CN104385424A - 农作物秸秆人造板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农作物秸秆人造板的生产方法,包括1)将含水率为20~30%的秸秆切成长度为10~100mm的草段;2)采用干燥设备将所述草段均匀干燥,使其含水率降低至3~20%;然后除去其中的杂物;3)采用粉碎机粉碎所述草段;4)采用筛分设备将所述粉碎后的纤维筛分成粗料和细料;5)以粗料为芯层原料,以细料为表层原料,依次进行施胶、铺装、预压、热压、后处理,得到农作物秸秆人造板。本发明将草切成草段,易于喂料、干燥和粉碎;干燥且干净的秸秆草段,使得粉碎机能耗降低,生产效率大幅提高;同时极大地降低了粉碎机故障率,保证了生产连续稳定;秸秆得率提高,刨花形态均匀,保证了秸秆板的表观质量和理化性能。
Description
技术领域
本发明涉及人造板制造领域,特别是涉及一种农作物秸秆人造板及其生产方法。
背景技术
农作物秸秆是一种宝贵的可再生资源,我国每年的农作物秸秆产量在7亿吨左右。但是长期以来由于受消费观念和生活方式的影响,我国农村秸秆资源完全处于高消耗、高污染、低产出的状况,相当多的一部分农作物秸秆被弃置或者进行焚烧,没有得到合理开发利用,而充分利用秸秆这一可再生资源无疑是解决资源短缺的有效途径之一。使用农作物秸秆制造人造板就是其中一个确实可行且已经产业化的项目,但农作物秸秆收购的质量却无法得到保证,这是一个严重制约秸秆综合利用尤其是秸秆人造板工业发展的瓶颈。
秸秆呈圆筒状,外部包裹有蜡质层,很难粘接,如何破坏掉蜡质层是能否提高秸秆板强度的重要方法。湿的秸秆韧性强,很难扭断和粉碎,而干的秸秆尤其是麦秸又容易被粉碎成片状,甚至粉末化。因此,秸秆人造板目前仍无法得到大的推广,很大程度上在于秸秆的质量不能得到有效保证,从而给秸秆板生产的纤维制备段带来巨大的困难。例如:1、在秸秆含水率高的情况下,非常难以粉碎,生产效率直线下降,能耗高,同时频繁的启停车也影响工作效率,设备故障率也急剧升高(例如粉碎机轴的损坏);2、秸秆含水率不均匀,导致秸秆刨花形态差别大,不能保证形态均一,影响人造板的表观质量以及理化性能,而且含水率高且不均匀的秸秆,不仅不能长期储存,还给工业化生产带来巨大的难题;3、收购秸秆当中的异物,诸如砂石、铁、泥块都会在秸秆板生产线的每个工段产生破坏性的影响(例如硬质杂质会在粉碎过程中造成安全隐患,还会打破筛网、损坏设备等)。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种农作物秸秆人造板及其生产方法,以提高人造秸秆板的质量和生产效率。
基于上述目的,本发明提供的农作物秸秆人造板的生产方法包括以下步骤:
1)将含水率为20~30%的秸秆切成长度为10~100mm的草段;
2)采用干燥设备将所述草段均匀干燥,使其含水率降低至3~20%,然后除去其中的杂物;
3)采用粉碎机将所述草段粉碎成纤维,其中长径比为5~15的纤维所占质量≥25%;
4)采用筛分设备将所述粉碎后的纤维筛分成粗料和细料;
5)以粗料为芯层原料,以细料为表层原料,依次进行施胶、铺装、预压、热压、后处理,得到所述农作物秸秆人造板。
可选地,在步骤2)中,经过均匀干燥后,所述草段的含水率为8~18%。这该含水率下,通过步骤3)得到的长径比为5~15的纤维的质量占纤维总质量的30~70%。
优选地,在步骤2)中,经过均匀干燥后,所述草段的含水率为12~16%。这该含水率下,通过步骤3)得到的长径比为5~15的纤维的质量占纤维总质量的50~80%。
其中,所述长径比是指纤维长度和纤维宽度的比值,而不是长度与秸秆薄片厚度。
粉碎机的工作状态和生产出的纤维形态对于草段的性质,特别是含水率,有着直接的关系。长径比为5~15的纤维秸最适合生产秆板,此时秸秆的蜡质层被去除,纤维裸露出来,纤维之间能相互啮合链接,并且利用了纤维本身的强度,其占的比例越高,生产的板材各项指标越好。
