CN100515703C

CN100515703C - 通用型木质颗粒生产工艺及系统

Info

Publication number: CN100515703C
Application number: CNB2007100562649A
Authority: CN
Inventors: 陈喜龙
Original assignee: HUINAN HONGRI NEW ENERGY SOURCES CO Ltd; Central South University of Forestry and Technology
Current assignee: Jilin new energy Limited by Share Ltd; Central South University of Forestry and Technology
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2027-11-02
Also published as: CN101195234A

Abstract

本发明公开一种通用型木质颗粒生产工艺，采用森林采伐或抚肓剩余物、木材加工废料作为原料，将其加工成木质削片，粉碎成木屑，对粉碎后的木屑进行筛分，粒度合格的木屑进入下道工序，粒度不合格再进行粉碎，利用成型过程中产生的热量将所含水分汽化来软化粉料，再在挤压力作用下，使粉料压缩成颗粒，成型后的颗粒温度较高、含有少量碎料，须进行冷却和筛分，筛分出来的碎料返回制粒成型工序，成品颗粒则进入最后的包装工序。本发明较原有工艺的单位产量能耗明显下降，总投资也有较大削减。是一种在满足产品质量的前提下，改变生产工艺顺序、减少设备总投资、减少单位产量能耗的低生产成本、工艺简捷的木质颗粒生产工艺技术。

Description

通用型木质颗粒生产工艺及系统

技术领域：

本发明公开一种通用型木质颗粒生产工艺，同时还提供了与其相适应的生产系统，适用于生物质能源领域中不同材质的木质颗粒成型生产，属于木质颗粒燃料成型加工技术领域。

背景技术

目前，由于化石能源的减少，我国对可再生的生物质能源的利用也越来越重视，国内有些研究单位进行过相关的研究，也取得了一些成果，例如：《一种环保木质颗粒燃料及其生产方法》(专利号：ZL200410046987.7)所述专利技术，其生产工艺顺序为：

切片→干燥→粉碎→制粒成型→冷却、筛分→包装

由于林业废弃物通常水分较高，采用一般的锤片粉碎机来粉碎原料，粉碎工序必须在干燥工序以后，否则粉碎机产量不够制粒工序需求，并且粉碎工序和制粒工序紧密连接，要求用昂贵的脉冲除尘系统，才能满足制粒车间的除尘要求，因此粉碎工序的能耗高；如果切片的粒度小于10mm会使产量下降、能耗剧增，为解决这个问题就需加大切片粒度，这样干燥工序就不能选用低投资、低能耗的气流干燥系统，而必须采用昂贵的滚筒干燥系统，干燥工序的投资和能耗又要增加很多，导致生产成本仍然较高，致使其推广应用受到一定影响。

发明内容

本发明公开一种通用型木质颗粒生产工艺，通用于多种不同材质及含水分较高的木质原料的颗粒成型生产加工。

本发明还提供了一种通用型木质颗粒生产系统，适用于以上述生产工艺。

本发明所涉及的木质原料是指森林采伐或抚育剩余物(如毛柴或者枝丫材)或木材加工废料(如锯末、刨花、板皮等)。

本发明的技术解决方案如下：首先，对上述的木质原料进行切片变成木质削片，经粉碎成为符合制粒要求粒度的木屑，原料筛分机对粉碎后的木屑(或者锯末)进行筛分，粒度合格的木屑进入下道工序，粒度不合格的筛漏返回粉碎机再进行粉碎，气流干燥机对粒度合格的木屑进行干燥，干燥到一定水分后，进行制粒成型，成型时不加任何添加剂、利用成型过程中产生的热量将所含水分汽化来软化粉料，再在挤压力作用下，使粉料压缩成颗粒，成型后的颗粒温度较高、含有少量碎料，须进行冷却和筛分，筛分出来的碎料返回制粒成型工序，成品颗粒则进入最后的包装工序。产品质量达到瑞典、德国等木质颗粒标准。

工艺流程如下：

切片→粉碎→原料筛分→混合→干燥→制粒成型→冷却→筛分→包装

具体生产步骤如下：

A、切片工序是将木质原料送入切片机内进行切碎，其切碎后的木质削片的粒度为15～20mm，水分为40～50％，经堆存自然干燥后，水分降至25～35％；

B、粉碎工序是对削片粉碎成大部分(约70％)粒度为3～5mm、水分为25～35％的木屑；

C、原料筛分工序是利用摇筛或者滚筛将粉碎后木屑(或者锯末)中所含少量超大粒度料经筛分机(筛孔Φ5mm～Φ6mm)筛分出来，粒度为3～4mm的合格木屑进入下道工序，超大粒度的筛漏由皮带输送机返回B(粉碎工序)；

