CN106625924A - 一种秸秆皮髓分离方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种秸秆皮髓分离装置，包括秸秆破碎机、辊式除尘机、风选机、变频风机，各部分之间由皮带连接。本发明还公开了使用上述装置的分离方法，包括：(1)将秸秆类原料喂入粉碎机，使秸秆的各部分剥离；(2)将粉碎的原料进行除尘处理；(3)将经过除尘处理的原料进行风力筛选，将皮与其它轻质部分分离。本装置物料由皮带传送，出料更加稳定，且装置工艺简单、能耗低、机械化程度高、应用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种秸秆加工处理设备，属于农业机械领域，具体来说涉及一种秸秆皮髓分离方法及其装置。
背景技术
中国是世界上农业生产大国之一,秸秆资源总量十分巨大，但由于农村生活用能结构的变化,秸秆被大量废弃或焚烧,造成环境污染和生物质资源的浪费，同时土壤有机质含量不断减少,并发生板结硬化。
从国外情况看，特别是在发达国家，通过科技进步与创新，为农作物秸秆的综合开发利用找到了多种用途，除传统的将秸秆粉碎还田作有机肥料外，还走出了秸秆饲料、秸秆汽化、秸秆发电、秸秆乙醇、秸秆建材等新路子，大大提高了秸秆的利用值和利用率，值得我们借鉴。
玉米秸秆占我国农作物秸秆的27.39％，占我国农作物秸秆可收集资源的46％，但综合利用率较低。特别是玉米秸秆在秸秆代木和造纸方面的研究还刚刚开始。玉米秸秆的叶和髓含有丰富的营养成分，适于肥料化或饲料化利用，而玉米秸秆皮含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素，适于能源化或秸秆代木化利用。只有将玉米秸秆叶、皮和髓进行分离，才能分类利用，达到高效利用的目的。
朱新华、杨中平等人发明的秸秆皮髓分离装置(申请号：201010546561.3，专利名称一种玉米秸秆皮髓分离方法及其装置)得到：其一是秸秆皮；其二是秸秆叶和髓的混合物，该装置通过管道相连，易堵塞，且采用高速振动分离装置，能耗较高。郭康权、杨中平等人发明的玉米秸秆叶、皮、髓的设备(申请号：201310188087.5，专利名称：一种玉米秸秆叶、皮、髓的分离方法及其设备)在将皮、髓分离时，需要采用人工或机械装置将皮和髓分别挂到一边集中收集，不能实现自动化分离。
现有的秸秆皮髓分离技术和设备还不完善，秸秆综合利用工程中原料处理的机械化程度较低，能耗较高，应用范围窄，一种高效、高分离率的秸秆皮髓分离方法和装置对秸秆分类高效利用具有重要意义。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，发明的目的在于提供一种秸秆皮髓分离装置。
本发明的另一个目的是提供一种利用上述秸秆皮髓分离装置的分离方法，该方法能够高效、节能的将秸秆的各部分分离。
本发明的一个技术方案提供了一种秸秆皮髓分离装置包括秸秆破碎机(14)、辊式除尘机(11)、风选机(2)和变频风机(5)；
所述秸秆破碎机的进料口(15)设于秸秆破碎机(14)一侧的上部，出料口设于秸秆破碎机(14)另一侧的下部；
所述秸秆破碎机(14)的出料口与所述辊式除尘机(11)的进料口之间设有辊式除尘皮带(13)；
所述辊式除尘机(11)的下面设有辊板式除尘器(12)；
所述辊式除尘机(11)的出料口与所述风选机的进料口(3)之间设有进风选传送皮带(10)；
所述变频风机(5)通过送风筒(4)与所述风选机(2)连接；所述风选机(2)的底部设有重质出料口(6)和轻质出料口(7)；
所述风选机的进料口(3)与所述变频风机(5)设在所述风选机(2)的同一侧。
所述的风选机(2)的右侧安装有百叶窗(1)。
所述重质出料口(6)处设有重质传送皮带(9)，用于输送秸秆皮的重质组分；所述轻质出料口(7)处设有轻质传动皮带(8)，用于输送秸秆皮的轻质组分。
优选地，秸秆破碎机(14)是锤式破碎机或切草机。
更优选地，秸秆破碎机(14)是锤式破碎机。
所述的秸秆破碎机包括输送段、破碎段和搓揉段。
所述的送风筒(4)出口、重质出料口(6)和轻质出料口(7)分布在一条直线上。
所述的重质传动皮带(9)与轻质传动皮带(8)平行安装。
本发明的另一个技术方案提供了一种利用上述秸秆皮髓分离装置的分离方法，该方法包括下列步骤：
(1)将秸秆类原料喂入粉碎机，使秸秆的各部分剥离；
将秸秆类原料通过皮带输送机或者其它输送机送至锤式破碎机中。秸秆类原料通过秸秆破碎机的进料口经输送段依次输送至破碎段、搓揉段，秸秆类原料经破碎段、搓揉段的挤压和敲击，其横截面由圆形变为扁形，使秸秆各部分剥离；
