CN101838571B - 一种管状生物质燃料的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种管状生物质燃料的生产工艺。所述生产工艺流程包括粉碎、分离、烘干、收集、分料、成型、装袋。本发明采用全自动化操作，将各类原来分散的、没有一定形状的经干燥和粉碎的生物质原料压制成具有一定密度的管状燃料。所述成型机包括主轴及其上的螺旋叶片、壳体、套筒、模板、成型孔。被粉碎的生物质原料在螺旋主轴的作用下被推入套筒，通过压模上的成型孔挤出变成圆柱形、棱柱形或六面形管状成型燃料，燃料棒的长度可根据需要而截断。所述分料平台主要包括料包，平台及分料口，用于对不同的原料按照一定比例分配组合。本发明具有结构简单、成本低、操作管理方便，生产效率高、使用安全可靠等优点。

Description

一种管状生物质燃料的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种管状生物质燃料的生产工艺。该工艺采用全自动化操作，生产效率高，成型机能够生产具有较高密度的生物质管状燃料。
背景技术
生物质是绿色植物在太阳能的作用下，吸收空气中的二氧化碳和土壤里的水，最终合成碳水化合物转换为化学能而固定下来的一种自然资源。生物质致密成型是将秸秆、稻壳、锯末、木屑等生物质废弃物，用机械加压的方法，使原来松散、无定形的原料压缩成具有一定形状、密度较大的固体成型燃料。生物质压缩燃料的燃烧效率高达90％，比传统的燃烧效率高4倍，可节约80％的生物质能资源。传统的生物质燃料生产过程耗时长，生产工艺不连续，产品性能不稳定，自动化程度较低。本发明就提出了一种管状生物质燃料的生产工艺及其成型机，适用于生物质燃料的致密成型及全自动生产。
发明内容
本发明需解决的技术问题：本装置可以在一定温度与压力作用下，将各类原来分散的、没有一定形状的经干燥和粉碎的生物质原料压制成具有一定密度的管状燃料。生产过程中采用全自动化操作，生产效率高，便于管理。
本发明的工作原理及生产工艺流程：原料经粉碎机粉碎后，由皮带轮输送至分离机。在分离机中，超过一定粒径大小的原料颗粒被分离，并通过皮带轮输送至粉碎机再次被粉碎，合乎要求的原料颗粒由皮带轮输送至烘干机。原料颗粒烘干后由皮带轮输送至料仓，经分料平台，不同的原料颗粒经组合后被送至成型机，经成型机的挤压致密成型并自动切断成一定长度，成型后的管状生物质燃料经装袋平台打包，最终生产出一袋袋具有一定重量的不同种类的管状生物质原料，整个生产过程采用全自动化操作。
成型机：利用螺杆挤压生物质，采用圆盘形压模，压模上加工有成型孔，原料进入螺旋和压模之间，在螺旋的作用下被压入成型孔内。螺杆主轴由外置电动机带动。从成型孔内压出的原料就变成圆柱形、棱柱形或六面型，最后用切断刀切成颗粒状或管状成型燃料。用该装置生产的生物质燃料不需要外部加热，可根据原料状况添加少量粘结剂。对原料的含水率要求较宽，一般在10％～40％下均能很好成型，管状成型燃料的密度为0.7～1.4kg/dm3，随着原料含水率的增加，其密度有减少的趋势。
本发明的技术方案：本发明的核心部件是成型机，成型机主要由主轴及其上的螺旋叶片、壳体、套筒、模板、法兰、成型孔几部分组成。螺旋状主轴在燃料成型过程中可完成混合、压缩、揉搓。它的特点是结构简单耐用，体积小而紧凑，操作管理方便，使用安全可靠，密闭性好，物料不易抛散，可以水平放置，也可以倾斜和垂直放置。经筛选过的生物质粉状燃料在壳体和螺旋主轴推动下，既作直线运动又作旋转运动的复合运动，是一个螺旋前进的运动，并随同转动着的螺旋主轴不断地被向前推进并受到挤压，由于螺旋主轴与壳体之间形成的内容积相对减小，所以压力逐渐增大。而进入机体的物料之间，物料与壳体之间，物料与主轴之间都发生摩擦，使机腔内温度迅速上升，到壳体端面和模板处温度和压力达到最大值。经过一定的压力、温度作用能使物料经过成型孔后形成的燃料的内部组织结构发生一定的变化，管状燃料形成。
所述生产管状生物质燃料的成型机的套筒直径为30～60mm，加强筋直径6～10mm。
所述生物质燃料的形状为同心圆柱型、六边形、多边形。
所述生产管状生物质燃料的成型机的螺旋主轴的螺旋叶片之间距离为30～60mm，其顶端直径为15～25mm；
本发明的另一核心部件是分料平台：分料平台主要包括料包、平台及分料口。平台用于对原料的动力输送及分配，料包用于对不同原料的收集，分料口用于对不同原料的按照比例组合分配。原料经料仓出来后进入分料平台，不同的原料首先进入相对应的料包，每个料包下方连接分料口，按照不同的原料成分及比例可以组合加工生产不同的生物质燃料。
所述生产管状生物质燃料的分料平台的料包高度H1为350mm～1000mm，肩高H2为150mm～250mm，长度L1为800～1200mm，长度L2为260～400mm。
所述生产管状生物质燃料的分料平台的平台高度为2000～5500mm，长度L1为3000mm～6000mm，长度L2为1500～2500mm，长度L3为1500mm～2000mm，长度L4为500mm～1200mm，标高a为1.5～2.4m，标高b为0.8～1.5m，钢板厚度δ1为0.8～1.5mm，钢板厚度δ2为1.5mm～3mm。
所述生产管状生物质燃料的分料平台的分料斗高度为H3为200～400mm，高度H4为70～150mm，长度L3为300～600mm，水平倾斜角度ψ为13°～25°。
综上所述，本发明是一种管状生物质燃料的生产工艺，具有结构简单、生产效率高、成本低、可以长期全自动运行等优点，可以为生物质锅炉提供很好的燃料，达到节能的目的。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
图2为本发明的分料平台示意图。
图3为本发明的成型机结构示意图。
图4为本发明的成型机的螺旋主轴示意图。
图5为本发明的成型机的套筒截面结构图1。
图6为本发明的成型机的套筒截面结构图2。
附图3中，1-法兰、2-套筒、3-螺旋主轴、4-壳体、5-压模、6-成型孔。
具体实施方式
下面结合附图，来详细说明一种管状生物质燃料的生产工艺的具体实施方式。
分料平台：原料经料仓出来后进入分料平台，不同的原料首先进入相对应的料包，每个料包下方连接分料口，按照不同的原料成分及比例可以组合加工生产不同的生物质燃料。
参见图2所示，所述生产管状生物质燃料的分料平台的料包高度H1为500mm，肩高H2为200mm，长度L1为1000mm，长度L2为300mm；所述生产管状生物质燃料的分料平台的平台高度H为3460mm，长度L1为5000mm，长度L2为2000mm，长度L3为2000mm，长度L4为1000mm，标高a为2.0m，标高b为1.2m，钢板厚度δ1为1mm，面积24m2，钢板厚度δ2为2mm，面积40m2；所述生产管状生物质燃料的分料平台的分料斗高度H3为300mm，高度H4为100mm，长度L3为500mm，水平倾斜角度ψ为15°。
核心部件成型机：螺旋主轴3在电动机的带动下旋转运动，被粉碎的生物质原料在螺旋主轴3的作用下被推入套筒2，螺旋主轴与壳体之间形成的内容积逐渐减小，生物质原料通过压模5上的成型孔6挤出，成型后的管状燃料源源不断的送出，燃料管的长度可根据需要而截断。
参见图3所示，一种管状生物质燃料的成型机，包括法兰1、套筒2、螺旋主轴3、壳体4、压模5、成型孔6；所述的套筒2套接在法兰1和壳体4之间。所述壳体4长度L2为300～400mm，壳体4内截面直径30～80mm，长度L5为30～90mm；所述套筒2长度L2-L1为40～50mm；所述法兰1宽度L3-L2为20～30mm，法兰1外延长L4为80～100mm。
参见图4所示，所述螺旋主轴3从原料进口到燃料出口螺旋直径逐渐变小。主轴直径L1为15～25mm，螺旋间距L2为38～48mm。
参见图5所示，所述壳体4的内截面，加强筋半径R1为3～7mm，内孔半径R2为7～13mm，壳体内截面半径R3为20～30mm。
参见图6所示，所述另一种壳体4的内截面，内截面边长L1为25～40mm，内孔半径R2为7～13mm。

