CN102732352A - 一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备，包括粉碎机、干燥设备、造粒机、包装设备。本发明一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备，采用大模数梯形螺纹的快装结构，使维护和更换模板更为方便简单。突出了利用可再生能源和提高能源利用效率概念，在生产过程中对产品在压缩过程中产生的热量进行回收利用，用于原料的烘干；减少了对电能依赖，达到在生产过程中的节能减排控制。本发明的片式压轮组改变了普通造粒设备的单体压轮结构，减少了压轮在工作状态由于线速度差异产生的静摩擦阻力，因而也减少设备的功率消耗，节省能源。比国外同类产品更具有节能优势，生产的生物质燃料颗粒产品的密度更加均匀，能源利用率更高，维护更方便。

Description

一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备

技术领域

本发明涉及一种生物质燃料颗粒生产设备，属于节能燃料制作设备领域。

背景技术

在全球范围内的节能减排、保护地球环境已经成为一种时尚的现在，我国政府也在各种指导性政策中重点支持可再生能源技术的研发和利用。农村由于焚烧秸秆导致火灾的报道不断见诸媒体，既污染环境还浪费可贵的生物质能源原料。

近年来，我国各地都在研发生物燃料颗粒制造设备，从技术原理上看大多数产品是在饲料机的基础上改制而成。由于饲料机生产的颗粒密度要求比生物质燃料颗粒低许多，由此衍生出的生物燃料颗粒设备大多数采用卧式结构，这种结构的生物质燃料生产设备的原材料入口的结构特性导致在重力的作用下原材料无法均匀的分散在挤出模具上；还有，由于是在径向挤出，而挤出模具由于生产设备和工艺的局限无法加工出挤出孔导向角，所生产的制成品密度普遍比较低而且密度和长度不均匀，对生物质颗粒燃料的燃烧性能和经济性带来一定的负面影响，导致这种设备能耗较高，要高出国外同类产品25%左右。另外，国内设备在生产过程中都是由各个专业厂商单独设计生产，粉碎机、烘干设备和造粒机的制造商都没有考虑能源的综合利用和新能源技术的采用，一方面烘干设备使用电能来干燥原料，另一方面造粒机在制成品出口需要配套冷却设备，将生物质燃料颗粒充分冷却后进行包装，导致能源的消耗增多。

国外此类设备大多采用立式结构，原材料在加工过程中能均匀的分布在挤出模具表面，挤出孔的导向角能保证制成品被挤出是有足够的密度，也保证了原材料能更容易进入挤出孔，比较节能。但是，这类设备的原料挤压轮有一定的宽度，从50毫米-150毫米不等，在同样的转速下作旋转运动，导致挤压轮外侧和挤压轮内侧轮缘的线速度和实际转速的差异，从而产生静摩擦阻力，而要克服这些阻力就会增加能源的消耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备，可以将生产设备产生的热能充分回收利用，使原材料能均匀洒落在挤压模具，提高制成品质量，并且能降低挤压轮因静摩擦阻力导致的能源消耗。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备，包括粉碎机、干燥设备、造粒机、包装设备。粉碎机安装有蓄能飞轮装置，可以采用相对普通粉碎机较小功率的电动机来驱动设备，实现节约能源的目的。

干燥设备包括烘干装置和热源。烘干装置外壳装有保温材料。

烘干装置为直立隧道分层式结构，内部设置有数对螺杆搅拌器，烘干装置顶端开有物料入口，下端设置有物料出口，烘干装置内设有数个烘干室，烘干装置最下层为冷却室。烘干装置最下层的烘干室一侧设置有热风进口，热风进口与热源连接，烘干机顶端设置有排风口，排风口与全热交换器连接。冷却室底部安装有冷却装置，上部设置有排风口，排风口与热源相连。

造粒机包括主轴、减速器、压轮组、造粒模具、切割刀、外壳以及热回收管道。

主轴直立设置于筒形外壳中，主轴上部外侧沿圆周对称安装有数个压轮组，压轮组由2-4个叠放的可单独旋转的片式圆形压轮组成，压轮的轴线与主轴的轴线垂直设置，主轴外围固定有造粒模具，造粒模具位于压轮组下方，压轮下端与造粒模具上表面配合，造粒模具外围与造粒机外壳配合，造粒模具上设置有若干上下方向的通孔，造粒模具下方设置有切割刀；主轴下端连接蜗轮蜗杆减速器。减速器连接动力源。

造粒机外壳外围及造粒机下端物料出口部分缠绕有热回收管道，热回收管道连接热源。造粒机下端设置有漏斗，漏斗出口通过输送槽连接至烘干装置最下层的冷却室，冷却室物料出口连接包装设备。造粒机中的涉及的螺纹连接采用大模数梯形螺纹快装结构，使维护和更换模具更为方便简单。