D、混合工序是将各种不同种类的原料混合均匀，使成型颗粒的质量均衡一致，每批混合时间为1～3分钟；

E、干燥工序是将原料筛分后的木屑送入气流干燥机内进行干燥，气流干燥机主管风速为20～25m/s，干燥时间不少于5秒钟，进料口热风温度随进料水分及进料速度不同而调节，其干燥温度为120℃～220℃，使出料水分为11％～18％即可；

F、制粒成型工序是将干燥后的木屑送入木质颗粒成型机内进行压制成型，压制成直径为6mm或者8mm的木质颗粒，木质颗粒长度为1～5倍直径，水分在8％以下；

G、冷却工序是将制粒成型后的木质颗粒送入冷却机内冷却20～30分钟，颗粒降温不小于60℃，碎料率不大于2％；

H、筛分工序是将冷却后的木质颗粒送入筛分机内进行筛分，筛分率不小于98％，筛分后的碎料返回F(制粒成型工序)；

I、包装工序是将合格的木质颗粒送入包装机内进行定量包装即成木质颗粒燃料成品。

现有的实际生产中，一条时产1.8～2.0吨的木质颗粒生产线，原有工艺的细粉碎工序的功率为70kW、造价13.5万元，干燥(滚筒干燥)工序的功率为90kW、造价65万元；而采用本发明工艺，同产量木质颗粒生产线，细粉碎工序取消，代之前道粗粉碎工序增加功率15kW、造价1万元，则粉碎工序减少功率55kW、造价12.5万元；干燥(气流干燥)工序为55kW、造价23万元，则干燥工序减少功率35kW、造价42万元；整套生产线总功率减少90kW、单位产量能耗减少45kWh/t、总造价减少54.5万元。

本发明的积极效果在于：较原有工艺单位产量能耗明显下降，总投资也有较大削减。在满足产品质量的前提下，改变生产工艺顺序、减少设备总投资、减少单位产量能耗的低生产成本、工艺简捷的木质颗粒生产工艺技术。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程示意图；

图2为本发明通用型木质颗粒生产系统图。

1毛柴、枝丫材、板皮等原料，2.削片、刨花原料，3.锯末原料，4.切片机，5.粉碎机，6.原料筛分机，7.卸料刹克龙，8.粉碎卸料关风机，9.筛漏，10.布袋除尘器，11.混合机，12.干燥上料平底仓，13.热风炉，14.干燥上料关风机，15.气流干燥机，16.干燥卸料刹克龙，17.干燥卸料关风机，18.干燥出料平底仓，19.刮板输送机，20.原料提升机，21.永磁筒，22.原料螺旋输送机，23.待制粒仓，24.制粒机，25.颗粒刮板输送机，26.热颗粒提升机，27.冷却机，28.筛分机，29.碎料螺旋输送机，30.冷却除尘刹克龙，31.冷却风机，32.成品颗粒提升机，33.成品仓，34.定量包装机。

空心箭头表示原料流

→实心箭头表示颗粒流

虚线箭头表示空气粉尘流

具体实施方式

为了便于理解本发明，特例举以下实施例。其作用被理解为是对本发明的阐释而非对本发明的任何形式的限制。

实施例1

根据图中1所示，A、切片工序是将毛柴或者枝丫材等作为原料送入切片机内进行切碎，其切碎后的木质削片的粒度为15～20mm，水分为40～50％，经堆存自然干燥后，水分降至25～35％；

I、包装工序是将合格的木质颗粒送入包装机内进行定量包装。

实施例2

参看图2，本发明的切片机4、粉碎机5、卸料刹克龙7、粉碎卸料关风机8、原料筛分机6、混合机11、干燥上料平底仓12、热风炉13、干燥上料关风机14、气流干燥机15、干燥卸料刹克龙16、干燥卸料关风机17、干燥出料平底仓18、刮板输送机19、原料提升机20、永磁筒21、原料螺旋输送机22、待制粒仓23、制粒机24、颗粒刮板输送机25、热颗粒提升机26、冷却机27、筛分机28、碎料螺旋输送机29、成品颗粒提升机32、成品仓33、定量包装机34顺序连接构成物料加工流程；

原料筛分机6的另一路大料筛漏9接粉碎机5的进料口构成大料再粉碎回路；

筛分机28的碎料通过碎料螺旋输送机29与原料提升机20构成碎料回收回路；

卸料刹克龙7出风口连接到布袋除尘器10；

冷却机27出风口接冷却除尘刹克龙30进风口；

冷却风机31进风口接冷却除尘刹克龙30出风口。

实施例3

工序运行方法及参数

在图2中，根据三种不同木质原料：毛柴、枝丫材、板皮原料1、削片、刨花原料2、锯末原料3，分别从不同入口送入：毛柴、枝丫材、板皮原料1经切片机4切片，切片后的削片粒度控制在15～20mm；对于削片、刨花原料2，送入粉碎机5进行粉碎，粉碎后原料粒度70％到达3～5mm；对于锯末原料3，直接送入原料筛分机6筛除粒度超标的大料，筛除出来的大料筛漏9返回粉碎机5进行粉碎，再次筛分，超标大料再返回粉碎机5再次粉碎，如此反复，直至筛分后原料全部为符合粒度要求的木屑为止。

