CN103480301A - 一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法 - Google Patents

一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法 Download PDF

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Abstract

本发明的提供了一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法，将秸秆、沫煤在高温中碾挤压成柱体颗粒，不含粘合剂、只有少量水分，进入高温燃气发生炉内不存在遇热爆碎现象，与蒸汽反应产生燃气中的氢含量>30%，用于内燃机因氢气爆燃性提高功效25%；同时利用碾压过程温度超过：秸秆270℃、沫煤320℃挤出柱体颗粒冷却后基本成为半焦化少烟颗粒燃料。本发明能解决现有技术的不足。

Description

一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法
技术领域
秸杆、树枝、植物杆茎（简称秸杆），各种沫煤高温加热150—600℃时碾挤压出柱体颗粒直接投入加压气化炉，替代块煤、焦炭或秸杆压块制备环保节能燃气推动燃气轮—蒸汽轮联合循环发电和降雾霾领域。
技术背景
煤炭开采过程，只有20%煤炭经严格筛选成为化工，转气化用的块煤。将有限精块煤在气化炉中制备燃气；实现了煤炭气化、提高煤炭能效、节省煤炭降低污染目标。块煤的特征是；在炉内气化反应后构成还处于块煤形状蜂窝并能承载，利用这一蜂窝构造将通入的空气变为紊乱气流，进入反应层对煤炭发生气化反应的这一技术的原理，至今未能在发电厂燃气机推广使用的主要原因：一是，块煤资源有限。二是块煤表面、角、凌遇高温热易发生粘连结，造成炉膛出现搭桥影响气化炉正常运行，等待块煤表面氧化逐渐向内里缓慢而降低气化速度。还有；发生炉在2-30kg/cm2工作压力时往炉内投入块煤密闭困难。在常压煤气发生炉至今能够大量使用的关键是：块煤气化后构成蜂窝层利于通入蒸汽与空气混合，蒸汽按块煤1：2加入后产生较高的氢气、一氧化碳和热值达到5700KJ/m3。
用秸杆或压块在炉内进行气化，至今未能用于燃气轮机发电厂，主要原因是：投入气化炉内秸杆气化分解后成为粉灰，无法构成蜂窝灰渣紊乱层，强行吹进空气变成了秸杆焚烧，而且不能输入蒸汽混合进行还原反应去吸收部分热能。
发明内容
本发明的目的是提供一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法，它能解决上述技术的不足。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法，将秸秆、沫煤在高温中碾挤压柱体颗粒步骤：
一、柱体颗粒制备
（一、1.1）将滚轮颗粒挤压机下半部分整体结构置入燃气发生炉上端密封连接，造成炉内300-900℃温度气体对颗粒机下部模盘、模孔直接加热保持温度，同时炉内300-900℃温度气体对颗粒机中部外筒处在加热,并传递在工作腔内温度也要达到300-600℃保持对待挤压燃料加热；
（一、1.2）将含水15-30%粉碎秸秆，用25mm口径过筛后的沫煤置入或预热再置入（一、1.1）所选用多滚轮碾挤压颗粒机工作腔内；置入腔内的秸秆在200-600℃温度表面蜡质被破坏掉，出现粘性；
（一、1.3）颗粒机工作腔温度上升到200℃将（一、1.2）所述的秸秆、沫煤反复碾压、揉合很快成为细粉粘性泥状；
（一、1.4）将步骤（一、1.3）所述在碾挤压高强力的作用，细粉粘性泥状燃料在模孔被挤出柱体颗粒替代块煤、焦炭的燃料；
二、柱体颗粒炉内气化
将步骤（一、1.4）模孔挤出的柱体颗粒燃料直接落入燃气发生炉内；
(二、2.1)新落入炉内保持0.7-3.0m厚柱体颗粒燃料，处于炉内300-900℃温度的干馏中，干馏过程中颗粒受热释放200-300m3/t碳氢气体、焦油气体；
(二、2.2)干馏层下部还原层0.9-1.8m，将氧化层1200℃以上二氧化碳还原成一氧化碳，同时到干馏层温度降到900℃以下；
(二、2.3)还原层下是氧化层，厚度0.3-1.2m：氧气、蒸汽直接与柱体颗粒燃料强剧烈氧化（燃烧）反应产生高温二氧化碳，高温二氧化碳进入还原层与高温热炭反应成一氧化碳，蒸汽接触热碳吸收热能分解出氢气、一氧化碳；
(二、2.4)氧化层燃后（氧化后）其炉渣保持着柱体颗粒形状相互烧结构成0.3-1.2mm蜂窝层，蜂窝层将进入的氧气、蒸汽充分混合成絮乱气流在氧化层；即有氧与碳强剧烈反应产生二氧化碳，又有蒸汽吸收氧化碳放出热能经过还原层分解氢气和一氧化碳；
(二、2.5)柱体灰渣底部炉箅：炉箅偏心100-200mm旋转、支撑炉内高、低温燃料，并相适应刮排出多余炉渣来维持氧化层正常层位与高度；同时将底部通过炉箅转轴中心送入的氧气、蒸汽均匀分布的从炉箅释放进入灰渣柱体颗粒蜂窝再次混合成为絮乱气流，这也是煤转气化的关键和基础；
三、颗粒机与气化炉密闭连接
将碾挤压柱体颗粒机与燃气发生炉密闭连接，借助于模盘被机壳体法兰、炉体上端法兰强力用高压密封垫紧固，紧固后唯有模孔无燃料碾挤压时畅通，工作运转状态中：碾压揉合燃料泥挤在模孔滑动，这时炉内气体受到模孔强大压力、摩擦阻力燃料粘泥封堵，而强大挤压力使燃料粘泥：克服模孔中摩擦阻力均匀滑动出来呈柱体颗粒直接落入炉膛内，形成往高压力气化炉内连续不断投料，又在挤出燃料模孔中起着封闭气体往上流通，做到投料、密封两种功能同时完成。模孔挤压中燃料摩擦阻力满足30-60kg/cm2的炉内气体工作压力，是提高产出燃气较好成分、达到天然气性能指标打下基础，及降低运转成本的生产、制造环节。使用颗粒机分平模、环模种类，优先选用环模的特征是：
①将挤压模孔深或长度低于孔径的3倍，使挤出柱体颗粒燃料产出率提高多倍以上；