(2)将步骤(1)的原料进行除尘处理；
经切断破碎后的秸秆原料从秸秆破碎机出料口输出，并经辊式除尘皮带输送至辊式除尘机的进料口，破碎后的秸秆原料进入辊式除尘机，辊式除尘机转鼓上的固定锥形短棒转动时可将弧形筛板上的各部分打散翻动，并使重物如尘土、砂石等杂质通过筛板落下，除去切断后的秸秆原料中含有的尘土、砂石等杂质；
(3)将经过步骤(2)处理的原料进行风力筛选，将皮与其它轻质部分分离；
除尘后的已分离的秸秆原料从辊式除尘机的出料口输出，并经进风选传送皮带输送至风选机的进料口，除尘后的秸秆原料进入风选机，同时启动变频风机，变频风机通过送风筒向风选机中输送不同频率的风速；
在不同频率的风速作用下，秸秆类原料不同部分的形态密度不同而产生不同的运动轨迹，实现不同部分的自然分离；秸秆皮的重质组分从重质出料口排出并经重质传动皮带输出；秸秆皮的轻质组分从轻质出料口排出并经轻质传动皮带输出。
所述的秸秆的各部分包括皮、髓、叶、稍和鞘。
本发明的装置在制浆造纸领域的干法备料工段具有应用前景。
本发明中的原料若为带叶、稍和鞘秸秆，在风选的作用下，将剥离后的物料分为重质组分与轻质组分，重质组分为皮，轻质组分为髓、叶、稍和鞘的混合物。
本发明的方法和装置的原料为去稍、鞘的带叶秸秆或去叶秸秆，带叶秸秆得到的轻质组分为髓和叶的混合物，去叶秸秆得到的轻质组分为髓。
本发明的秸秆分离方法和装置同现有的技术相比，具有以下优点：
1.机械化程度较高。各种出料全部机械化、连续化，安全性强，并且适用于小中大型工业生产需求。
2.装置能耗低。利用地球引力和自由落体运动相结合，植物纤维原料不同部分的形态密度不同而产生的运动轨迹不同而自然分离，不需要强烈的机械作用和其他动力强制分离。因此比其它分离方法节约动力三分之二以上。
3.适用范围广。本发明可以调节风速分离不同含水率的秸秆，适于各种品种的玉米、高粱等采收后的秸秆的皮髓分离。
4.本装置的皮带传送、运输，出料更加稳定。
附图说明
下面结合附图对上述秸秆皮髓分离方法及基于该方法的秸秆皮髓分离装置进一步说明。
图1为是秸秆皮髓分离装置结构示意图
附图标记表
1百叶窗、2风选机、3风选机进料口、4送风筒、5变频风机、6重质出料口、7轻质出料口、8轻质传动皮带、9重质传动皮带、10进风选传动皮带、11辊式除尘机、12辊板式除尘器、13进辊式除尘机皮带、14秸秆破碎机、15秸秆破碎机进料口
具体实施方式
实施例1
秸秆类原料通过皮带输送机或者其它输送机送至锤式破碎机中，秸秆类原料首先进入秸秆破碎机的输送段，再进入破碎及搓揉段，在该段中秸秆类原料受到挤压力和敲击力的作用，横截面为圆形的禾草类原料被压扁，使秸秆叶、髓、皮分离，分离率为70-90％。经过切断破碎后的原料进行除尘处理，除去切断后的秸秆原料中含有尘土、砂石等杂质。控制变频风机风速，重质组分秸秆皮从与送风筒较近的重质出料口排出，轻质组分秸秆髓和叶吹到距离送风筒较远的轻质出料口排出。
实施例2
图1给出了本发明秸秆茎叶分离装置第一种实施方式，包括风选机(2)、变频风机(5)、辊式除尘机(11)、辊板式除尘器(12)、锤式破碎机(14)；秸秆破碎机进料口(15)在秸秆破碎机(14)的左上方，秸秆破碎机(14)输出端通过进辊式除尘机皮带(13)与辊式除尘机(11)连接，辊式除尘机(11)的底部安装有辊板式除尘器(12)，辊式除尘机(11)输出端通过进风选传动皮带(10)与进料口(3)连接；进料口(3)安装在风选机(2)的左上方，风选机(2)的右侧安装有百叶窗(1)，变频风机(5)输出端通过送风筒(4)连接在风选机(2)的左侧，风选机(2)的底部右侧安装有重质出料口(6)，风选机(2)的底部左侧安装有轻质出料口(7)；在重质出料口(6)的正下方安装有重质传动皮带(9)，在轻质出料口(7)的正下方安装有轻质传动皮带(8)。
本发明秸秆皮髓分离装置的工作原理：
本发明秸秆皮髓分离装置中的破碎机(14)、辊式除尘机(11)和变频风机(5)均带有独立的电动机，三台电动机全部开起，才能正常工作。
本发明是利用离心原理将适当风速、风压和风量的自然空气做动力，使用极其微量的动力消耗，将密度不同的秸秆原料的不同组分如叶、髓、皮等按不同的用途和要求分离并收集整理打包。