包装设备包括可控流量的漏斗和地磅。

热源包括太阳能集热器、生物质能源颗粒锅炉、全热交换器及蓄热水箱。第一，太阳能热能利用系统。通过太阳能集热器将太阳能热量储存到蓄能水箱中，通过换热设备将水箱中的热能输送到烘干装置中，由于该系统有蓄能水箱，可以实现24小时供热的目标。第二，当遭遇阴雨天气，太阳能热能利用系统无热可供时，采用生物质能源颗粒锅炉对烘干装置做辅助供热，也可以作为应急能源备份。第三，通过对造粒机的热能回收、生物质燃料颗粒冷却过程中的热能回收，以及烘干装置排风口和生物质燃料颗粒锅炉烟道的热能回收，将这些热量作为烘干装置的基础能量，减少整个系统的热能消耗，提高能源利用效率。

上述设备由智能化中央控制系统控制。能对生产的工艺流程进行全方位控制，通过各种传感器对生产工程中的进料速度、物料温、湿度、出料速度、温度和湿度进行检测和实现控制。

本发明一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备，采用大模数梯形螺纹的快装结构，使维护和更换模板更为方便简单。突出了利用可再生能源和提高能源利用效率概念，在生产过程中对产品在压缩过程中产生的热量进行回收利用，用于原料的烘干；同样，在烘干工序中的热湿空气的排放，也通过全热交换器将湿气排除，把热量回输用于提高烘干装置的基础温度。通过采用太阳能热能利用设备、生物质燃料锅炉和生产过程中产生的热量做为生产过程中烘干装置的热源，减少了对电能依赖，达到在生产过程中的节能减排控制。

本发明的片式压轮组改变了普通造粒设备的单体压轮结构，减少了压轮在工作状态由于线速度差异产生的静摩擦阻力，在生产过程中产生的静摩擦阻力小，压轮在挤出模具上的相对滑动距离更短，因而也减少设备的功率消耗，节省能源。比国外同类产品更具有节能优势，生产的生物质燃料颗粒产品的密度更加均匀，能源利用率更高，维护更方便。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的流程示意图；

图2是干燥设备的结构示意图；

图3是干燥设备的热量流动示意图；

图4为制粒机的结构示意图。

其中：1、烘干装置，2、烘干室，3、冷却室，4、生物质燃料颗粒，5、冷风进口，6、排风口，7、热风进口，8、外壳，9、主轴，10、压轮组，11、造粒模具，12、热回收管道，13、减速器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、2、3、4所示，一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备，包括粉碎机、干燥设备、造粒机、包装设备。粉碎机安装有蓄能飞轮装置，可以采用相对普通粉碎机较小功率的电动机来驱动设备，实现节约能源的目的。

干燥设备包括烘干装置和热源。

烘干装置为直立隧道分层式结构，内部设置有数对螺杆搅拌器，烘干装置顶端开有物料入口，下端设置有物料出口，烘干装置内设有数个烘干室，烘干装置最下层为冷却室。烘干装置最下层的烘干室一侧设置有热风进口，热风进口与热源连接，烘干机顶端设置有排风口，排风口与全热交换器连接。冷却室底部安装有冷却装置，上部设置有排风口，排风口与热源相连。

热源包括太阳能集热器、生物质能源颗粒锅炉、全热交换器及蓄热水箱。第一，太阳能热能利用系统。通过太阳能集热器将太阳能热量储存到蓄能水箱中，通过换热设备将水箱中的热能输送到烘干装置中，由于该系统有蓄能水箱，可以实现24小时供热的目标。第二，当遭遇阴雨天气，太阳能热能利用系统无热可供时，采用生物质能源颗粒锅炉对烘干装置做辅助供热，也可以作为应急能源备份。第三，通过对造粒机的热能回收、生物质燃料颗粒冷却过程中的热能回收，以及烘干装置排风口和生物质燃料颗粒锅炉烟道的热能回收，将这些热量作为烘干装置的基础能量，减少整个系统的热能消耗，提高能源利用效率。

造粒机包括主轴、减速器、压轮组、造粒模具、切割刀、外壳以及热回收管道。

主轴直立设置于筒形外壳中，主轴上部外侧沿圆周对称安装有数个压轮组，压轮组由4个叠放的可单独旋转的片式圆形压轮组成，压轮的轴线与主轴的轴线垂直设置，主轴外围固定有造粒模具，造粒模具位于压轮组下方，压轮下端与造粒模具上表面配合，造粒模具外围与造粒机外壳配合，造粒模具上设置有若干上下方向的通孔，造粒模具下方设置有切割刀；主轴下端连接蜗轮蜗杆减速器。减速器连接动力源。