②挤压盘内滚轮数量：直径内布置2-4个滚轮组，直径内布置4-6个滚轮组，直径内布置8-12个滚轮组，优先选用直径布置6个滚轮组，其生产能力达到15吨/时、配用功率300-600kw；
③根据步骤②所述的设备结构性能，将含水量15-30%秸秆、植物杆茎、树枝用筛孔进行粉碎，利于产量高、成型快。
④主要靠将步骤③粉碎秸秆增加预热，使秸秆表面蜡质受热别被破坏、并增加粘性后反复多次碾压、碾压中揉合成高温粘性泥状，即能挤压颗粒产出率又高，使成型后密度达到200-700kg/m3；
⑤为了增加颗粒密实、坚硬度适应气化、做成固体燃料、储存要求，将步骤④基本成型颗粒转到下一套颗粒机或重复碾压、揉合后挤压的颗粒密度达到300-1100kg/m3。
一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤、焦炭制备环保节能燃气及设备，多轮碾挤秸杆、沫煤颗粒替代块煤；适用于褐煤、油页岩、沫煤颗粒加工；
①含15—30%水分褐煤经过二至三次碾压、揉和成精细煤粉泥状多余水分被溢出再挤压柱体颗粒，不再将褐煤脱水烘干，直接在400—800℃高温燃气发生炉容易与氧气和蒸汽气化产出燃气推动燃气机带动发电机，比直接焚烧褐煤发电效能提高近一倍，同时在气化过程中极细煤粉较好释放出焦油，达到回收焦油5—12%；
②含水分15—30%碎油页岩或掺入少量碎煤碾压、揉和成泥状挤压出柱体颗粒在400—900℃高温快速与氧气剧烈反应释放出气体，经冷却系统凝成页岩油，多余气体送入燃气机发电，这种方法较好解决碎油页岩炼油和开发利用；
③将含水分15—35%碎煤高温碾压、揉和成极细煤粉泥状挤压出柱体颗粒，投入400—800℃高温燃气发生炉与氧气和蒸汽或空气和蒸汽很好快速高效气化和释放出煤粉内焦油，其产生的气体推动燃气机发电、燃气机尾气余热再发电，达到每公斤沫煤碾压、揉和挤压成颗粒后发电能效达到3.4-4.8KWh同时回收焦油60—120g，沫煤柱体颗粒用在煤气发生炉改革中替代块煤、焦炭作为原料，焦油回收也是一项对石油能源巨大补充；
④将含水15-35%秸秆粉碎经过三至四次加温中碾压、揉合成蜡质被热破坏的粘泥浆状，多余水分被碾挤压溢出成柱体颗粒，直接送入400-800℃高温燃气发生炉很容易与氧气、蒸汽混合气化产出高热值燃气推动燃气机发电，比直接焚烧秸秆方式发电提高：由1.4公斤发电1kwh提高到1.3-2.3kwh，效能成倍增长，并回收焦油6-10%。优先选择碾压揉和挤压环模式盘和孔8直径1200㎜时，底板架、上板架与板架套组合中装六套碾压揉和滚轮后，中间穿转动轴有上外筒、中外筒上支承座内轴承，底外筒底支承座内轴承支承与轴键合成旋转结构整体。旋转结构整体转动轴在动力驱动时六组滚轮各自在碾压揉和挤压孔盘碾压揉和槽内进行转动，运行中转动轴带动螺旋大于500㎜轴筒、螺旋叶将粉碎秸杆均匀分散压入六个滚轮组，每个滚轮组将碎秸杆切向压入碾压揉和槽内，强大碾压力、碾压中揉和将槽内碎秸杆压缩在挤压孔克服一定长度内孔摩擦阻力排出呈柱体状态颗粒；为了增加密实度挤出的颗粒再进入下一个碾压揉和过程，这一过程根据实际需要2次碾挤压摩擦热增温、3次碾挤压摩擦再次增温使燃料软化受热、有粘合性。
一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法，制备燃气挤压成颗粒作用是：秸秆、沫煤在加温软化、变粘由高强力度碾压、揉合中再次加工极细粉粒度并揉成泥浆状，这种挤压成进入高温干馏层时：颗粒中极细煤粉被干馏顺利挥发或释放出碳氢气体、焦油气、水蒸气；剩余的70%燃料内部形成蜂窝颗粒，利用这一蜂窝在燃烧层与氧气、蒸汽较好结合充分剧烈反应；颗粒有效燃料成分挥发后，体积缩小变为炉渣性颗粒相互粘联成蜂窝，并始终保持0.3-2.0m以上厚度的炉渣性颗粒蜂窝层，构成氧气与蒸汽从底部输入炉渣性蜂窝颗粒层制造成絮乱气流经燃料颗粒层剧烈燃烧产生无氮燃气，同时0.3-1.2m以上炉渣性颗粒起着隔热、隔爆和保护炉篦的作用。碾挤压秸秆颗粒机工作腔内的燃料加温热化采取两种方式：
第一种方式：颗粒机底模盘到上模盘中间部位往下置入燃气发生炉内，利用炉内和燃气温度直接加热、传递热，上模盘下部置循环加热管、将外筒内加热燃料后余热再通循环管传递到外筒对燃料预热；
第二种方式：颗粒机底部外筒置在各种钢铁结构床架上，利用燃气机发电排出300-510℃尾气、或燃料燃烧炉产出热气通过导气管进入外筒工作腔内供热加温燃料，加热后热气流沿导气管进入外筒工作腔内，这种方式解决秸秆、沫煤在碾压、揉合持续加热保持足够的匹配温度，才能适合大规模工业化加工制造柱体颗粒燃料，并利于储运、运输，替代和改革煤炭、秸秆焚烧方式及能用于小型气化发生炉。制备燃气提出的秸秆为：收割后庄稼玉米秸秆、麦秸、稻秸、树枝、杆茎、杂草植物种类。制备燃气提出的沫煤为：各种煤炭筛选25mm以上块煤后，剩余80-85%碎煤、煤粉、面煤自然混合而且煤气发生炉不能使用的碎煤称为沫煤。制备燃气提出的柱体颗粒为：不含粘合剂、只有少量水分，进入高温燃气发生炉内不存在遇热爆碎现象，与蒸汽反应产生燃气中的氢含量>30%，用于内燃机因氢气爆燃性提高功效25%；同时利用碾压过程温度超过：秸秆270℃、沫煤320℃挤出柱体颗粒冷却后基本成为半焦化少烟颗粒燃料。
本发明来自三年试验过程如下：煤炭炼焦首先将煤炭加工成煤粉进行900℃高温干馏，煤粉细颗粒处于没有阻碍的快速、高效释放各种燃气、焦油。同样用煤炭粉实现快速、高效发生产出煤气，将碎煤变成粉面再经本发明设备高温碾挤压成柱体颗粒，替代块煤、焦炭投入300-900℃高温、高压气化炉内，气化后的灰渣还处于柱体颗粒蜂窝层，能适应通入蒸汽用于还原热碳的能量的效果。
本发明一种碾挤秸杆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气提出：多轮碾挤压机装置在燃气发生炉上端壳体间密闭连接，利用燃气炉内工作温度300—900℃、气体压力与多轮高温碾挤压机工作腔、挤压颗粒维持相同温度、压力。试验运行三年过程包括下述步骤：