经过步骤2)的干燥后,所述草段的含水率低于3%时,粉碎出来的60%纤维呈粉末化,几乎没有长径比;所述草段的当含水率在3~8%时,片状物(圆形、椭圆形、不规则多边形)占40%以上,长径比几乎很难超过6,长径比处于3~6之间的纤维量占10~40%,仍然不适于做人造板;当所述草段的含水率控制在8~18%时,粗纤维增加,长径比为5~15的纤维的质量占纤维总质量的30~70%,适合人造板对纤维的要求;当所述草段的含水率超过20%时,粉碎机生产效率急剧下降,长径比大于15的纤维急剧增加,导致有大量的丝状物产生;当所述草段的含水率超过24%时,会造成粉碎机堵料闷车。
可选地,在步骤1)中,所述草段的长度为20~60mm。
较佳地,在步骤1)中,所述草段的长度为30~50mm。
可选地,所述杂物为石块、泥土和铁块中的至少一种。
可选地,所述干燥设备选自箱式干燥机、带式干燥机、滚筒式气流干燥机和转子式干燥机中的至少一种。
可选地,所述粉碎机为锤式粉碎机。
较佳地,所述粉碎机的筛网孔径为3~8mm。
本发明还提供一种农作物秸秆人造板,所述农作物秸秆人造板根据上述农作物秸秆人造板的生产方法制得。
从上面所述可以看出,本发明提供的农作物秸秆人造板的生产方法通过将秸秆切成适中长度,然后匀质、降低含水率、除杂,再粉碎等步骤,可达到如下效果:将草切成草段,易于喂料、干燥和粉碎;干燥且干净的秸秆草段,使得粉碎机能耗降低,生产效率大幅提高;同时极大地降低了粉碎机故障率,保证了生产连续稳定;秸秆得率提高,刨花形态均匀,保证了秸秆板的表观质量和理化性能。
本发明采用先干燥、匀质然后粉碎方法,并且将粉碎前的草段含水率控制3~20%之内,提高了秸秆板备料段的生产效率,而且得到的纤维形态分布适合秸秆板生产的要求,因此秸秆纤维得率高,板材理化性能好。可见,本发明克服了现有技术存在的粉碎能耗高、纤维粉末化、秸秆得率低、原料利用率低的技术问题。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进一步详细说明。
实施例1
收购的农作物秸秆,含水率20~30%,且含有泥土、砂石等异物,该农作物秸秆用于生产秸秆人造板。
作为本发明的实施例,所述农作物秸秆人造板的生产方法包括以下步骤:
(1)采用切草机将麦秸秸秆切成20~40mm的草段。
(2)采用具有除杂装置的滚筒式气流干燥机将所述草段均匀干燥,使所述草段的含水率降至12~13%,同时除去其中的石块、泥土、铁块等杂物,以防止杂物进入下一步的粉碎工序。
较佳地,干燥系统直接使用新鲜空气,换热器采用管壳式换热器,尾气排放和循环使用比例为1:1,进入干燥机的空气温度为180℃,干燥机筛网采用25mm方形孔筛网,风送管道风速为20m/s,采用一级旋风分离器处理尾气,尾气排出采用布袋除尘器。
(3)采用筛网孔径约为5mm的2×110双轴锤式粉碎机粉碎所述草段,在粉碎后的纤维中,长径比为5~15的纤维的质量占纤维总质量的75%。
具体地,粉碎后的纤维细度用震动标准筛的目数来表示,粉碎后的纤维的筛分值见下表:
筛型(目) | ~+12 | -12~+20 | -20~+40 | -40~+60 | -60~+80 | -80~+100 | -100~ |
比例% | 5.36% | 15.35% | 36.32% | 26.35% | 6.44% | 3.37% | 6.81% |
需要说明的是,“~+12”表示不能通过12目筛以及12目筛以下的物料,“-12~+20”表示能通过12目筛但不能通过20目筛的物料,“-20~+40”表示能通过20目筛但不能通过40目筛的物料,“-40~+60”表示能通过400目筛但不能通过6目筛的物料,“-60~+80”表示能通过60目筛但不能通过80目筛的物料,“-80~+100”表示能通过80目筛但不能通过100目筛的物料,“-100~”表示能通过100目筛以及100目筛以上的物料。
(4)采用筛分设备将所述粉碎后的纤维筛分成粗料和细料。所述细料与粗料的比例可以根据需要筛分,例如按照质量比0.5:1、质量比0.8:1、质量比1:1、质量比1:1.5、质量比1:1.8或者质量比1:2筛分,从而分别得到细料和粗料。
(5)以粗料为芯层原料,以细料为表层原料,依次进行施胶、铺装、预压、热压、后处理,得到所述农作物秸秆人造板。
采用该方法生产秸秆人造板时,粉碎机没有堵塞筛网、闷车或是异物打破筛网现象。经统计,粉碎机每小时粉碎4吨。年产5万m3的秸秆板生产线需配备2台2×110双轴锤式粉碎机。且不同车次间,密度、理化性能分布均匀。