筛分后木屑送入混合机11，对不同种类的木屑进行混合，每批混合时间为1～3分钟。

混合后木屑进入干燥上料平底仓12，经干燥上料关风机14加入气流干燥机15进行干燥，通过干燥卸料刹克龙16、干燥卸料关风机17、干燥出料平底仓18、刮板输送机19、原料提升机20、永磁筒21、原料螺旋输送机22、待制粒仓23送至制粒机24。气流干燥机15主管风速为20～25m/s，干燥时间不少于5秒钟。气流干燥机15进料口热风温度随木屑水分及进料速度不同而调节，热风炉13出口温度为150℃～260℃，气流干燥机15入口温度为120℃～220℃、出口温度为50℃～130℃，使出料木屑水分为11％～18％即可。

制粒机24将木屑压制成直径6mm或者8mm的木质颗粒，环模的孔径比视不同材质木屑原料而不同，通常在1∶5～1∶9之间。压制区入料口温度在80℃～103℃之间，木质颗粒长度要求达到1～5倍直径，允许含有不大于2％的未成型碎料，这些碎料在后面的筛分工序去除。

制粒成型后的颗粒需要冷却定型，由颗粒刮板输送机25、热颗粒提升机26送入冷却机27，冷却风由冷却风机31经冷却除尘刹克龙30提供，对于产量1.8～2t/h的制粒系统来说，冷却风量不小于6500m³/h，出口管径不小于500mm、负风压不小于2600Pa，颗粒在冷却过程中料层要求保持平整，料层厚度由料位器控制，使料层保持上下限之间，一般料层厚度为0.5～0.6m，以保证冷却效果，通常冷却20～30分钟，颗粒降温不小于60℃。

颗粒冷却后进入筛分机28，将冷却后的木质颗粒中少量碎料筛除，筛分率不小于98％，筛分后的碎料经碎料螺旋输送机29返回原料提升机20回收，掺入木屑中再次制粒。筛分后合格颗粒经成品颗粒提升机32送入成品仓33。成品仓33下端连接定量包装机34入口，合格的颗粒由定量包装机34包装后入库。

Claims

1、一种通用型木质颗粒生产工艺，主要包括如下步骤：

A、切片工序：将木质原料送入切片机内进行切碎，其切碎后的木质削片的粒度为15～20mm，水分为40～50％，经堆存自然干燥后，水分降至25～35％；

B、粉碎工序：对削片粉碎成粒度为3～5mm、水分为25～35％的木屑；

C、原料筛分工序：对粉碎后木屑筛分，粒度为3～4mm的合格木屑进入下道工序，超大粒度的筛漏返回步骤B；

D、混合工序：将筛分后符合粒度要求的木屑混合均匀，使成型颗粒的质量均衡一致，每批混合时间为1～3分钟；

E、干燥工序：将原料混合后的木屑送入气流干燥机内进行干燥，气流干燥机主管风速为20～25m/s，干燥时间不少于5秒钟，进料口热风温度随进料水分及进料速度不同而调节，其干燥温度为120℃～220℃，使出料水分为11％～18％即可；

F、制粒成型工序：将干燥后的木屑送入木质颗粒成型机内进行压制成型，压制成直径为6mm～8mm的木质颗粒，木质颗粒长度为1～5倍直径，水分在8％以下；

G、冷却工序：将制粒成型后的木质颗粒送入冷却机内冷却20～30分钟，颗粒降温不小于60℃，碎料率不大于2％；

H、筛分工序：将冷却后的木质颗粒送入筛分机内进行筛分，筛分率不小于98％，筛分后的碎料返回步骤F；

I、包装工序：将合格的木质颗粒送入包装机内进行定量包装即成木质颗粒燃料成品。

2、一种通用型木质颗粒生产系统，其特征在于：切片机、粉碎机、卸料刹克龙、粉碎卸料关风机、原料筛分机、混合机、干燥上料平底仓、热风炉、干燥上料关风机、气流干燥机、干燥卸料刹克龙、干燥卸料关风机、干燥出料平底仓、刮板输送机、原料提升机、永磁筒、原料螺旋输送机、待制粒仓、制粒机、颗粒刮板输送机、热颗粒提升机、冷却机、筛分机、碎料螺旋输送机、成品颗粒提升机、成品仓、定量包装机顺序连接构成物料加工流程；

原料筛分机的另一路大料筛漏接粉碎机的进料口构成大料再粉碎回路；

筛分机的碎料通过碎料螺旋输送机与原料提升机构成碎料回收回路；

卸料刹克龙的出风口连接到布袋除尘器；

冷却机的出风口接冷却除尘刹克龙的进风口；

冷却风机的进风口接冷却除尘刹克龙的出风口。