一、将秸杆用20㎜筛孔粉碎，适当喷水达到含水量25-30%。
（一、1.1）秸杆预热后置入滚轮碾挤压机进行初次碾压、揉和、挤压出Φ15㎜，长度10-30㎜松散柱体颗粒，秸杆体积被压缩2/3以上。
（一、1.2）将步骤（一、1.1）挤出颗粒投入Φ800㎜直径常压气化炉通入氧气，压力800H2Omm，20分钟加一次10公斤松散秸杆颗粒，炉内装料厚度保持1.2-1.8m。
（一、1.3）产出燃气用烧嘴燃烧观察，20-40分钟断火并出现爆气，打开炉检查口察看：秸杆松散颗粒在炉膛断层，上层秸杆颗粒处搭桥，往下300-500㎜秸杆颗粒烧后成灰面出现空洞。
（一、2.1）将加温秸杆置入滚轮挤压机进行第一遍碾挤出松散颗粒保持着温度，接着进行第二遍碾挤压。挤出Ф15㎜、长度30-70㎜基本成型柱体颗粒，比重达到300-600kg/m3。
（一、2.2）投入Φ800㎜直径常压气化炉通入氧气、蒸汽，压力800H2Omm。15分钟加一次10公斤秸杆柱体颗粒，炉内装料厚度保持0.9-1.8m。
（一、2.3）产出燃气先用烧嘴燃烧观察40多天，不再出现断火、爆气，但是明显有水滴沉下来。燃气用于气体内燃机发电；耗气量在1.2-1.7m3/kwh，停炉检查口观察炉渣基本是泥状，可以判定蒸汽没起作用，存在集氧呈射流穿透反应层现象。
（一、2.4）根据（一、2.3）试验停炉察看柱体颗粒气化后变成灰渣泥，不能构成蜂窝形状，蒸汽起不了作用。产出燃气含氧量高、二氧化碳高达8%以上，起动气体内燃机发电效率低。
（一、3.1）将（一、2.1）挤压出高温度秸杆颗粒保温紧接着进行第三遍碾挤压，碾挤压过程强力摩擦致使热汽（气）冲天，稍有青烟。测试温度仪显示滚轮碾挤压温度超过200℃以上，挤出Φ15㎜、长30-200㎜柱体颗粒比重700-1100kg/m3。
（一、3.2）将碾压三遍热秸杆柱体颗粒投入Ф800mm直径常压气化炉，炉内先装好0.9-1.0m无灰炉渣作为起动反应紊乱层。炉内装料厚度0.9-1.8㎜，通入氧气、蒸汽充分混合，压力800H2Omm，炉温用蒸汽调节控制在270-420℃之间，15分钟加一次15公斤秸杆柱体颗粒燃料。
（一、3.3）产出燃气进行回收焦油后用于气体内燃机发电：耗气量0.7-0.85m3/kwh，检测燃气成分CO>51%、H2>28%、CH4>2.4，取得创造性的良好效果。
（一、3.4）根据（一、3.3）试验过程进行停炉火观察：几十天后的炉堂内状况是；0.5-1.1m灰渣还保持着柱体颗粒形状并有一定承载强度，没有湿度泥现象，证明蒸汽与氧气混合顺利紊乱气流通过，达到使用蒸汽与热碳还原放出氢气目的。
二、将含水沫煤用25㎜筛口过筛碾挤压柱体颗粒
1、将沫煤连续碾挤压揉和三遍；滚轮碾挤压机运转工作腔内、挤压、揉和中煤泥颗粒温度都超过260℃以上，碾压使小于25㎜粒度内碎煤变为极细煤粉（泥）。在260℃以上温度作用下出变软、粘性泥状，从而增加提高快速挤出坚硬、密实柱体颗粒，直径Φ15㎜、长度30-200㎜。
2、将碾挤压三遍后挤出的坚硬、密实煤粉泥柱体颗粒投入Φ800㎜直径常压气化炉，炉内先装好0.9-1.1m不含灰粉面炉渣作为起动紊乱气流反应层。炉内装煤粉泥柱体颗粒厚度始终维持0.9-1.8m，通入氧气、蒸汽、压力800H2Omm，炉内温度调整蒸汽供给量控制在300-600℃之间，30分钟加一次30公斤煤粉泥柱体颗粒燃料。
3、产出燃气回收焦油后用于气体内燃机发电：耗气量0.65-0.8m3/kwh，检测燃气成分CO>52%、H2>30%、CH4>3%，结果验证了技术、生产工艺对煤炭焚烧一次改革和创造。
4、根据二、3试验运行中多次停炉详细察看：两年长时间运行，耗用1600吨碎洗精煤燃气发生炉内状态是；0.5-1.2m炉渣层良好保持柱体颗粒形状，并有较高的承载强度，没有湿灰泥，证明蒸汽与氧气混合在蜂窝层紊乱气流较好形成。
三、蜂窝层通过的蒸汽与热碳还原分解
1、根据一、3③和二、3试验运行过程中；正在运行气体内燃发电机中，将燃气气化炉停止供蒸汽。煤粉泥柱体颗粒由30分钟投入30公斤变为20分钟，气体内燃发电机耗气量上升为0.95-1.2m3/kwh，可见蒸汽起着提高产气量25%和内燃机功率提高30%、排气污染降低75%重要作用。
2、根据煤炭的气化分解所需配比：
Figure DEST_PATH_620377DEST_PATH_IMAGE001
Figure DEST_PATH_206079DEST_PATH_IMAGE002
。
从分子式显示：800g氧气与600g碳发生强剧烈氧化中，释放大量热能碳，通入450g蒸汽与热碳中和反应释放一氧化碳与同等量的氢气，直接分解释放出25m01氢气占总产气量25%，而蒸汽与碳比例为1：2在几十年常压气化炉使用运行实践验证可靠的数据。
3、柱体颗粒气化（燃烧）后剩余炉灰能够维持形成蜂窝，氧气与蒸汽最佳配比8：4.5在蜂窝层充分混合成紊乱气流，蒸汽控制氧与碳剧烈氧化核心防止发生超高温>1200℃焚烧，同时蒸汽与热碳中和还原释放一氧化碳、氢气，而产出的氢气正好平衡氧与碳生成一氧化碳的碳能损失和占产气总量25%，这就是只有形成蜂窝造就蒸汽与氧气顺利混合成紊乱气流气化剂，和热碳保持温度平衡持续中和还原、分解释放所需25%氢气并随带25%一氧化碳，将煤与氧产生一氧化碳损耗的能量还原或者说回收补偿平衡。
四、柱体颗粒的作用及制备
（一）燃料的物理特性
秸杆、沫煤都含有5%以上焦油，在一定温度作用下发生物理变化：
1、秸杆燃料
①粉碎的秸杆在150-270℃温度中体积至少收缩2/3以上。
②在150-270℃温度时秸杆表面蜡质被破坏、变软、微渗出焦油而呈粘合性。
③被热破坏的蜡质秸杆，同时变软有粘性置入滚轮挤压过程利于从模孔液滑动挤出粘合密实，冷却后成为坚硬柱体颗粒燃料。
2、沫煤燃料，将煤炭在过筛后的25㎜-0㎜碎煤称为沫煤。