采用该方法生产的18mm板材质量一览表:
实施例2
收购的农作物秸秆,含水率20~30%,且含有泥土、砂石等异物,该农作物秸秆用于生产秸秆人造板。
作为本发明的实施例,所述农作物秸秆人造板的生产方法包括以下步骤:
(1)采用切草机将麦秸秸秆切成30~50mm的草段。
(2)采用具有除杂装置的转子式干燥机将所述草段均匀干燥,使所述草段的含水率降至16~18%,同时除去其中的石块、泥土、铁块等杂物,以防止杂物进入下一步的粉碎工序。
较佳地,干燥系统直接使用新鲜空气,换热器采用管壳式换热器,尾气排放和循环使用比例为1:1.2,进入干燥机的空气温度为185℃,干燥机筛网采用25mm方形孔筛网,风送管道风速为22m/s,采用一级旋风分离器处理尾气,尾气排出采用布袋除尘器。
(3)采用筛网孔径约为4mm的2×110双轴锤式粉碎机粉碎所述草段,在粉碎后的纤维中,长径比为5~15的纤维的质量占纤维总质量的70~76%。
具体地,粉碎后的纤维细度用震动标准筛的目数来表示,粉碎后的纤维的筛分值见下表:
筛型(目) | ~+12 | -12~+20 | -20~+40 | -40~+60 | -60~+80 | -80~+100 | -100~ |
比例% | 5.4% | 15.31% | 36.2% | 26.42% | 6.54% | 3.33% | 6.8% |
需要说明的是,“~+12”表示不能通过12目筛以及12目筛以下的物料,“-12~+20”表示能通过12目筛但不能通过20目筛的物料,“-20~+40”表示能通过20目筛但不能通过40目筛的物料,“-40~+60”表示能通过400目筛但不能通过6目筛的物料,“-60~+80”表示能通过60目筛但不能通过80目筛的物料,“-80~+100”表示能通过80目筛但不能通过100目筛的物料,“-100~”表示能通过100目筛以及100目筛以上的物料。
(4)采用筛分设备将所述粉碎后的纤维筛分成粗料和细料。所述细料与粗料的比例可以根据需要筛分,例如按照质量比0.5:1、质量比0.8:1、质量比1:1、质量比1:1.5、质量比1:1.8或者质量比1:2筛分,从而分别得到细料和粗料。
(5)以粗料为芯层原料,以细料为表层原料,依次进行施胶、铺装、预压、热压、后处理,得到所述农作物秸秆人造板。
采用该方法生产秸秆人造板时,粉碎机没有堵塞筛网、闷车或是异物打破筛网现象。经统计,粉碎机每小时粉碎4吨。年产5万m3的秸秆板生产线需配备2台2×110双轴锤式粉碎机。且不同车次间,密度、理化性能分布均匀。
采用该方法生产的18mm板材质量一览表:
实施例3
收购的农作物秸秆,含水率20~30%,且含有泥土、砂石等异物,该农作物秸秆用于生产秸秆人造板。
作为本发明的实施例,所述农作物秸秆人造板的生产方法包括以下步骤:
(1)采用切草机将麦秸秸秆切成45~60mm的草段。
(2)采用具有除杂装置的滚筒式气流干燥机将所述草段均匀干燥,使所述草段的含水率降至8~12%,同时除去其中的石块、泥土、铁块等杂物,以防止杂物进入下一步的粉碎工序。
较佳地,干燥系统直接使用新鲜空气,换热器采用管壳式换热器,尾气排放和循环使用比例为0.95:1,进入干燥机的空气温度为180℃,干燥机筛网采用25mm方形孔筛网,风送管道风速为18m/s,采用一级旋风分离器处理尾气,尾气排出采用布袋除尘器。
(3)采用筛网孔径约为6mm的2×110双轴锤式粉碎机粉碎所述草段,在粉碎后的纤维中,长径比为5~15的纤维的质量占纤维总质量的50~60%。
具体地,粉碎后的纤维细度用震动标准筛的目数来表示,粉碎后的纤维的筛分值见下表:
筛型(目) | ~+12 | -12~+20 | -20~+40 | -40~+60 | -60~+80 | -80~+100 | -100~ |
比例% | 5.06% | 15.45% | 36.42% | 26.3% | 6.44% | 3.5% | 6.83% |
需要说明的是,“~+12”表示不能通过12目筛以及12目筛以下的物料,“-12~+20”表示能通过12目筛但不能通过20目筛的物料,“-20~+40”表示能通过20目筛但不能通过40目筛的物料,“-40~+60”表示能通过400目筛但不能通过6目筛的物料,“-60~+80”表示能通过60目筛但不能通过80目筛的物料,“-80~+100”表示能通过80目筛但不能通过100目筛的物料,“-100~”表示能通过100目筛以及100目筛以上的物料。
