CN103992836B - 木屑粉碎系统及包括其的生物质木屑颗粒燃料生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种木屑粉碎系统及包括其的生物质木屑颗粒燃料生产设备，木屑粉碎系统包括振动筛和锯末粉碎机，振动筛包括筛网和位于筛网下方的集料仓，集料仓通过输送带直接与锯末粉碎机的出料口连接，分筛后筛网上的大颗木屑原料通过输送带输入锯末粉碎机的进料口。振动筛分筛后粒径合格的木屑原料直接送入滚筒式烘干机，仅将筛网上保留的大颗木屑颗粒送入锯末粉碎机，从而减少锯末粉碎机的进料量，提高大颗木屑原料的粉碎质量，提高生产效率，节约能耗。
Description
技术领域
本发明涉及生物质颗粒燃料生产设备技术领域，特别公开一种生物质木屑颗粒燃料生产设备用的木屑粉碎系统。
背景技术
经济的快速发展离不开能源，而传统化石能源石油、天然气和煤炭的紧缺问题日益严重。生物质能作为第四大能源，以其可再生、零碳排放等特点，成为新能源中发展潜力较大的一种能源。
生物质颗粒燃料，又称生物质成型燃料(Biomass Moulding Fuel，简称“BMF”)是应用农林废弃物(如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等)作为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型(如颗粒状)的，可直接燃烧的一种新型清洁燃料。
随着生物质颗粒燃料的快速应用，其加工技术和加工设备也得到高速的发展，针对不同原材料的粉碎机械也不断涌现。例如，专利CN101579650A公开了一种生物质精细粉碎装置，包括支架总成、送料机构以及粉碎机构，粉碎机构包括条形的硬质材料定刀以及轴线与硬质材料定刀的刀口线平行的活动刀组合刀辊，硬质材料定刀的刀口线与送料机构的送料方向的夹角为20-30°，特别适用于树枝、秸秆的生物质精细粉碎。专利CN102357376A公开了一种高油脂生物质燃料粉碎机，由电机、圆筒形的机壳、安装有多排锤片的锤片架和筛网组成，电机驱动锤片架转动，机壳内壁与筛网之间的具有200mm的径向距离，机壳的下部具有出料口，锤片架的轴向外侧安装有转盘，转盘平面上均匀安装有若干径向布置的立起的刀片，特别适合于生产高油脂粉料。专利CN102824940A公开了一种生物质粉碎机，由壳体、多个定刀、限料装置、转子总成、筛网、皮带输送机构、螺旋送料机构与风机工作区构成，螺旋送料机构设置在壳体底部的碎料输送腔中，螺旋送料机构的一端通过V带与转子总成中的主轴相连接，风机工作区设置在壳体的外侧并与碎料输送腔相连通，风机工作区与螺旋送料机构的位置相互对应。
到目前为止，暂未见针对生物质木屑颗粒进行粉碎的专门设备。此外，上述专利设备的设计相对孤立，未放入整个生物质颗粒燃料生产设备系统中来考虑提高其工作效率。
滚筒式烘干机主要适用于锯末、酒糟渣、稻壳等行业的大颗粒、大比重物料干燥，如矿石粉、煤泥、煤粉等。滚筒式烘干机包括加热源和烘干部两部分。现有的烘干机一般采用煤、柴为热源。烘干部一般采用滚筒加抄板结构，物料进入筒体后，在抄板的作用下，被不断地抛散在热气流中，使颗粒的表面充分地与热气接触，从而达到最佳的干燥效果，完成物料的干燥过程。滚筒式烘干机集烘干冷却干燥一体，比普通烘干机节能，可以最大化的节约能源及烘干成本。