造粒机外壳外围及造粒机下端物料出口部分缠绕有热回收管道，热回收管道连接热源。造粒机下端设置有漏斗，漏斗出口通过输送槽连接至烘干装置最下层的冷却室，冷却室物料出口连接包装设备。造粒机中的涉及的螺纹连接采用大模数梯形螺纹快装结构，使维护和更换模具更为方便简单。

包装设备包括可控流量的漏斗和地磅。

上述设备由智能化中央控制系统控制。能对生产的工艺流程进行全方位控制，通过各种传感器对生产工程中的进料速度、物料温、湿度、出料速度、温度和湿度进行检测和实现控制。

使用粉碎机对原料进行粉碎后经过干燥设备干燥。原料通过小孔干燥设备内部设计有若干对螺杆搅拌器对进入的原料进行搅拌，在干燥过程中，热源提供热量从烘干室的热风进口通入热风，热风上升对原料进行加热干燥，而后从干燥设备顶端的排风口排出，通过全热交换器将湿气排除，把热量回输用于提高干燥设备的基础温度。

而后进行制粒。造粒机采用立式结构，原料从上方自由落体进入压缩腔，由4个片式压轮组将生物质原料挤压入造粒模具，在造粒模具下方被挤出的生物质燃料颗粒由安装在模具下方的切割刀切割到设定长度，生物燃料颗粒由造粒机的下方漏斗出口落入输送槽进入烘干装置的冷却室，经过热能回收冷却工序进入包装口。造粒时产生的热能又在造粒设备外壳的热回收交换器将热量回收到干燥设备的热源供应端。最后进入包装设备由包装设备进行包装。

本发明一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备，采用大模数梯形螺纹的快装结构，使维护和更换模板更为方便简单。突出了利用可再生能源和提高能源利用效率概念，在生产过程中对产品在压缩过程中产生的热量进行回收利用，用于原料的烘干；同样，在烘干工序中的热湿空气的排放，也通过全热交换器将湿气排除，把热量回输用于提高烘干装置的基础温度。通过采用太阳能热能利用设备、生物质燃料锅炉和生产过程中产生的热量做为生产过程中烘干装置的热源，减少了对电能依赖，达到在生产过程中的节能减排控制。

本发明的片式压轮组改变了普通造粒设备的单体压轮结构，减少了压轮在工作状态由于线速度差异产生的静摩擦阻力，在生产过程中产生的静摩擦阻力小，压轮在挤出模具上的相对滑动距离更短，因而也减少设备的功率消耗，节省能源。比国外同类产品更具有节能优势，生产的生物质燃料颗粒产品的密度更加均匀，能源利用率更高，维护更方便。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备，包括粉碎机、干燥设备、造粒机、包装设备，其特征在于：粉碎机安装有蓄能飞轮装置；

干燥设备包括烘干装置和热源，

烘干装置为直立隧道分层式结构，内部设置有数对螺杆搅拌器，烘干装置顶端开有物料入口，下端设置有物料出口，烘干装置内设有数个烘干室，烘干装置最下层为冷却室，

烘干装置最下层的烘干室一侧设置有热风进口，热风进口与热源连接，烘干机顶端设置有排风口，排风口与全热交换器连接；

冷却室底部安装有冷却装置，上部设置有排风口，排风口与热源相连；

造粒机包括主轴、减速器、压轮组、造粒模具、切割刀、外壳以及热回收管道，

主轴直立设置于筒形外壳中，主轴上部外侧沿圆周对称安装有数个压轮组，压轮组由数个叠放的可单独旋转的片式圆形压轮组成，压轮的轴线与主轴的轴线垂直设置，主轴外围固定有造粒模具，造粒模具位于压轮组下方，压轮下端与造粒模具上表面配合，造粒模具外围与造粒机外壳配合，造粒模具上设置有若干上下方向的通孔，造粒模具下方设置有切割刀；主轴下端连接减速器，减速器连接动力源；

造粒机外壳外围及造粒机下端物料出口部分缠绕有热回收管道，热回收管道连接热源；

造粒机下端设置有漏斗，漏斗出口通过输送槽连接至烘干装置最下层的冷却室，冷却室物料出口连接包装设备；

包装设备包括可控流量的漏斗和地磅，

上述设备由智能化中央控制系统控制。

2.根据权利要求1所述的一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备，其特征在于：热源包括太阳能集热器、生物质能源颗粒锅炉、全热交换器及蓄热水箱。

3.根据权利要求1所述的一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备，其特征在于：减速器为蜗轮蜗杆减速器。

4.根据权利要求1所述的一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备，其特征在于：造粒机中的涉及的螺纹连接采用大模数梯形螺纹快装结构。

5.根据权利要求1所述的一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备，其特征在于：烘干装置外壳装有保温材料。

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