(4)采用筛分设备将所述粉碎后的纤维筛分成粗料和细料。所述细料与粗料的比例可以根据需要筛分,例如按照质量比0.5:1、质量比0.8:1、质量比1:1、质量比1:1.5、质量比1:1.8或者质量比1:2筛分,从而分别得到细料和粗料。
(5)以粗料为芯层原料,以细料为表层原料,依次进行施胶、铺装、预压、热压、后处理,得到所述农作物秸秆人造板。
采用该方法生产秸秆人造板时,粉碎机没有堵塞筛网、闷车或是异物打破筛网现象。经统计,粉碎机每小时粉碎4吨。年产5万m3的秸秆板生产线需配备2台2×110双轴锤式粉碎机。且不同车次间,密度、理化性能分布均匀。
采用该方法生产的18mm板材质量一览表:
实施例4
收购的农作物秸秆,含水率20~30%,且含有泥土、砂石等异物,该农作物秸秆用于生产秸秆人造板。
作为本发明的实施例,所述农作物秸秆人造板的生产方法包括以下步骤:
(1)采用切草机将麦秸秸秆切成20~40mm的草段。
(2)采用具有除杂装置的箱式干燥机将所述草段均匀干燥,使所述草段的含水率降至14~15%,同时除去其中的石块、泥土、铁块等杂物,以防止杂物进入下一步的粉碎工序。
较佳地,干燥系统直接使用新鲜空气,换热器采用管壳式换热器,尾气排放和循环使用比例为1:1,进入干燥机的空气温度为188℃,干燥机筛网采用25mm方形孔筛网,风送管道风速为20m/s,采用一级旋风分离器处理尾气,尾气排出采用布袋除尘器。
(3)采用筛网孔径约为5mm的2×110双轴锤式粉碎机粉碎所述草段,在粉碎后的纤维中,长径比为5~15的纤维的质量占纤维总质量的75~80%。
具体地,粉碎后的纤维细度用震动标准筛的目数来表示,粉碎后的纤维的筛分值见下表:
筛型(目) | ~+12 | -12~+20 | -20~+40 | -40~+60 | -60~+80 | -80~+100 | -100~ |
比例% | 5.28% | 15.33% | 36.4% | 26.37% | 6.43% | 3.41% | 6.78% |
需要说明的是,“~+12”表示不能通过12目筛以及12目筛以下的物料,“-12~+20”表示能通过12目筛但不能通过20目筛的物料,“-20~+40”表示能通过20目筛但不能通过40目筛的物料,“-40~+60”表示能通过400目筛但不能通过6目筛的物料,“-60~+80”表示能通过60目筛但不能通过80目筛的物料,“-80~+100”表示能通过80目筛但不能通过100目筛的物料,“-100~”表示能通过100目筛以及100目筛以上的物料。
(4)采用筛分设备将所述粉碎后的纤维筛分成粗料和细料。所述细料与粗料的比例可以根据需要筛分,例如按照质量比0.5:1、质量比0.8:1、质量比1:1、质量比1:1.5、质量比1:1.8或者质量比1:2筛分,从而分别得到细料和粗料。
(5)以粗料为芯层原料,以细料为表层原料,依次进行施胶、铺装、预压、热压、后处理,得到所述农作物秸秆人造板。
采用该方法生产秸秆人造板时,粉碎机没有堵塞筛网、闷车或是异物打破筛网现象。经统计,粉碎机每小时粉碎4吨。年产5万m3的秸秆板生产线需配备2台2×110双轴锤式粉碎机。且不同车次间,密度、理化性能分布均匀。
采用该方法生产的18mm板材质量一览表:
对比实施例
收购的农作物秸秆,含水率20~30%,且含有泥土、砂石等异物,该农作物秸秆用于生产秸秆人造板。
现有技术生产农作物秸秆人造板的方法包括以下步骤:
(1)采用切草机将麦秸秸秆切成20~40mm的草段。
(2)采用筛网孔径约为5mm的2×110双轴锤式粉碎机粉碎所述草段。
具体地,粉碎后的纤维细度用震动标准筛的目数来表示,粉碎后的纤维的筛分值见下表:
筛型(目) | ~+12 | -12~+20 | -20~+40 | -40~+60 | -60~+80 | -80~+100 | -100~ |
比例% | 11.22% | 20.45% | 33.37% | 14.76% | 5.49% | 4.27% | 8.64% |