随着生物质颗粒燃料的快速应用，滚筒式烘干机设备也得到一些创新性的改良。例如，专利CN201974019U公开了一种生物质燃料烘干系统，包括送料装置、供热装置、烘干装置和旋风分离器，旋风分离器的出口连接脉冲除尘器，脉冲除尘器的下出口设置螺旋输送机，脉冲除尘器在除去粉尘的同时将收集到的生物质物料落入螺旋输送机，再由螺旋输送机输送至下一制备工序所采用的设备。其采用一级旋风分离器和二级双布袋脉冲除尘器构成的两级除尘系统，既提高了物料的回收利用率，又起到排放环保的作用。专利CN202869174U公开了一种生物质成型燃料原料的烘干预处理设备，包括进料口和动力装置，进料口与进料管相接，进料管一端与热风发生装置相连接，另一端与回转筒烘干机的旋转滚筒相连接，动力装置带动旋转滚筒的滚动，回转筒烘干机的末端与立式烘干机相连接。但是对于滚筒式烘干机的加热源方面的改进减少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种木屑粉碎系统，适用于粉碎生物质木屑原料，系统内设备的通用性强，设备间的连接关系简单，总体工作效率高、能耗低。
本发明的又一个目的在于提供一种生物质木屑颗粒燃料生产设备，其木屑粉碎系统通过组合通用的振动筛和粉碎机等设备，实现系统的工作效率高、能耗低。
本发明提供一种木屑粉碎系统，适用于粉碎生物质木屑原料，包括振动筛和锯末粉碎机，振动筛包括筛网和位于筛网下方的集料仓，集料仓通过输送带直接与锯末粉碎机的出料口连接，分筛后筛网上的大颗木屑原料通过输送带输入锯末粉碎机的进料口。
木屑原料粉碎过程为：将混合后的木屑原料运送至振动筛，振动筛筛分出的大颗木屑原料运送至锯末粉碎机进行粉碎，并经锯末粉碎机的出料口流入滚筒式烘干机；振动筛分筛后，通过筛网而聚集于集料仓的木屑，其粒径已满足生产要求，不需要进一步粉碎，直接运送至锯末粉碎机的出料口，与经粉碎的木屑原料一起流入滚筒式烘干机。采用振动筛对木屑进行初步筛分，并将粒径合格的木屑直接运送至锯末粉碎机的出料口，从而减少锯末粉碎机的进料量，提高大颗木屑原料的粉碎质量，提高生产效率，节约能耗。
较佳的，所述筛网通过振动轴与电机连接，电机驱动振动轴振动。
较佳的，所述筛网可拆卸地安装于集料仓上部，筛网上设有直径为0.05-2mm的通孔或边长为0.05-2mm的方型孔。生物质木屑原料的粒度直接影响到燃烧速度和煅烧带的厚度，为了生物质木屑颗粒燃料的燃烧热值、热效率，需要对木屑原料的粒径进行严格的控制。筛网可拆卸地安装，可依据不同木屑原料的粒径控制要求进行更换筛网。
较佳的，所述筛网上部设有旋风除尘器，防止筛网上的木屑颗粒四处飞扬。
本发明还提供一种生物质木屑颗粒燃料生产设备，包括依次连接的上述木屑粉碎系统、滚筒式烘干机和挤压成型颗粒机。木屑原料经木屑粉碎系统粉碎后，被输送至滚筒式烘干机进行烘干以控制其水分含量，再输送至颗粒机挤压成型，制得生物质木屑颗粒燃料。
较佳的，所述的滚筒式烘干机，包括供热装置、送料装置、烘干装置和除尘装置，所述的供热装置包括煅烧炉、设于煅烧炉底部的鼓风机和设于煅烧炉顶部的料斗。
较佳的，所述送料装置为螺旋输送机，用于将木屑原料输送至烘干装置。
较佳的，所述烘干装置为带有抄板结构的旋转滚筒。
较佳的，所述除尘装置为旋风除尘器，设于滚筒式烘干机出料口的上方。