①沫煤在200-320℃温度时变软、微渗出焦油呈粘性。
②变软、粘性的沫煤进行碾压，揉和利于在模孔呈液滑动挤出柱体颗粒。
（二）沫煤、秸杆粉燃料热碾挤压出颗粒作用
煤炭炼焦、蜂窝煤的燃烧、各种煤球使用以及喷煤粉燃烧都具将燃料加工成粉沫状，燃烧时粉沫粒接触氧气面大，粉沫遇热快速分解，无阻碍释放燃气、焦油，达到充分燃烧或者气化。
1、沫煤燃料通过加温在滚轮碾压机内：反复碾压、揉和更细的粉粒，燃料受热渗出粘性泥状，通过模孔挤压成粘 结力强、密实度高、坚硬大的柱体颗粒。
2、根据上述1挤出成柱体颗粒再经二遍以上碾压，揉和粉沫泥燃料被挤出更密实、坚硬的柱体颗粒。
3、密实、坚硬柱体颗粒燃料目的是：替代块煤、焦炭投入燃气发生炉内气化后还要保持像块煤气化后的功能相似，即在炉底（燃烧层底）构成0.3-1.2m厚不粘结炉膛易下沉滑动的灰渣柱体颗粒蜂窝层，使输入氧气、蒸汽混合成紊乱气流实现燃料柱体颗粒顺利气化反应。
（三）颗粒机与燃料加温
1、颗粒机
挤压颗粒机主要结构：平模盘垂直布置模孔，环模盘水平径向均匀布置模孔。
①平模盘颗粒挤压：主要结构平模垂直均匀布置模孔，滚轮强力碾压秸杆、煤粉泥从模孔挤出柱体颗粒。
②环模盘颗粒挤压：主要结构环模径向均匀布置模孔，优点是：环模里可布置多个滚轮切向环模内凹槽碾压秸杆、沫煤，从径向模孔向外挤出柱体颗粒，由于多滚轮挤压、模孔可布置多排因此产量成倍提高。
③颗粒机滚动摩擦产生的热量不足软化、增粘秸杆、沫煤，因此产出效率低。采用对模盘上、下工作腔送入热气，或者事先对秸杆、沫煤预热都是提高产量和颗粒成型的基础。
2、秸杆、沫煤借助炉内高温热化碾压提高产量方法。
①借助燃气发生炉内300-800℃温度的热气流对模盘下部加温，传递到上部带动整个滚轮工作腔温度上升维持300-500℃，工作腔内秸杆蜡质面在300—500℃温度中被破坏、渗出焦油增粘，沫煤软化、焦油渗出增加粘性。
②对上、下双模盘，可采用通300-500℃温度燃烧后热气，或者通入筒3-24、3-10进行外加夹气循环增温，形成对秸杆、沫煤的强力加温软化、增粘。
③根据①、②300-500℃预热空间秸杆、沫煤碾压、揉和，在模盘中模孔中被挤压出柱体颗粒，随后可再进行二至三遍碾压、揉和过程、使柱体颗粒密实、坚硬，在炉内气化后能形成高强度灰渣柱体颗粒，构成0.3-1.2m厚不粘结炉膛的蜂窝层。
按照挤压模盘直径，每盘挤压模孔360个，孔径，最佳。
滚轮六组为一套，机内上、下两套模盘和滚轮装备成颗粒机效果是：产量15吨/时，功率=300-600kw，工人=12名、工资=100元/工，电费=0.7元/kwh。8小时为一个生产原班的产量与费用消耗：
1、产量 15吨/h×8h=120吨
2、耗电费用 600KW×8h=4800KWh 4800KWh×0.7元=3360元
3、工资 100元×12人=1200元
4、设备磨损 30元/吨 30元/t×120吨=3600元
加工费合计：3360元+1200元+3600元/120吨=68元/吨。
秸杆、沫煤大规模实行工业大型机械化加工，每吨消耗费能够控制在68元/吨，主要是靠大型多组滚轮碾压、揉和通过缩短挤压孔减少阻力摩擦形成快出加大产量提高，使颗粒产量达到5吨/时，10吨/时、15吨/时、30吨/时、50吨/时成型柱体颗粒，满足工业秸杆、碎煤气化发电的巨大用量。
产出秸杆、沫煤颗粒替代块煤、焦炭、秸秆压块主要作用和意义：将投入柱体颗粒投入400—800℃高温燃气发生炉内与氧气剧烈反应分解，产生无氮气体即秸杆生物质燃气成分：CO>50%、H2>28%、CH4>3%，回收焦油5—12%。用在气体内燃机发电结果：1.4—1.7KWh/kg秸杆，比原有焚烧式1.4kg以上秸杆才能发出1KWh电能相比；用氧气化1.4㎏秸杆颗粒发出电1.96-2.38KWh提高发电量一倍以上，回收焦油90—140g增加收入或减抵收购秸杆资金0.3元/㎏秸杆，重新使秸杆发电和综合利用起死回生。首先回收焦油后的燃气推动内燃机发电，内燃机尾气余热再发电30%即实现高产秸杆、沫煤颗粒、又高效率气化发电，使秸杆、植物杆茎、树枝成为用之不尽，取之不竭，与大自然和谐绿色再生能源，大型多轮碾挤秸杆、沫煤颗粒替代块煤、焦炭制备环保节能燃气及设备；解决了颗粒高产，加工费<90元/吨低成本，并能够大规模实行机械产业化制造，将秸杆、沫煤变成气化用的颗粒替代块煤、焦炭、秸秆压块燃料牢靠的基础。
本发明大型多轮碾挤秸杆、沫煤颗粒替代块煤、焦炭制备环保节能燃气及设备；适用于褐煤、油页岩、沫煤颗粒加工；①含15—30%水分褐煤经过二至三次碾压、揉和成极细煤粉泥状再挤压柱体颗粒，不需脱水、烘干直接在400—800℃高温燃气发生炉容易与氧气和蒸汽高效气化产出燃气推动燃气机带动发电机，比直接烧褐煤发电提高一倍，同时在气化过程中极细煤粉较好释放出焦油，达到回收焦油8—12%。②含水分15—30%碎油页岩或掺入少量碎煤碾压、揉和成泥状挤压出柱体颗粒在400—900℃高温度中快速与氧气剧烈反应释放出气体，经冷却系统凝成页岩油，多余气体送入燃气机发电，这种方法较好解决油页岩炼油和开发利用。③将含水分15—30%沫煤碾压、揉和成极细煤粉泥状挤压出柱体颗粒，投入400—800℃高温燃气发生炉与氧气和蒸汽，或空气和蒸汽很好快速高效气化和释放出煤粉内焦油，其产生的气体推动燃气机发电、燃气机尾气余热再发电，达到每公斤沫煤碾、压揉和挤压成颗粒后发电能效达到3.4-4.8KWh，同时回收焦油90—120g，沫煤柱体颗粒在煤气发生炉改革中替代块煤、焦炭作为气化原料，而焦油回收又是一项对石油能源巨大补充。
附图说明
附图1是一种多轮碾挤秸杆、沫煤柱体颗粒替代块煤、焦炭制备燃气及设备的主体结构剖面示意图；附图2是环模碾挤压颗粒机示意图，附图3六组滚轮布置结构示意图；附图4是附图4碾压揉和挤压孔盘结构断面示意图，附图5是附图3碾压揉和挤压孔盘中挤压孔结构示意图；附图6是柱体颗粒制备燃起推动燃气轮——蒸汽轮联合循环发电流程示意图；附图7时平模颗粒机与炉体上端密闭连接示意图；附图8是环模颗粒机与炉体上端密闭连接示意图；附图9是柱体颗粒制备燃气成分表；附图10是柱体颗粒制备燃气推动气体内燃机发电耗气量测试表。