需要说明的是,“~+12”表示不能通过12目筛以及12目筛以下的物料,“-12~+20”表示能通过12目筛但不能通过20目筛的物料,“-20~+40”表示能通过20目筛但不能通过40目筛的物料,“-40~+60”表示能通过400目筛但不能通过6目筛的物料,“-60~+80”表示能通过60目筛但不能通过80目筛的物料,“-80~+100”表示能通过80目筛但不能通过100目筛的物料,“-100~”表示能通过100目筛以及100目筛以上的物料。
(3)采用筛分设备将所述粉碎后的纤维筛分成粗料和细料。
(4)以粗料为芯层原料,以细料为表层原料,依次进行施胶、铺装、预压、热压、后处理,得到所述农作物秸秆人造板。
采用该方法生产秸秆人造板时,粉碎机因为秸秆板含水率高,经常堵塞筛网,闷车;或者是石块异物打破筛网。经统计,粉碎机每小时粉碎1.5吨。年产5万m3的秸秆板生产线需配备5台2×110双轴锤式粉碎机。且不同车次见密度、强度分布偏差较大。
采用该方法生产的18mm板材质量一览表:
将本发明提供的农作物秸秆人造板的生产方法与现有技术中的生产方法作对比,可以得到如下结论:
项目 | 能耗高低 | 生产效率 | 设备运行状况 | 理化性能 | 板材质量 |
现有技术 | 高 | 低 | 不稳定 | 一般且偏差大 | 一般 |
本发明 | 低 | 高 | 稳定 | 好且稳定 | 好 |
由此可见,本发明提供的农作物秸秆人造板的生产方法通过将秸秆切成适中长度,然后匀质、降低含水率、除杂,再粉碎等步骤,可达到如下效果:将草切成草段,易于喂料、干燥和粉碎;干燥且干净的秸秆草段,使得粉碎机能耗降低,生产效率大幅提高;同时极大地降低了粉碎机故障率,保证了生产连续稳定;秸秆得率提高,刨花形态均匀,保证了秸秆板的表观质量和理化性能。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种农作物秸秆人造板的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将含水率为20~30%的秸秆切成长度为10~100mm的草段;
2)采用干燥设备将所述草段均匀干燥,使其含水率降低至3~20%,然后除去其中的杂物;
3)采用粉碎机粉碎所述草段,其中长径比为5~15的纤维所占质量≥25%;
4)采用筛分设备将所述粉碎后的纤维筛分成粗料和细料;
5)以粗料为芯层原料,以细料为表层原料,依次进行施胶、铺装、预压、热压、后处理,得到所述农作物秸秆人造板。
2.根据权利要求1所述的农作物秸秆人造板的生产方法,其特征在于,在步骤2)中,经过均匀干燥后,所述草段的含水率为8~18%;这该含水率下,通过步骤3)得到的长径比为5~15的纤维的质量占纤维总质量的30~70%。
3.根据权利要求2所述的农作物秸秆人造板的生产方法,其特征在于,在步骤2)中,经过均匀干燥后,所述草段的含水率为12~16%;这该含水率下,通过步骤3)得到的长径比为5~15的纤维的质量占纤维总质量的50~80%。
4.根据权利要求1所述的农作物秸秆人造板的生产方法,其特征在于,在步骤1)中,所述草段的长度为20~60mm。
5.根据权利要求4所述的农作物秸秆人造板的生产方法,其特征在于,在步骤1)中,所述草段的长度为30~50mm。
6.根据权利要求1所述的农作物秸秆人造板的生产方法,其特征在于,所述杂物为石块、泥土和铁块中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的农作物秸秆人造板的生产方法,其特征在于,所述干燥设备选自箱式干燥机、带式干燥机、滚筒式气流干燥机和转子式干燥机中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的农作物秸秆人造板的生产方法,其特征在于,所述粉碎机为锤式粉碎机。
9.根据权利要求8所述的农作物秸秆人造板的生产方法,其特征在于,所述粉碎机的筛网孔径为3~8mm。
10.一种农作物秸秆人造板,其特征在于,所述农作物秸秆人造板根据权利要求1~9中任意一项所述的农作物秸秆人造板的生产方法制得。
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