Claims (2)

1.一种管状生物质燃料的生产工艺，其特征在于：包括粉碎、分离、烘干、收集、分料、成型和装袋七个加工流程：
原料经粉碎机粉碎后，由皮带轮输送至分离机；在分离机中，超过一定粒径大小的原料颗粒被分离，并通过皮带轮输送至粉碎机再次被粉碎，合乎要求的原料颗粒由皮带轮输送至烘干机；原料颗粒烘干后由皮带轮输送至料仓，经分料平台，不同的原料颗粒经组合后被送至成型机；经成型机的挤压致密成型并自动切断成一定长度，成型后的管状生物质燃料经装袋平台打包，生产出具有一定重量的不同种类的管状生物质原料，整个生产过程采用全自动化操作；
其中成型机利用螺杆挤压生物质，采用圆盘形压模，压模上加工有成型孔，原料进入螺旋和压模之间，在螺旋的作用下被压入成型孔内；螺杆主轴由外置电动机带动；从成型孔内压出的原料就变成圆柱形、棱柱形或六面型，最后用切断刀切成管状成型燃料；
其中分料平台主要包括料包、平台及分料口：平台用于对原料的动力输送及分配，料包用于对不同原料的收集，分料口用于对不同原料的按照比例组合分配；原料经料仓出来后进入分料平台，不同的原料首先进入相对应的料包，每个料包下方连接分料口，按照不同的原料成分及比例组合加工生产不同的生物质燃料。
2.根据权利要求1所述的一种管状生物质燃料的生产工艺，其特征在于：其中成型机包括法兰、套筒、螺旋主轴、壳体、压模、成型孔。
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