具体实施方式
一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法，将秸秆、沫煤在高温中碾挤压柱体颗粒步骤：
二、柱体颗粒制备
（一、1.1）将滚轮颗粒挤压机下半部分整体结构置入燃气发生炉上端密封连接，造成炉内300-900℃温度气体对颗粒机下部模盘14、8、模孔9直接加热保持温度，同时炉内300-900℃温度气体对颗粒机中部外筒12处在加热,并传递在工作腔28内温度也要达到300-600℃保持对待挤压燃料加热；
（一、1.2）将含水15-30%粉碎秸秆，用25mm口径过筛后的沫煤置入或预热再置入（一、1.1）所选用多滚轮碾挤压颗粒机工作腔内；置入腔内的秸秆在200-600℃温度表面蜡质被破坏掉，出现粘性；
（一、1.3）颗粒机工作腔温度上升到200℃将②所述的秸秆、沫煤反复碾压、揉合很快成为细粉粘性泥状；
（一、1.4）将步骤（一、1.3）所述在碾挤压高强力的作用，细粉粘性泥状燃料在模孔被挤出柱体颗粒替代块煤、焦炭的燃料；
二、柱体颗粒炉内气化
将步骤（一、1.4）模孔挤出的柱体颗粒燃料直接落入燃气发生炉内；
(二、2.1)新落入炉内保持0.7-3.0m厚柱体颗粒燃料，处于炉内300-900℃温度的干馏中，干馏过程中颗粒受热释放200-300m3/t碳氢气体、焦油气体；
(二、2.2)干馏层下部还原层0.9-1.8m，将氧化层1200℃以上二氧化碳还原成一氧化碳，同时到干馏层温度降到900℃以下；
(二、2.3)还原层下是氧化层，厚度0.3-1.2m：氧气、蒸汽直接与柱体颗粒燃料强剧烈氧化（燃烧）反应产生高温二氧化碳，高温二氧化碳进入还原层与高温热炭反应成一氧化碳，蒸汽接触热碳吸收热能分解出氢气、一氧化碳；
(二、2.4)氧化层燃后（氧化后）其炉渣保持着柱体颗粒形状相互烧结构成0.3-1.2mm蜂窝层，蜂窝层将进入的氧气、蒸汽充分混合成絮乱气流在氧化层；即有氧与碳强剧烈反应产生二氧化碳，又有蒸汽吸收氧化碳放出热能经过还原层分解氢气和一氧化碳；
(二、2.5)柱体灰渣底部炉箅：炉箅偏心100-200mm旋转、支撑炉内高、低温燃料，并相适应刮排出多余炉渣来维持氧化层正常层位与高度；同时将底部通过炉箅转轴中心送入的氧气、蒸汽均匀分布的从炉箅释放进入灰渣柱体颗粒蜂窝再次混合成为絮乱气流，这也是煤转气化的关键和基础；
四、颗粒机与气化炉密闭连接
将碾挤压柱体颗粒机与燃气发生炉密闭连接，借助于模盘被机壳体法兰、炉体上端法兰强力用高压密封垫紧固，紧固后唯有模孔无燃料碾挤压时畅通，工作运转状态中：碾压揉合燃料泥挤在模孔滑动，这时炉内气体受到模孔强大压力、摩擦阻力燃料粘泥封堵，而强大挤压力使燃料粘泥：克服模孔中摩擦阻力均匀滑动出来呈柱体颗粒直接落入炉膛内，形成往高压力气化炉内连续不断投料，又在挤出燃料模孔中起着封闭气体往上流通，做到投料、密封两种功能同时完成。模孔挤压中燃料摩擦阻力满足30-60kg/cm2的炉内气体工作压力，是提高产出燃气较好成分、达到天然气性能指标打下基础，及降低运转成本的生产、制造环节。
制备燃气的方法使用颗粒机分平模、环模种类，优先选用环模的特征是：
①将挤压模孔深或长度低于孔径的3倍，使挤出柱体颗粒燃料产出率提高多倍以上；
②挤压盘内滚轮数量：直径内布置2-4个滚轮组，直径内布置4-6个滚轮组，直径内布置8-12个滚轮组，优先选用直径布置6个滚轮组，其生产能力达到15吨/时、配用功率300-600kw；
③根据步骤②所述的设备结构性能，将含水量15-30%秸秆、植物杆茎、树枝用筛孔进行粉碎，利于产量高、成型快。
④主要靠将步骤③粉碎秸秆增加预热，使秸秆表面蜡质受热别被破坏、并增加粘性后反复多次碾压、碾压中揉合成高温粘性泥状，即能挤压颗粒产出率又高，使成型后密度达到200-700kg/m3；
⑤为了增加颗粒密实、坚硬度适应气化、做成固体燃料、储存要求，将步骤④基本成型颗粒转到下一套颗粒机或重复碾压、揉合后挤压的颗粒密度达到300-1100kg/m3。
[0057] 制备燃气及设备，多轮碾挤秸杆、沫煤颗粒替代块煤；适用于褐煤、油页岩、沫煤颗粒加工；
①含15—30%水分褐煤经过二至三次碾压、揉和成精细煤粉泥状多余水分被溢出再挤压柱体颗粒，不再将褐煤脱水烘干，直接在400—800℃高温燃气发生炉容易与氧气和蒸汽气化产出燃气推动燃气机带动发电机，比直接焚烧褐煤发电效能提高近一倍，同时在气化过程中极细煤粉较好释放出焦油，达到回收焦油5—12%；
②含水分15—30%碎油页岩或掺入少量碎煤碾压、揉和成泥状挤压出柱体颗粒在400—900℃高温快速与氧气剧烈反应释放出气体，经冷却系统凝成页岩油，多余气体送入燃气机发电，这种方法较好解决碎油页岩炼油和开发利用；
③将含水分15—35%碎煤高温碾压、揉和成极细煤粉泥状挤压出柱体颗粒，投入400—800℃高温燃气发生炉与氧气和蒸汽或空气和蒸汽很好快速高效气化和释放出煤粉内焦油，其产生的气体推动燃气机发电、燃气机尾气余热再发电，达到每公斤沫煤碾压、揉和挤压成颗粒后发电能效达到3.4-4.8KWh同时回收焦油60—120g，沫煤柱体颗粒用在煤气发生炉改革中替代块煤、焦炭作为原料，焦油回收也是一项对石油能源巨大补充；
④将含水15-35%秸秆粉碎经过三至四次加温中碾压、揉合成蜡质被热破坏的粘泥浆状，多余水分被碾挤压溢出成柱体颗粒，直接送入400-800℃高温燃气发生炉很容易与氧气、蒸汽混合气化产出高热值燃气推动燃气机发电，比直接焚烧秸秆方式发电提高：由1.4公斤发电1kwh提高到1.3-2.3kwh，效能成倍增长，并回收焦油6-10%。