秸秆原料经过进入秸秆破碎机进料口(15)进入锤式破碎机(14)内，通过进辊式除尘器传动皮带(13)进入辊式除尘器(11)内除尘，秸秆原料中的尘土、砂石、叶等杂质被除去进入辊板式除尘机(12)，除尘后的秸秆原料经过进入风选传动皮带(10)，通过进料口(3)进入风选机(2)内部，在变频风机(5)产生的风经过出风筒(4)进入到风选机(2)内部，已破碎的秸秆原料在风选的作用下，髓作为相对较轻的物质进入到轻质出料口(7),经由轻质传动皮带(8)传送出去；皮作为相对较重的物质进入到重质出料口(6),经由重质传动皮带(9)传送出去。最终风选机(2)内的风由百叶窗(1)排出。
本发明秸秆皮髓分离装置的原料是带叶秸秆，则上述的轻质组分是叶和髓的混合物；原料是去叶秸秆，则上述的轻质组分是髓。
本发明玉米秸秆皮髓分离装置不仅局限于上述一种实施方式，其破碎机机可以是切草机。
采用本发明的设备，根据使用的实际要求，可实现功能完善、性能稳定的成套生产设备，单独用于秸秆的分离加工。
将本发明可用在制浆造纸领域的干法备料工段，实现大规模工业化生产。秸秆的皮可以用于制浆造纸方面，秸秆的叶、髓部分可以作为其他方面应用等。
本发明还可应用于其他物料分离场合。
试验例1
称取200千克玉米秸秆全秆(包括叶、皮和髓)，采用本发明的方法及装置分离后，得秸秆皮101.2Kg，得秸秆叶和髓混合物97.4Kg，损失1.4Kg(砂石和微尘)。秸秆皮含杂率(皮中含叶和髓的百分率)1.0％。
试验例2
称取200千克去叶后的玉米秸秆，采用本发明的方法及专用装置分离后，得秸秆皮123.5Kg，得秸秆髓75.6Kg，损失0.9Kg(砂石和微尘)。秸秆皮含髓率(皮中含髓的百分率)0.7％，秸秆髓中含皮率1.5％。
Claims (6)
1.一种秸秆皮髓分离装置，包括秸秆破碎机(14)、辊式除尘机(11)、风选机(2)和变频风机(5)；其特征在于，
所述秸秆破碎机的进料口(15)设于秸秆破碎机(14)一侧的上部，出料口设于秸秆破碎机(14)另一侧的下部；
所述秸秆破碎机(14)的出料口与所述辊式除尘机(11)的进料口之间设有辊式除尘皮带(13)；
所述辊式除尘机(11)的下面设有辊板式除尘器(12)；
所述辊式除尘机(11)的出料口与所述风选机的进料口(3)之间设有进风选传送皮带(10)；
所述变频风机(5)通过送风筒(4)与所述风选机(2)连接；所述风选机(2)的底部设有重质出料口(6)和轻质出料口(7)；
所述风选机的进料口(3)与所述变频风机(5)设在所述风选机(2)的同一侧。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述风选机(2)的右侧安装有百叶窗(1)。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述重质出料口(6)处设有重质传送皮带(9)，用于输送秸秆皮的重质组分；所述轻质出料口(7)处设有轻质传动皮带(8)，用于输送秸秆皮的轻质组分。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的秸秆破碎机(14)是锤式破碎机或切草机。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的秸秆破碎机包括输送段、破碎段和搓揉段。
6.一种利用权利要求1的秸秆皮髓分离的装置的分离方法，该方法包括下列具体步骤：
(1)将秸秆类原料喂入粉碎机，使秸秆的各部分剥离；
将秸秆类原料通过皮带输送机或者其它输送机送至锤式破碎机中，秸秆类原料通过秸秆破碎机的进料口经输送段依次输送至破碎段、搓揉段，秸秆类原料经破碎段段和搓揉段的挤压和敲击，其横截面由圆形变为扁形，使秸秆各部分剥离；
(2)将步骤(1)的原料进行除尘处理；
经切断破碎后的秸秆原料从秸秆破碎机出料口输出，并经辊式除尘皮带输送至辊式除尘机的进料口，破碎后的秸秆原料进入辊式除尘机，辊式除尘机转鼓上的固定锥形短棒转动时可将弧形筛板上的各部分打散翻动，并使重物如尘土、砂石等杂质通过筛板落下，除去切断后的秸秆原料中含有的尘土、砂石等杂质；
(3)将经过步骤(2)处理的原料进行风力筛选，将皮与其它轻质部分分离；
除尘后的已分离的秸秆原料从辊式除尘机的出料口输出，并经进风选传送皮带输送至风选机的进料口，除尘后的秸秆原料进入风选机，同时启动变频风机，变频风机通过送风筒向风选机中输送不同频率的风速；
在不同频率的风速作用下，秸秆类原料不同部分的形态密度不同而产生不同的运动轨迹，实现不同部分的自然分离；秸秆皮的重质组分从重质出料口排出并经重质传动皮带输出；秸秆皮的轻质组分从轻质出料口排出并经轻质传动皮带输出。
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