较佳的，所述料斗通过输送带与挤压成型颗粒机出料口连接，用于输入生物质木屑颗粒燃料成品作为燃料。挤压成型颗粒机出料口的生物质木屑颗粒燃料成品，直接通过煅烧炉顶部的料斗输入煅烧炉进行燃烧并供热，一方面其因地制宜、就地取材、无需额外热源，另一方面还可以针对性检测生物质木屑颗粒燃料成品的燃烧热值、燃烧率和热效率，以便实时监控生物质木屑颗粒燃料成品的质量及其波动。木屑原料的水分含量对挤压成型的压缩比产生较大影响，水分含量过高或过低，则难以获得较为理想的压缩比，从而影响生物质木屑颗粒燃料的燃烧热值、燃烧率和热效率。为保证木屑原料的水分含量控制良好，在滚筒式烘干机和挤压成型颗粒机之间设有屯料房，用于中转木屑原料和检测木屑原料的水分含量。若太过干燥则需要加入湿度较大的木屑进行混合；若湿度太高，还需进一步干燥。
较佳的，为防止屯料房中的木屑原料四处飞扬，所述屯料房顶部设有旋风除尘器。
本发明的有益效果有：
1、木屑粉碎系统包括振动筛和锯末粉碎机，振动筛分筛后粒径合格的木屑原料直接送入滚筒式烘干机，仅将筛网上保留的大颗木屑颗粒送入锯末粉碎机，从而减少锯末粉碎机的进料量，提高大颗木屑原料的粉碎质量，提高生产效率，节约能耗。
2、木屑粉碎系统放在生物质木屑颗粒燃料生产设备中考虑节能降耗，其组合通用的振动筛和粉碎机等设备，即可实现系统的工作效率高、能耗低。
3、在煅烧炉上方开设料斗，用于输入生物质木屑颗粒燃料成品作为燃料，因地制宜、就地取材、无需额外热源；利用煅烧炉燃烧生物质木屑颗粒燃料成品以检测其燃烧热值、燃烧率和热效率，以便实时监控生物质木屑颗粒燃料成品的质量及其波动。
4、在滚筒式烘干机和挤压成型颗粒机之间设有屯料房，用于中转木屑原料和检测木屑原料的水分含量，从而保证生物质木屑颗粒燃料热值、燃烧率和热效率。
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明的木屑粉碎系统Ⅰ的结构示意图。
图2为本发明生物质木屑颗粒燃料生产设备的结构示意图。
图3为本发明的滚筒式烘干机的结构示意图。
图中，1-振动筛，2-锯末粉碎机，3-滚筒式烘干机，4-屯料房，5-挤压成型颗粒机，11-筛网，12-集料仓，13-振动轴，14-电机，15-旋风除尘器，31-煅烧炉，32-鼓风机，33-料斗，34-旋转滚筒，35-螺旋输送机，36-除尘器。
具体实施方式
通过下面给出本发明的具体实施例以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。具体实施例中没有详细叙述的部分是采用现有技术、公知技术手段和行业标准获得。除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。
请结合参看附图1和图2，本发明的木屑粉碎系统Ⅰ，适用于粉碎生物质木屑原料，包括振动筛1和锯末粉碎机2，振动筛1包括筛网11和位于筛网11下的集料仓12，集料仓12通过输送带直接与锯末粉碎机2的出料口连接，分筛后筛网11上的大颗木屑原料通过输送带输入锯末粉碎机2的进料口。筛网11通过振动轴13与电机14连接。筛网11可拆卸地安装于集料仓12的上部，筛网11上设有直径为0.05-2mm的通孔，比如均布有孔径为0.05mm的圆通孔、0.5mm的方型孔，1mm的圆通孔、1.5mm的方型孔、或2mm的圆通孔等，可依据不同木屑原料的粒径控制要求进行更换。例如，对于如下的生物质木屑颗粒燃料的原料粒径则适宜控制在0.05-2mm，进一步优选控制在0.1-1.0mm，进一步优选控制在0.1-0.5mm：其包括5-15重量份的松木屑和60-100重量份的硬杂木屑，所述的硬杂木屑为柞木屑、水曲柳木屑、白蜡木屑、桦木屑、榆木屑、枣木屑、橡木屑中的两种或多种；优选的，包括5-15重量份的松木屑、5-90重量份的水曲柳木屑、5-90重量份的柞木屑、5-90重量份的白蜡木屑、5-90重量份的桦木屑、5-90重量份的榆木屑和5-90重量份的枣木屑。本实施例中，为防止筛网11上的木屑颗粒四处飞扬，所述筛网11上部设有旋风除尘器15。