优先选择碾压揉和挤压环模式盘和孔8直径1200㎜时，底板架5、上板架7与板架套6组合中装六套碾压揉和滚轮4后，中间穿转动轴1有上外筒11、中外筒12上支承座10内轴承20，底外筒13底支承座14内轴承15支承与轴键18合成旋转结构整体。旋转结构整体转动轴1在动力驱动时六组滚轮4各自在碾压揉和挤压孔盘8碾压揉和槽21内进行转动，运行中转动轴1带动螺旋大于500㎜轴筒2、螺旋叶3将粉碎秸杆均匀分散压入六个滚轮组4，每个滚轮组4将碎秸杆切向压入碾压揉和槽21内，强大碾压力、碾压中揉和将槽21内碎秸杆压缩在挤压孔9克服一定长度内孔9摩擦阻力排出呈柱体状态颗粒；为了增加密实度挤出的颗粒再进入下一个碾压揉和过程，这一过程根据实际需要2次碾挤压摩擦热增温、3次碾挤压摩擦再次增温使燃料软化受热、有粘合性。制备燃气挤压成颗粒作用是：秸秆、沫煤在加温软化、变粘由高强力度碾压、揉合中再次加工极细粉粒度并揉成泥浆状，这种挤压成进入高温干馏层时：颗粒中极细煤粉被干馏顺利挥发或释放出碳氢气体、焦油气、水蒸气；剩余的70%燃料内部形成蜂窝颗粒，利用这一蜂窝在燃烧层与氧气、蒸汽较好结合充分剧烈反应；颗粒有效燃料成分挥发后，体积缩小变为炉渣性颗粒相互粘联成蜂窝，并始终保持0.3-2.0m以上厚度的炉渣性颗粒蜂窝层，构成氧气与蒸汽从底部输入炉渣性蜂窝颗粒层制造成絮乱气流经燃料颗粒层剧烈燃烧产生无氮燃气，同时0.3-1.2m以上炉渣性颗粒起着隔热、隔爆和保护炉篦的作用。
碾挤压秸秆颗粒机工作腔内的燃料加温热化采取两种方式：
第一种方式：颗粒机底模盘到上模盘中间部位往下置入燃气发生炉内，利用炉内和燃气温度直接加热、传递热，上模盘下部置循环加热管26、将外筒12内加热燃料后余热再通循环管27传递到外筒11对燃料预热；
第二种方式：颗粒机底部外筒13置在各种钢铁结构床架上，利用燃气机发电排出300-510℃尾气、或燃料燃烧炉产出热气通过导气管26进入外筒12工作腔内供热加温燃料，加热后热气流沿导气管27进入外筒11工作腔内，这种方式解决秸秆、沫煤在碾压、揉合持续加热保持足够的匹配温度，才能适合大规模工业化加工制造柱体颗粒燃料，并利于储运、运输，替代和改革煤炭、秸秆焚烧方式及能用于小型气化发生炉制备燃气提出的秸秆为：收割后庄稼玉米秸秆、麦秸、稻秸、树枝、杆茎、杂草植物种类。制备燃气提出的沫煤为：各种煤炭筛选25mm以上块煤后，剩余80-85%碎煤、煤粉、面煤自然混合而且煤气发生炉不能使用的碎煤称为沫煤。制备燃气提出的柱体颗粒为：不含粘合剂、只有少量水分，进入高温燃气发生炉内不存在遇热爆碎现象，与蒸汽反应产生燃气中的氢含量>30%，用于内燃机因氢气爆燃性提高功效25%；同时利用碾压过程温度超过：秸秆270℃、沫煤320℃挤出柱体颗粒冷却后基本成为半焦化少烟颗粒燃料。
本发明的一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法，选择碾压揉和挤压孔盘8直径1200㎜时，底板架5、上板架7与板架套6组合中装六套碾压揉和滚轮4后，中间穿转动轴1有上外筒11、中外筒12上支承座10内轴承20，底外筒13底支承座14内轴承15支承与轴键18合成旋转结构整体。旋转结构整体转动轴1在动力驱动时六组滚轮4各自在碾压揉和挤压孔盘8碾压揉和槽21内进行转动，运行中转动轴1带动螺旋大于500㎜轴筒2、螺旋叶3将粉碎秸杆均匀分散压入六个滚轮组4，每个滚轮组4将碎秸杆切向压入碾压揉和槽21内，强大碾压力、碾压中揉和将槽21内碎秸杆压缩在挤压孔9克服一定长度内孔9摩擦阻力排出呈柱体状态颗粒。为了增加密实度挤出的颗粒再进入下一个碾压揉和过程，这一过程根据实际需要2次、3次、4次即可。
附图3、附图4是碾压揉和挤压孔盘8内设置碾压槽21、三排挤压孔9，为了达到高产能力，主要通过碾压槽21设计深度15—25㎜、宽度与碾压轮4厚（宽）度匹配，碾压轮4均匀旋转碾压剪切碎秸杆于槽21内，槽21内布置三排或多排挤压孔9，上、下两排外圆相互间隔4—10㎜，中间错位圆孔半径切入同等直径挤压孔9，减少秸杆被垫阻滚轮4。即增加挤压孔9有效排出面积，又提高挤压孔9碎秸杆排出产量。产量的提高主要是在上、下两排中心错位半径切入一排孔、中间这排孔不单是增加产量三分之一，而是减少滚轮4阻力60%以上，加上六组碾压轮4比原有单排孔二组碾压轮的颗粒机生产能力提高3倍以上。挤压孔9原来有40—50孔，本发明Φ1200㎜碾压揉和挤压孔盘8结构360个挤压孔9，其加工颗粒产量提高12倍以上，即每小时产量高于15吨，满足工业、电厂气化巨大需用量要求。
图中16是耐高温石棉密封，17是连接轴套、19是压盖、22是固定螺母孔,26是进热气管，27是循环热气管。
本发明一种多轮碾挤秸杆、沫煤柱体颗粒制备环保节能燃气及设备，目的实现含水15-30%碎秸秆、煤粉高温强碾压、碾压中揉合成精细泥浆状，利用碾压成泥浆状挤压出颗粒直接投入高温炉内与氧剧烈反应，颗粒有效燃料成分挥发后，体积缩小变为炉渣性颗粒相互粘联成蜂窝，并始终保持0.9-2.0m以上厚度的炉渣性颗粒蜂窝层，构成氧气与蒸汽从底部输入炉渣性蜂窝颗粒层制造成絮乱气流经燃料颗粒层剧烈燃烧产生无氮燃气，同时0.3-1.2m以上炉渣性颗粒起着隔热、隔爆和保护炉篦的作用。
挤压成颗粒作用是：秸秆、沫煤在加温软化、变粘由高强力度碾压、揉合中再次加工极细粉粒度并揉成泥浆状，这种挤压成进入高温干馏层时：颗粒中极细煤粉被干馏顺利挥发或释放出碳氢气体、焦油气、水蒸气。剩余的70%燃料内部形成蜂窝颗粒，利用这一蜂窝在燃烧层与氧气、蒸汽较好结合充分剧烈反应。
本发明的碾挤压秸秆颗粒机工作腔内的燃料加热采取两种方式：
第一种方式：颗粒机底盘模盘到上模盘中间部位往下置入燃气发生炉内，利用炉内和燃气温度直接加热、传递热，上模盘下部置循环加热管23、将外筒12内加热燃料后余热在传递到外筒11对燃料加热。
第二种方式：颗粒机底部外筒13置在各种钢铁结构床架上，利用燃气发电排出300-510℃尾气、或燃料燃烧炉产出热气通过导气管26进入外筒12工作腔内供热加温燃料，加热后热气流沿导管27进入外筒12工作腔内供热加温燃料，加热后热气流沿导气管26进入外筒11工作腔内，这种方式解决秸秆、沫煤在碾压、揉合加高温度，适合大量加工制造柱体颗粒储运、运输，替代和改革煤炭、秸秆焚烧方式及用于小型气化发生炉。
