of the biomass particles, simultaneously quickly realize the feeding and the discharging of the biomass particles, and spontaneously finish the quick discharge of heat generated in the storage process of the biomass particles, avoid the material variation or the spontaneous combustion of the material caused by the concentrated heat in a bin, ensure the storage stability and the storage safety of the biomass particles, reduce the application cost of the biomass material, and have better application prospect and popularization value.)

一种适用于生物质颗粒的仓储结构

技术领域

本发明属于生物质材料仓储技术领域,具体涉及一种适用于生物质颗粒的仓储结构。

背景技术

随着现代经济水平的快速发展,对能源的依赖日益增加,导致传统化石能源的消耗十分巨大。在国家碳达峰、碳中和的战略方针指导下,寻找新型能源以替代化石燃料,降低化石能源消耗显得势在必行。

在众多可再生能源中,生物质材料的碳中和特性尤为明显,使得高效开发利用生物质能的需求日益增加。生物质能是可再生能源的重要组成部分,有效利用生物质能,对解决能源问题和生态环境问题起到十分重要的作用。

一般情况下,生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便等。进入20世纪70年代以来,世界各国尤其是经济发达国家对生物质的研究十分重视,积极开展生物质能应用技术的研究,取得了一定的研究成果,部分产品甚至达到工业化应用的规模。

目前,随着生物质能利用技术的推广应用,生物质仓储技术存在的不足开始日益显现,越来越不能满足生物质能利用技术发展的需求。由于生物质材料本身与一般材料之间存在特异性,导致常规的存储设备很难充分适应生物质材料的存储。在生物质材料存储过程中,由于微生物作用和化学反应,极易在仓储设备中导致仓内温度升高,不仅会导致生物质材料的变异,还可能存在自燃的风险,导致严重的安全问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种,本发明提供了一种适用于生物质颗粒的仓储结构,能有效实现生物质颗粒的存储,满足生物质颗粒的快速进料、卸料需求,并实现生物质颗粒存储过程中仓内热量的快速排出,降低仓储结构内的温度,保证生物质材料仓储的稳定性和可靠性。

为实现上述目的,本发明提供一种适用于生物质颗粒的仓储结构,其包括用于容置生物质颗粒的主仓;所述主仓内间隔设置有多个热管,所述热管包括传热端和散热端;

所述热管内开设有自传热端延伸至散热端的封闭空腔,并在该封闭空腔中封装有换热基质,使得所述换热基质可在所述传热端吸热气化并在所述散热端放热液化;

所述传热端伸入仓内的生物质颗粒中,用于与所述生物质颗粒接触并吸收生物质颗粒存储过程中产生的热量;所述散热端伸出仓内生物质颗粒的表面,并延伸至所述主仓的顶部,用于与冷源接触并实现热量的交换排出。

作为本发明的进一步改进,还包括卸料仓、进料机构和卸料机构;

所述进料机构匹配连通所述主仓的上部,用于生物质颗粒的进料;

所述卸料仓设置在所述主仓的底部,并对应连通所述卸料机构,用于所述生物质颗粒的出料。

作为本发明的进一步改进,所述主仓的顶部对应所述散热端设置有至少一对风机;

每对风机分设于所述主仓的两侧,用于将仓外的相对冷空气导入并将仓内吸热的相对热空气导出。

作为本发明的进一步改进,所述主仓上间隔设置有若干人孔,用于作业人员对主仓内进行检修维护。

作为本发明的进一步改进,对应所述人孔开设位置设置有检修平台,并对应检修平台设置有爬梯。

作为本发明的进一步改进,所述卸料仓上设置有若干人孔,用于作业人员对卸料仓内进行检修维护。

作为本发明的进一步改进,所述热管在主仓内的固定方式为底部支撑、顶部悬吊、侧周固定中的一种或者多种。

作为本发明的进一步改进,所述主仓沿竖向设置,且所述热管沿竖向设置,并在主仓内呈阵列排布。

作为本发明的进一步改进,所述热管的外周设置有换热单元;所述换热单元为肋片、凸起、凹槽中的一种或者多种。

作为本发明的进一步改进,所述肋片在所述热管的外周沿环向设置、沿螺旋设置、和/或沿轴向设置。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有的有益效果包括:

(1)本发明的适用于生物质颗粒的仓储结构,其通过在主仓内设置热管,使得热管的传热端接触仓储的生物质颗粒,且热管的散热端伸出生物质颗粒的表面并与冷源匹配,利用热管内换热基质在传热端吸热气化,并在散热端放热冷凝的循环过程,快速实现生物质颗粒仓储过程中所产生热量的吸收、排出,降低生物质颗粒存储过程中的内部温度,避免生物质颗粒因为温度过高而变异或者自燃,保证了生物质颗粒存储的稳定性和可靠性,确保了生物质材料的安全存储,提升了生物质材料的应用安全性,降低了生物质材料的应用成本。