其中，锯末粉碎机2可以是市售的各种锯末粉碎机，例如河南松川矿山机械有限公司制造的多功能粉碎机、多功能木屑机等，可以是各种专利粉碎机产品，例如专利CN102824940A公开的生物质粉碎机等。
木屑原料粉碎过程为：将混合后的木屑原料运送至振动筛1，振动筛1筛分出的大颗木屑原料运送至锯末粉碎机2进行粉碎，并经锯末粉碎机2的出料口流入滚筒式烘干机3；振动筛1分筛后，通过筛网11而聚集于集料仓12的木屑，其粒径已满足生产要求，不需要进一步粉碎，直接运送至锯末粉碎机2的出料口，与经粉碎的木屑原料一起流入滚筒式烘干机3。采用振动筛1对木屑进行初步筛分，并将粒径合格的木屑直接运送至锯末粉碎机2的出料口，从而减少锯末粉碎机2的进料量，提高大颗木屑原料的粉碎质量，提高生产效率，节约能耗。
请结合参看附图2，本发明的生物质木屑颗粒燃料生产设备，包括上述的木屑粉碎系统Ⅰ、滚筒式烘干机3、屯料房4和挤压成型颗粒机5。木屑原料经木屑粉碎系统Ⅰ粉碎后，被输送至滚筒式烘干机3进行烘干以控制其水分含量，再输送至颗粒机5挤压成型，制得生物质木屑颗粒燃料。
木屑原料的水分含量对挤压成型的压缩比产生较大影响，水分含量过高或过低，则难以获得较为理想的压缩比，从而影响生物质木屑颗粒燃料的燃烧热值、燃烧率和热效率。为保证木屑原料的水分含量控制良好，在滚筒式烘干机3和挤压成型颗粒机5之间设有屯料房4，用于中转、检测木屑原料的水分含量。例如，上述的生物质木屑颗粒燃料(其包括5-15重量份的松木屑和60-100重量份的硬杂木屑，所述的硬杂木屑为柞木屑、水曲柳木屑、白蜡木屑、桦木屑、榆木屑、枣木屑、橡木屑中的两种或多种；优选的，包括5-15重量份的松木屑、5-90重量份的水曲柳木屑、5-90重量份的柞木屑、5-90重量份的白蜡木屑、5-90重量份的桦木屑、5-90重量份的榆木屑和5-90重量份的枣木屑)则烘干后的水分含量则宜控制在5-8％。若太过干燥则需要加入湿度较大的木屑进行混合；若湿度太高，还需进一步干燥。为防止屯料房4中的木屑原料四处飞扬，屯料房4顶部还可以设有除尘器或积尘管道。
请结合参看附图3，其中，滚筒式烘干机3包括供热装置、送料装置、烘干装置和除尘装置。其中，供热装置包括煅烧炉31、设于煅烧炉31底部的鼓风机32和设于煅烧炉31顶部的料斗33，料斗33通过输送带与挤压成型颗粒机5的出料口连接，用于输入生物质木屑颗粒燃料成品作为燃料。本实施例中，烘干装置为现有技术中带有抄板结构的旋转滚筒34。送料装置为现有技术常用的螺旋输送机35，用于将木屑原料输送至旋转滚筒34。除尘装置可以是设于滚筒式烘干机出料口的上方的除尘器36，例如市售的旋风除尘器；也可以是专利CN201974019U公开的一级旋风分离器和二级双布袋脉冲除尘器构成的两级除尘系统。
