CN101884893A - 自热式生物质燃料颗粒成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物质燃料成型领域，特指一种自热式生物质燃料颗粒成型装置。其特征是在传统的压辊式颗粒成型机基础上增加一套循环换热装置，利用此循环换热装置将秸秆粉料在成型前预先加热到一定温度。其中循环换热装置包括压辊式成型机的带有空心水腔结构的螺旋绞龙轴和生物质颗粒气化加热装置。而循环换热装置所需的热源来自于部分成型颗粒气化燃烧所产生的热量。其设备具有成型率高，产量高，对成型部件磨损轻，耗能小，节能效果明显等特点。

Description

自热式生物质燃料颗粒成型装置

技术领域

本发明涉及生物质燃料成型领域，特指一种提高生物质燃料成型的方法及设备。

背景技术

随着传统能源的日益枯竭以及国家“节能减排”政策的号召，生物质能技术的研究与开发已成为我国重大热门课题，其生物质能源的利用成为一个新生产业。

生物质成型技术是指将各类生物质废弃物，如秸秆、稻壳、锯末、木屑等用机械加压的方法使原来分散的，没有形状的原料压缩成具有一定形状的密度较大的成型燃料。目前，秸杆压缩成型工艺可以分为加粘结剂和不加粘结剂的成型工艺。对于不加粘结剂成型工艺可以分为常温成型(不加温)，热压成型(成型过程中物料在挤压部位被加热)和炭化成型(挤压后热解炭化或热解炭化后再成型)。现今，热压成型是国外普遍研究和应用的工艺，其基本工艺流程为，原料粉碎-干燥-挤压成型。该工艺的特点在于粉料在模具内挤压，在挤压过程中产生的热量使生物质中的木质素软化、熔融而成为粘结剂。但该工艺一是能耗比较大，每吨成型原料能耗大约在45KW左右，二是因为物料挤压前没有软化，造成成型设备磨损比较严重。具体实现技术有活塞冲压成型技术、螺旋挤压成型技术和压辊成型技术。近年来出现一些改良压辊式装置，如专利CN200320111064.6“一种秸秆饲料造粒机”、CN200720158058.4“双环模造粒机”这些成型技术环模、压辊磨损比较严重，压辊压缩速度较慢，产量较低，生产时噪声比较大等缺点。

发明内容

为了避免和克服上述不足，本发明的目的在于针对现有技术的不足创新设计了压辊式生物质颗粒成型设备。

本发明的目的是这样实现的：在传统压辊式成型机的秸秆颗粒成型机基础上增加一套循环换热装置，利用此循环换热装置将秸秆粉料在成型前预先加热，其中循环换热装置包括带有空心水腔结构的螺旋绞龙轴和生物质颗粒气化加热装置。

所述的带有空心水腔结构的螺旋绞龙轴，其特征在于：螺旋绞龙轴的轴心部开设有空心水腔，热介质水经进水管进入空心水腔，并与生物质原料通过螺旋绞龙轴轴壁进行换热，换热后的热介质水再通过出水管流出螺旋绞龙轴。

所述的带有空心水腔结构的螺旋绞龙轴，其特征在于：所述螺旋绞龙轴包括进水管、出水管、静轴、滚动轴承、密封圈、轴承端盖、螺旋绞龙水腔和螺旋绞龙轴壁；螺旋绞龙轴壁由左右两部分组成，并由螺栓连接起来；在静轴与右端螺旋绞龙轴壁之间设有密封圈和两个滚动轴承，滚动轴承外圈与右端螺旋绞龙轴壁相固定，内圈套在静轴上，两个滚动轴承之间设有轴套，右端轴承的右边设有轴承端盖，轴套和轴承端盖用于限制两个滚动轴承的轴向移动；进水管和出水管安装在静轴里，其中进水管一直延伸到螺旋绞龙轴密封端，进水管、螺旋绞龙水腔和出水管形成形成循环水路。

所述密封圈外圈固定在右端螺旋绞龙轴壁的轴承座上开设的槽内，与静轴接触的内圈涂有润滑油，减少与静轴的摩擦。

所述生物质颗粒气化加热装置包括燃气热水器和气化炉，利用生物质颗粒成型设备生产的一部分秸秆颗粒加入到气化炉中，进行气化在燃气热水器燃烧后放出热量，加热介质水，燃气热水器通过管路分别与进水管和出水管相连，加热后的水通过进水管进入螺旋绞龙水腔，在螺旋绞龙轴经过换热后的介质水通过出水管回到燃气热水器中，加热后重复利用。

在压辊式成型机的压制室采用表面布孔的设计，保持压制室与喂料器的气压平衡。

与现有技术相比，本发明有如下特点：

1、本发明通过改进螺旋绞龙轴的内部结构，设计空心水腔结构，通过热介质水与生物质原料换热，将生物质原料预加热到50～60℃，生物质原料变得相对柔软，可以将压辊式成型机生产效率提高30～40％。

2、通过软化秸秆粉料，可以减少环模、压辊的磨损。此外，生产过程中可以降低噪声。

3、本发明的气化加热装置采用自主研发的生物质气化炉和燃气热水器集成方法制成。将生产的秸秆颗粒燃料回收3.6％通入到生物质气化炉，秸秆颗粒燃料在气化炉气化产生可燃气体，可燃气体燃烧后将热介质水加热到80-90℃。