本发明目的：实现含水15-30%碎秸秆、沫煤高温度中强碾压、碾压中揉合中秸秆、沫煤软化、出现粘性的精细泥浆状，利用碾压成高温粘性泥浆状挤压出成型较好颗粒直接投入高温炉内与氧剧烈反应，颗粒关键作用是在有效燃料成分挥发后，体积缩小变为炉渣性颗粒相互粘联成蜂窝，并始终保持0.3-2.0m以上厚度的炉渣性颗粒蜂窝层，构成氧气与蒸汽从底部输入炉渣性蜂窝颗粒层制造成絮乱气流经燃料颗粒层剧烈燃烧产生无氮燃气，同时0.3-1.2m以上炉渣性颗粒起着隔热、隔爆和保护炉篦的作用。
本发明挤压成颗粒作用是：秸秆、碎煤或掺入少量石粉在高强力度碾压、揉合中再次加工极细粉粒度并揉成泥浆状，这种挤压成均匀柱体颗粒进入高温干馏层时：颗粒中极细煤粉被干馏时顺利挥发或释放出碳氢气体、焦油气、水蒸气；剩余的70%燃料内部形成蜂窝颗粒，利用这一蜂窝在燃烧层与氧气、蒸汽较好结合充分剧烈反应分解，而掺入少量石粉从根源上保持硫与石粉化合成炉渣固体，降低硫化气体产生。

Claims (9)

1.一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法，其特征在于：将秸秆、沫煤在高温中碾挤压柱体颗粒步骤：
柱体颗粒制备
（一、1.1）将滚轮颗粒挤压机下半部分整体结构置入燃气发生炉上端密封连接，造成炉内300-900℃温度气体对颗粒机下部模盘(14)、(8)、模孔(9)直接加热保持温度，同时炉内300-900℃温度气体对颗粒机中部外筒（12）处在加热,并传递在工作腔（28）内温度也要达到300-600℃保持对待挤压燃料加热；
（一、1.2）将含水15-30%粉碎秸秆，用25mm口径过筛后的沫煤置入或预热再置入（一、1.1）所选用多滚轮碾挤压颗粒机工作腔内；置入腔内的秸秆在200-600℃温度表面蜡质被破坏掉，出现粘性；
（一、1.3）颗粒机工作腔温度上升到200℃将
Figure DEST_PATH_IMAGE001
所述的秸秆、沫煤反复碾压、揉合很快成为细粉粘性泥状；
（一、1.4）将步骤（一、1.3）所述在碾挤压高强力的作用，细粉粘性泥状燃料在模孔被挤出ø15-30mm柱体颗粒替代块煤、焦炭的燃料；
二、柱体颗粒炉内气化
将步骤（一、1.4）模孔挤出的柱体颗粒燃料直接落入燃气发生炉内；
(二、2.1)新落入炉内保持0.7-3.0m厚柱体颗粒燃料，处于炉内300-900℃温度的干馏中，干馏过程中颗粒受热释放200-300m3/t碳氢气体、焦油气体；
(二、2.2)干馏层下部还原层0.9-1.8m，将氧化层1200℃以上二氧化碳还原成一氧化碳，同时到干馏层温度降到900℃以下；
(二、2.3)还原层下是氧化层，厚度0.3-1.2m：氧气、蒸汽直接与柱体颗粒燃料强剧烈氧化（燃烧）反应产生高温二氧化碳，高温二氧化碳进入还原层与高温热炭反应成一氧化碳，蒸汽接触热碳吸收热能分解出氢气、一氧化碳；
(二、2.4)氧化层燃后（氧化后）其炉渣保持着柱体颗粒形状相互烧结构成0.3-1.2mm蜂窝层，蜂窝层将进入的氧气、蒸汽充分混合成絮乱气流在氧化层；即有氧与碳强剧烈反应产生二氧化碳，又有蒸汽吸收氧化碳放出热能经过还原层分解氢气和一氧化碳；
(二、2.5)柱体灰渣底部炉箅：炉箅偏心100-200mm旋转、支撑炉内高、低温燃料，并相适应刮排出多余炉渣来维持氧化层正常层位与高度；同时将底部通过炉箅转轴中心送入的氧气、蒸汽均匀分布的从炉箅释放进入灰渣柱体颗粒蜂窝再次混合成为絮乱气流，这也是煤转气化的关键和基础；
三、颗粒机与气化炉密闭连接
将碾挤压柱体颗粒机与燃气发生炉密闭连接，借助于模盘被机壳体法兰、炉体上端法兰强力用高压密封垫紧固，紧固后唯有模孔无燃料碾挤压时畅通，工作运转状态中：碾压揉合燃料泥挤在模孔滑动，这时炉内气体受到模孔强大压力、摩擦阻力燃料粘泥封堵，而强大挤压力使燃料粘泥：克服模孔中摩擦阻力均匀滑动出来呈柱体颗粒直接落入炉膛内，形成往高压力气化炉内连续不断投料，又在挤出燃料模孔中起着封闭气体往上流通，做到投料、密封两种功能同时完成；模孔挤压中燃料摩擦阻力满足30-60kg/cm2的炉内气体工作压力，是提高产出燃气较好成分、达到天然气性能指标打下基础，及降低运转成本的生产、制造环节。
2.根据权利要求1所述的一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法，其特征在于：使用颗粒机分平模、环模种类，优先选用环模的特征是：
将挤压模孔深或长度低于孔径的3倍，使挤出柱体颗粒燃料产出率提高多倍以上；
Figure 176138DEST_PATH_IMAGE001
挤压盘内滚轮数量：ø800mm直径内布置2-4个滚轮组，ø1200mm直径内布置4-6个滚轮组，ø1600mm直径内布置8-12个滚轮组，优先选用ø1200mm直径布置6个滚轮组，其生产能力达到15吨/时、配用功率300-600kw；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
根据步骤所述的设备结构性能，将含水量15-30%秸秆、植物杆茎、树枝用筛孔ø20-30mm进行粉碎，利于产量高、成型快；
Figure 18902DEST_PATH_IMAGE004
主要靠将步骤
Figure 625464DEST_PATH_IMAGE003
粉碎秸秆增加预热，使秸秆表面蜡质受热别被破坏、并增加粘性后反复多次碾压、碾压中揉合成高温粘性泥状，即能挤压颗粒产出率又高，使成型后密度达到200-700kg/m3；
为了增加颗粒密实、坚硬度适应气化、做成固体燃料、储存要求，将步骤
Figure 494194DEST_PATH_IMAGE004
基本成型颗粒转到下一套颗粒机或重复碾压、揉合后挤压的颗粒密度达到300-1100kg/m3。