(2)本发明的适用于生物质颗粒的仓储结构,其通过仓体上人孔的对应设置,有效实现了仓体内部环境与外部环境的交互连通,实现了仓体内的检修维护,为生物质仓储结构的可靠应用提供了保障。

(3)本发明的适用于生物质颗粒的仓储结构,其通过热管外周上肋片、凹槽、凸起等传热单元结构形式的优选设置,保证换热基质在传热端与散热端之间自发运动的同时,有效增加了传热端与生物质颗粒、散热端与冷源的接触面积,提升了热管传热端的传热效果和热管散热端的散热效果,加快了仓储结构热传递、热排出的效率。

(4)本发明的适用于生物质颗粒的仓储结构,其通过优选热管两端的结构参数,优选热管内换热基质的种类、封装压力,可以有效改变换热基质的气化温度,提升换热基质的换热效率和换热质量,适应不同生物质颗粒的仓储需求和散热需求,提升生物质仓储结构的适用范围。

(5)本发明的适用于生物质颗粒的仓储结构,其结构简单,设置简便,能在实现生物质颗粒可靠存储的同时,快速实现生物质颗粒的进料和卸料,并自发完成生物质颗粒存储过程中所产生热量的快速排出,避免仓内因热量集中而发生的材料变异或者材料自燃,保证生物质颗粒存储的稳定性和安全性,降低生物质材料的应用成本,具有较好的应用前景和推广价值。

附图说明

图1是本发明实施例中适用于生物质颗粒的仓储结构的结构示意图;

图2是本发明实施例中适用于生物质颗粒的仓储结构的主仓结构立体图;

图3是本发明实施例中适用于生物质颗粒的仓储结构的主仓结构主视图;

在所有附图中,同样的附图标记表示相同的技术特征,具体为:

1、主仓;2、卸料仓;3、进料机构;4、风机;5、热管;6、卸料口;7、人孔;8、爬梯;9、卸料机构;10、仓座。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例:

请参阅图1~图3,本发明优选实施例中的适用于生物质颗粒的仓储结构包括呈筒状的主仓1,该主仓1的轴线优选沿竖向设置,进一步优选为方形仓体结构,并以仓座10支撑于地面上。主仓1的底部开口,并在底部设置有卸料仓2,使得生物质颗粒可通过卸料仓2进行卸料。

具体而言,对应主仓1设置有进料机构3,其优选连通主仓1的顶部,用于向主仓1内进行进料。在优选实施例中,进料机构3进一步优选为螺旋输送机构,且根据实际的需求,进料机构3可以设置为多个。

同时,优选实施例中的卸料仓2优选为“倒立设置”的锥形结构,例如圆锥形或者方锥形,并在锥形结构的底部设置有可开闭的卸料口6,使得仓内的生物质颗粒物料可以在自重的作用下自发运动到卸料口6处。相应地,在卸料口6设置有卸料机构9,如图2中所示,其进一步优选为螺旋卸料机构,可在生物质颗粒的重力作用下实现自动卸料。

进一步地,在主仓1的外周和/或卸料仓2的外周上设置有人孔7,用于仓储结构的检修和维护。在一个具体实施例中,主仓1和卸料仓2上同时设置有人孔7,且主仓1上设置的人孔7为沿主仓1轴向(即竖向)间隔设置的多个,例如图2中所示的两个,分别用于主仓1上部和下部的检修维护。

当然,可以理解,根据实际设置的需要,主仓1上间隔设置的多个人孔7也可以沿环向间隔设置,以此满足不同仓内部位的检测需求。优选地,对应在人孔7上设置有透视窗口,用于通过透视窗口对仓内情况进行观察。相应地,对应人孔7开设位置设置有爬梯8,如图1中所示,用于检修、维护人员上到对应的平台上通过人孔7观察仓内的情况。

进一步地,在主仓1内沿竖向设置有热管5,且热管5在主仓1内为间隔设置的多个,进一步优选呈阵列排布,如图2中所示。对于优选实施例中的热管5而言,其底部为传热端,顶部为散热端,传热端延伸至主仓1的底部,进一步优选延伸至卸料仓2内,用于与容置于仓内的生物质颗粒接触,进而吸收来自生物质颗粒存放时所产生的热量;散热端延伸至主仓1的顶部,并高出生物质颗粒存储限高一定距离,用于与“冷源”接触而将传热管吸收的热量散发出去。

需要说明的是,此处的“冷源”指的是相对冷源,即与生物质颗粒内部温度相对而言更低温度的环境,例如仓内的大气环境,或者针对散热端设置的冷却空气或者冷却水环境。优选地,散热端顶部与主仓1的仓顶间隔一定距离。