4、本发明采用热介质水再循环方式，所需要的动力由水的温度差提供，在螺旋绞龙轴经过换热后的热介质水经泵回送至热介质水加热装置的水箱。循环不但减少了加热水所需的热量节约能源，而且节约了用水量。

5、本发明通过在压制室表面布孔，减小了压制室的气压强度，使压制室与喂料器气压平衡，进而减小了进料阻力，保证了进料顺畅。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的生产工艺流程及设备示意图。

如图所示，图中标号分别代表：1.主电机  2.传动系统  3.电气控制柜  4.传动轴  5.压制室  6.进料漏斗  7.螺旋绞龙  8.皮带  9.带轮  10.小电机  11.压制出料口  12.燃气热水器13.气化炉

图2是本发明的螺旋绞龙内部结构图。

如图所示，图中标号分别代表：14.螺旋绞龙轴壁  15.螺栓  16.密封垫片  17.轴承座  18.密封圈  19.轴套  20.滚动轴承  21.螺钉  22.毡圈  23.静轴  24.进水管  25.出水管  26.轴承端盖  27.螺旋绞龙轴水腔  28.螺旋绞龙轴密封端

图3螺旋绞龙装置内部水腔结构图

具体实施方式

自热型生物质颗粒成型装置在传统压辊式成型机的秸秆颗粒成型机基础上增加一套循环换热装置，利用此循环换热装置将秸秆粉料在成型前预先加热，其中循环换热装置包括带有空心水腔结构的螺旋绞龙轴和生物质颗粒气化加热装置，如图1所示。

原料由进料漏斗6进入喂料螺旋绞龙7，螺旋绞龙7轴腔内充满流动的的热介质水。热介质水与秸秆粉料换热，将粉料预加热。被加热软化的后的秸秆粉料经进料刮板卷入压制室5压制成型。换热后的介质水由循环管路回到气化加热装置中的燃气热水器12，加热后再次循环利用。将本设备生产的部分成型颗粒加入到气化加热装置中的气化炉13中，颗粒在其中气化燃烧，燃烧所产生的热量加热热介质水。

螺旋绞龙7的轴采用空心的设计，一端开口，一端用焊接密封。在螺旋绞龙7旋转喂料时，螺旋绞龙轴壁14带动滚动轴承20做旋转运动，而静轴23与滚动轴承内圈相连，保持静止。从燃气热水器12出来的热介质水，经静轴上的进水管24在接近螺旋绞龙密封端28时，流出进水管，进入螺旋绞龙轴水腔27内。螺旋绞龙轴转动时，靠密封圈密封，防止介质水的泄露。热介质水在螺旋绞龙水腔27内快速流动，经过螺旋绞龙轴壁14换热后的介质水，由回水管25流出螺旋绞龙轴水腔，回到燃气热水器12再次加热，循环使用。

Claims (3)

1.一种自热式生物质燃料颗粒成型装置，其特征在于：在传统压辊式颗粒成型机基础上增加一套循环换热装置，利用此循环换热装置将秸秆粉料在成型前预先加热，其中循环换热装置包括压辊式颗粒成型机中带有空心水腔结构的螺旋绞龙轴和生物质颗粒气化加热装置，所述螺旋绞龙轴的轴心部开有空心水腔，在螺旋绞龙喂料的同时，经空心水腔进水管进入热介质水，热介质水与生物质原料通过螺旋绞龙轴轴壁进行换热，换热后的热介质水再通过出水管流出螺旋绞龙轴，所述生物质颗粒气化加热装置包括燃气热水器和气化炉，利用生物质颗粒成型装置生产的一部分秸秆颗粒加入到气化炉中，进行气化在燃气热水器燃烧后放出热量，加热介质水，燃气热水器通过管路分别与进水管和出水管相连，加热后的水通过进水管进入螺旋绞龙水腔，在螺旋绞龙轴经过换热后的介质水通过出水管回到燃气热水器中，加热后重复利用。

2.如权利要求1所述的自热式生物质燃料颗粒成型装置，其特征在于：所述螺旋绞龙轴包括进水管(24)、出水管(25)、静轴(23)、滚动轴承(20)、密封圈(18)、轴承端盖(26)、螺旋绞龙水腔(27)和螺旋绞龙轴壁(14)；螺旋绞龙轴壁(14)由左右两部分组成，并由螺栓(15)连接起来；在静轴(23)与右端螺旋绞龙轴壁之间设有密封圈(18)和两个滚动轴承(20)，滚动轴承(20)外圈与右端螺旋绞龙轴壁相固定，内圈套在静轴(23)上，两个滚动轴承(20)之间设有轴套(19)，右端滚动轴承(20)的右边设有轴承端盖(26)，轴套(19)和轴承端盖(26)用于限制两个滚动轴承(20)的轴向移动；进水管(24)和出水管(25)安装在静轴(23)里，其中进水管(24)一直延伸到螺旋绞龙轴密封端(28)，进水管(24)、螺旋绞龙水腔(27)和出水管(25)形成形成循环水路。

3.如权利要求1所述的自热式生物质燃料颗粒成型装置，其特征在于：所述密封圈(18)外圈固定在右端螺旋绞龙轴壁的轴承座(17)上开设的槽内，与静轴(23)接触的内圈涂有润滑油，减少与静轴的摩擦。

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