3.根据权利要求1、2所述的一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法及设备，其特征在于：多轮碾挤秸杆、沫煤颗粒替代块煤；适用于褐煤、油页岩、沫煤颗粒加工；
①含15—30%水分褐煤经过二至三次碾压、揉和成精细煤粉泥状多余水分被溢出再挤压柱体颗粒，不再将褐煤脱水烘干，直接在400—800℃高温燃气发生炉容易与氧气和蒸汽气化产出燃气推动燃气机带动发电机，比直接焚烧褐煤发电效能提高近一倍，同时在气化过程中极细煤粉较好释放出焦油，达到回收焦油5—12%；
②含水分15—30%碎油页岩或掺入少量碎煤碾压、揉和成泥状挤压出柱体颗粒在400—900℃高温快速与氧气剧烈反应释放出气体，经冷却系统凝成页岩油，多余气体送入燃气机发电，这种方法较好解决碎油页岩炼油和开发利用；
③将含水分15—35%碎煤高温碾压、揉和成极细煤粉泥状挤压出柱体颗粒，投入400—800℃高温燃气发生炉与氧气和蒸汽或空气和蒸汽很好快速高效气化和释放出煤粉内焦油，其产生的气体推动燃气机发电、燃气机尾气余热再发电，达到每公斤沫煤碾压、揉和挤压成颗粒后发电能效达到3.4-4.8KWh同时回收焦油60—120g，沫煤柱体颗粒用在煤气发生炉改革中替代块煤、焦炭作为原料，焦油回收也是一项对石油能源巨大补充；
Figure 684742DEST_PATH_IMAGE006
将含水15-35%秸秆粉碎经过三至四次加温中碾压、揉合成蜡质被热破坏的粘泥浆状，多余水分被碾挤压溢出成柱体颗粒，直接送入400-800℃高温燃气发生炉很容易与氧气、蒸汽混合气化产出高热值燃气推动燃气机发电，比直接焚烧秸秆方式发电提高：由1.4公斤发电1kwh提高到1.3-2.3kwh，效能成倍增长，并回收焦油6-10%。
4.根据权利要求3所述的一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法，其特征在于：优先选择碾压揉和挤压环模式盘和孔（8）直径1200㎜时，底板架（5）、上板架（7）与板架套（6）组合中装六套碾压揉和滚轮（4）后，中间穿转动轴（1）有上外筒（11）、中外筒（12）上支承座（10）内轴承（20），底外筒（13）底支承座（14）内轴承（15）支承与轴键（18）合成旋转结构整体；旋转结构整体转动轴（1）在动力驱动时六组滚轮（4）各自在碾压揉和挤压孔盘（8）碾压揉和槽（21）内进行转动，运行中转动轴（1）带动螺旋大于500㎜轴筒（2）、螺旋叶（3）将粉碎秸杆均匀分散压入六个滚轮组（4），每个滚轮组（4）将碎秸杆切向压入碾压揉和槽（21）内，强大碾压力、碾压揉和槽（21）内碎秸杆压缩在挤压孔（9）克服一定长度内孔（9）摩擦阻力排出呈柱体状态颗粒；为了增加密实度挤出的颗粒再进入下一个碾压揉和过程，这一过程根据实际需要2次碾挤压摩擦热增温、3次碾挤压摩擦再次增温使燃料软化受热、有粘合性。
5.根据权利要求1所述的一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法，其特征在于：制备燃气挤压成颗粒作用是：秸秆、沫煤在加温软化、变粘由高强力度碾压、揉合中再次加工极细粉粒度并揉成泥浆状，这种挤压成进入高温干馏层时：颗粒中极细煤粉被干馏顺利挥发或释放出碳氢气体、焦油气、水蒸气；剩余的70%燃料内部形成蜂窝颗粒，利用这一蜂窝在燃烧层与氧气、蒸汽较好结合充分剧烈反应；颗粒有效燃料成分挥发后，体积缩小变为炉渣性颗粒相互粘联成蜂窝，并始终保持0.3-2.0m以上厚度的炉渣性颗粒蜂窝层，构成氧气与蒸汽从底部输入炉渣性蜂窝颗粒层制造成絮乱气流经燃料颗粒层剧烈燃烧产生无氮燃气，同时0.3-1.2m以上炉渣性颗粒起着隔热、隔爆和保护炉篦的作用。
6.根据权利要求1所述的一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法，其特征在于：碾挤压秸秆颗粒机工作腔内的燃料加温热化采取两种方式：
第一种方式：颗粒机底模盘到上模盘中间部位往下置入燃气发生炉内，利用炉内和燃气温度直接加热、传递热，上模盘下部置循环加热管（26）、将外筒（12）内加热燃料后余热再通循环管（27）传递到外筒（11）对燃料预热；
第二种方式：颗粒机底部外筒（13）置在各种钢铁结构床架上，利用燃气机发电排出300-510℃尾气、或燃料燃烧炉产出热气通过导气管（26）进入外筒（12）工作腔内供热加温燃料，加热后热气流沿导气管（27）进入外筒（11）工作腔内，这种方式解决秸秆、沫煤在碾压、揉合持续加热保持足够的匹配温度，才能适合大规模工业化加工制造柱体颗粒燃料，并利于储运、运输，替代和改革煤炭、秸秆焚烧方式及能用于小型气化发生炉。
7.根据权利要求1、5所述的一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法，其特征在于：制备燃气提出的秸秆为：收割后庄稼玉米秸秆、麦秸、稻秸、树枝、杆茎、杂草植物种类。
8.根据权利要求1、5所述一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法，其特征在于：制备燃气提出的沫煤为：各种煤炭筛选25mm以上块煤后，剩余80-85%碎煤、煤粉、面煤自然混合而且煤气发生炉不能使用的碎煤称为沫煤。
9.根据权利要求1、5、6或7任一项所述的一种碾挤压秸秆、沫煤柱体颗粒替代块煤制备燃气的方法，其特征在于：制备燃气提出的柱体颗粒为：不含粘合剂、只有少量水分，进入高温燃气发生炉内不存在遇热爆碎现象，与蒸汽反应产生燃气中的氢含量>30%，用于内燃机因氢气爆燃性提高功效25%；同时利用碾压过程温度超过：秸秆270℃、沫煤320℃挤出柱体颗粒冷却后基本成为半焦化少烟颗粒燃料。
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