挤压成型颗粒机5的出料口处生物质木屑颗粒燃料成品，直接通过煅烧炉31顶部的料斗33输入煅烧炉进行燃烧并供热，一方面其因地制宜、就地取材、无需额外热源，另一方面还可以针对性检测生物质木屑颗粒燃料成品的燃烧热值、燃烧率和热效率，以便实时监控生物质木屑颗粒燃料成品的质量及其波动。例如，上述的生物质木屑颗粒燃料(其包括5-15重量份的松木屑和60-100重量份的硬杂木屑，所述的硬杂木屑为柞木屑、水曲柳木屑、白蜡木屑、桦木屑、榆木屑、枣木屑、橡木屑中的两种或多种；优选的，包括5-15重量份的松木屑、5-90重量份的水曲柳木屑、5-90重量份的柞木屑、5-90重量份的白蜡木屑、5-90重量份的桦木屑、5-90重量份的榆木屑和5-90重量份的枣木屑)成品的燃烧热值≥8000kcal/kg，燃烧率≥95％，热效率≥88％，若其燃烧热值、燃烧率和热效率出现不合格的情况，则可以对生产工艺状况予以报警，提醒现场工程师对生产设备状况、工艺控制状况进行排查，已找到产品波动质量的原因。
其中，挤压成型颗粒机可以是市售的各类颗粒机、生物质颗粒机、木屑颗粒机和锯末颗粒机等，例如济南章丘市宇龙机械有限公司的挤压成型颗粒机，巩义市裕工机械制造厂的生物质颗粒机、木屑颗粒机或锯末颗粒机；也可以是各类生物质颗粒机专利产品，例如专利CN102847487A公开的生物质颗粒机，或CN103316608A公开的生物质燃料对辊颗粒机等。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种木屑粉碎系统，适用于粉碎生物质木屑原料，包括振动筛和锯末粉碎机，振动筛包括筛网和位于筛网下方的集料仓，其特征在于：集料仓通过输送带直接与锯末粉碎机的出料口连接，分筛后筛网上的大颗木屑原料通过输送带输入锯末粉碎机的进料口；木屑原料粉碎过程为：混合后的木屑原料运送至振动筛，振动筛筛分出的大颗木屑原料运送至锯末粉碎机进行粉碎，并经锯末粉碎机的出料口流出；振动筛分筛后，通过筛网而聚集于集料仓的木屑，直接运送至锯末粉碎机的出料口，与经粉碎的木屑原料一起流出；所述筛网可拆卸地安装于集料仓上部；所述筛网上设有直径为0.05-2mm的通孔或边长为0.05-2mm的方型孔；所述筛网上部设有旋风除尘器。
2.根据权利要求1所述的木屑粉碎系统，其特征在于：所述筛网通过振动轴与电机连接。
3.一种生物质木屑颗粒燃料生产设备，包括依次连接的根据权利要求1或2所述的木屑粉碎系统、滚筒式烘干机和挤压成型颗粒机；料斗通过输送带与挤压成型颗粒机出料口连接，用于输入生物质木屑颗粒燃料成品作为燃料，挤压成型颗粒机出料口的生物质木屑颗粒燃料成品，直接通过煅烧炉顶部的料斗输入煅烧炉进行燃烧并供热，以便实时监控生物质木屑颗粒燃料成品的质量及其波动；在滚筒式烘干机和挤压成型颗粒机之间设有屯料房，用于中转木屑原料和检测木屑原料的水分含量，若太过干燥则需要加入湿度较大的木屑进行混合，若湿度太高，还需进一步干燥。
4.根据权利要求3所述的生物质木屑颗粒燃料生产设备，其特征在于：所述的滚筒式烘干机，包括供热装置、送料装置、烘干装置和除尘装置，所述的供热装置包括煅烧炉、设于煅烧炉底部的鼓风机和设于煅烧炉顶部的料斗。
5.根据权利要求4所述的生物质木屑颗粒燃料生产设备，其特征在于：所述送料装置为螺旋输送机，用于将木屑原料输送至烘干装置；所述烘干装置为带有抄板结构的旋转滚筒；所述除尘装置为旋风除尘器，设于滚筒式烘干机出料口的上方。
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