进一步地,传热端与散热端之间延伸设置有封闭空腔,即热管5内设置有封闭空腔,且该封闭空腔进一步优选沿热管5的轴向设置。同时,在热管5的封闭空腔内设置有换热基质,例如酒精、水或者其他相变基质,由于自重的影响,当换热基质为液态时,其位于热管5的底部,即位于传热端;当换热基质吸热从液态转换为气态时,其对应运动到散热端,并在散热端放热冷凝为液态,继而流回传热端。

显然,在实际设置时,只要解除散热管的冷源温度低于换热基质的冷凝温度即可,也可通过改变冷源与换热基质冷凝温度之间的差值来提升换热基质的相变响应速率,提升换热的效率。

正是通过热管5中换热基质在液态、气态之间的循环切换,使得仓内的热量可以循环、自发地传递到仓外,保证仓内温度处于合理的范围内。此外,为了提升换热基质的相变响应能力,优选实施例中的热管5内的气压为负压或者抽真空,以此可以对应降低换热基质的气化温度,提升换热基质的相变响应速率。

不过,根据仓内容置的生物质颗粒的种类不同,仓内温度的升温速率、升温范围也各不相同,此时,针对热管5的设置参数也对应不同,尤其是热管5内换热基质的设置压力、相变温度不同,这都可以根据实际情况进行优选,在此不做赘述。

在具体设置时,热管5优选为圆管,其外径优选为20mm~150mm,进一步优选为25mm~112mm。同时,对于传热端而言,其长度优选为0.5m~8m,且散热端的长度优选为0.5m~6m。而且,为了保证热管5的传热冷却效果,优选实施例中的热管5为主仓1为平行间隔设置的多个,使得单位面积(1平方米)上热管5的设置数量为0.5根~2根,充分保证热管5的传热效果。

同时,为了扩大传热端与生物质颗粒的接触面积、增大散热端与散热介质之间的作用面积,提升传热端的传热性能和散热端的散热效率,优选实施例中的热管5外周设置有换热单元,以增加热管5管体与换热环境的接触面积,增加传热、散热的效率。在优选实施例中,换热单元为设置于热管5外周的肋片、弧形凸起、或者开设于热管5外周上的凹槽。其中,肋片的设置形式可以沿热管5的环向设置、呈螺旋式设置、沿热管5的轴向设置等。具体设置时,热管5外周的肋片沿热管5的轴向设置或者呈螺旋设置,而当热管5外周的肋片沿环向设置时,其优选设置为锥形结构,且锥形结构的大径端靠近卸料仓2,形成开口向下的喇叭形结构,如此,可以避免生物质颗粒在肋片上的沉积,保证卸料的准确性。

进一步地,对应热管5的散热端而言,其端部伸出生物质颗粒的存储顶面,并与冷源接触而实现热量的交换,完成传热端所传递热量的排出。在优选实施例中,散热端与主仓1内顶部的大气接触并实现散热,此时,冷源为温度相比生物质颗粒内部温度更低的空气温度。根据实际的需要,上述冷源也可以设置为别的形式,例如掠过散热端的冷却水、冷却空气等,即通过设置冷却水或者冷却空气作用散热端的外周,实现热量的快速散发,提升热管5的传热、散热效率。

在优选实施例中,对应于热管5在主仓1内的固定,至少存在三种方式,一是在热管5的底部设置支撑杆,支撑杆的底部连接在卸料仓2的内壁面上;二是在热管5的顶部设置连接杆,连接杆的顶部连接在主仓1的仓顶,通过悬吊的方式将热管5固定在仓内;三是在主仓1的侧壁面上水平设置连接杆或者水平支杆,再将热管连接在水平支杆或者连接杆上,以此实现热管5的固定。实际设置时,可以优选将上述三种方式组合使用,以充分保证热管5的设置稳定性,并充分避免因热管设置而对生物质颗粒进料、卸料的影响。

进一步地,对应散热端的散热还在主仓1的顶部仓体上设置有风机4,其优选分设于仓体的两侧,其中一侧的风机4向仓内泵入(冷空气),另一侧将换热后的热空气排出,在仓体的顶部形成空气流通路径,源源不断带出吸热升温的气体,实现仓体内生物质颗粒的降温。

本发明中的适用于生物质颗粒的仓储结构,其结构简单,设置简便,能在实现生物质颗粒可靠存储的同时,快速实现生物质颗粒的进料和卸料,并自发完成生物质颗粒存储过程中所产生热量的快速排出,避免仓内因热量集中而发生的材料变异或者材料自燃,保证生物质颗粒存储的稳定性和安全性,降低生物质材料的应用成本,具有较好的应用前景和推广价值。

本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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