[发明专利]热电联供的可移动式密炼机

说明书

本发明涉及高分子材料加工技术领域，具体涉及热电联供的可移动式密炼机，其结构包括密炼室、液压装置和翻转装置，密炼室内设置有两个相对回转的转子，还包括甲醇水制氢发电系统，该系统包括甲醇水储存容器、输送泵、重整器、分离室、燃料电池和控制装置，每个转子和密炼室均设置有高温气体回路和制冷回路，高温气体回路中设置有高温气体收集装置，高温气体收集装置中的高温气体来自分离室分离出的高温余气。本发明充分利用甲醇水重整制氢及发电过程中产生的热能和电能，并将其与传统密炼机相结合，通过密炼机智能化的热电联控以实现能源的高效利用，并改变了传统依靠外接电源供电的供电方式，使密炼机成为便捷可移动式设备。

技术领域

本发明涉及高分子材料加工技术领域，具体涉及一种热电联供的可移动式密炼机。

背景技术

密炼机，又称捏炼机，主要通过一对特定形状并相对回转的转子、在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼。现有技术中，给密炼室加热的方式主要有两种，一种是在密炼室内设置电加热器（主要是电阻丝加热器）加热，另一种则是通入导热油或者水蒸气，导热油和水蒸气则通过电加热产生。上述两种加热方式存在的弊端是：（1）直接电加热器加热，其完全依靠外接电源，功率大、电能消耗大，成本高，而且电阻丝加热达到预定温度耗时较长、效率低、加热不均匀，再者，电阻丝易损坏、使用寿命短；（2）采用导热油或蒸气的加热方式，其一是需要先加热导热油或者加热产生水蒸气，这部分会产生额外的能耗，其二是单纯依靠热能调节密炼室温度难以实现温度的精确控制。此外，按照固有的设计，目前密炼机的传动装置及其他需要用电的装置，只能完全依靠外接电源，这些造成整台设备的电能消耗非常大，并不能实现真正意义上的节能和环保，特别是由于外接电源必须在固定场地使用，因此，现有的密炼机的可移动便捷性大大受限。

随着新能源技术的发展，采用甲醇和水重整制氢的技术渐渐得到发展，其能减少化工生产中的能耗和降低成本，并有望替代电能消耗特别在的电解水制氢工艺。中国发明专利201310340475.0（申请人：上海合既得动氢机器有限公司）公开了一种甲醇水制氢系统，甲醇与水蒸气在重整器的重整室内，在350-570℃温度下、1-5MPa的压力条件下，在催化剂的作用下，发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢气和二氧化碳，这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。反应方程如下：(1)CH3OH→CO+2H2；(2)H 2O+CO →CO2+H2；(3)CH 3OH+H2O→CO2+3H2，重整反应生成的H2和CO2，再经过分离室的钯膜分离器将H2和CO2分离，得到高纯氢气。中国发明申请201410622203.4（申请人：上海合既得动氢机器有限公司），公开了一种基于甲醇水制氢系统的发电机及其发电方法，该发电机采用燃料电池作为发电设备，上述甲醇水制氢系统得到的高纯氢气输送至该燃料电池，氢气与空气中的氧气发生电化学反应从而产生电能。在上述甲醇水制氢及发电系统中，甲醇与水蒸气的重整制氢反应的过程中，由于重整器内需要维持350-570℃温度，甲醇水重整反应生成的H2和CO2，经过钯膜分离器分离出氢气后，剩下的CO2以及未反应的水汽从系统中排出，这些排出的余气具有非常高的热量，其温度通常在300-600℃之间，如果直接排放出去，将严重浪费了大量的热能，使甲醇水原料利用率较低。

因此，如何利用甲醇水制氢发电技术的特点，并将其应用到传统的密炼机以实现对传统密炼机在高能耗、完全依赖外接电源、使用受场地限制等方面的改进，将是突破固有思维的新的研究方向。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明的目的在于提供一种热电联供的可移动式密炼机，其利用甲醇水重整制氢及发电过程中产生的热能和电能实现了密炼机智能化的热电联控，而且节能环保，不依赖传统外接电源，成为便捷可移动式设备。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：