CN110819416A - 一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造方法 - Google Patents

一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造方法，属于生物质能燃料制造领域，一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造方法，本法案在生物质能燃料颗粒的制造过程中，通过球磨装置自磨实现原料的细粉碎，同时向球磨装置内加入无水乙醇作为助磨剂，减小球磨过程的物料和球磨装置的损耗，同时利用无水乙醇增加原料的湿度，便于后续的制粒成型，而在生物质能燃料颗粒成型后，因为无水乙醇具有较强的挥发性，可以直接选用逆流冷却机进行风干除湿，通过避免在生物质能燃料颗粒加工过程中使用加热烘干的手段来大幅节约生物质能燃料颗粒的制造的能源损耗，继而大幅缩减生物质能燃料颗粒的制造成本。

Description

一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造方法
技术领域
本发明涉及生物质能燃料制造领域，更具体地说，涉及一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造方法。
背景技术
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物，而所谓生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源，生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式，由于从碳循环的角度来说，生物质能燃料燃烧生成的二氧化碳碳源来自于光合作用固碳过程从空气汇总吸收的二氧化碳，因此不会产生额外的二氧化碳，对延缓现今的温室效应有一定的帮助，因此生物质能是当今能源领域一个重要的研究方向。
现有的生物质能燃料大多分为固态、液态和气态三种，其中液态有生物无水乙醇以及其他有机燃料、而气态最常见的为沼气等可燃气体，上述两种形态的生物质燃料因为运输难度较大，通常就地取材，就地使用，因此液态和气态的生物质能燃料的应用通常受制于制备材料，有明显的地域限制，无法大范围无差别推广，而生物质能故意燃料由秸秆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、油茶壳、棉籽壳等以及“三剩物”经过加工产生的块状环保新能源。生物质颗粒的直径一般为6-10毫米，便于运输和保存。
在生物质能固体燃料制备的过程中，在利用平模制粒机制备生物质能固态燃料，制粒的过程中为了避免平模制粒机阻塞通常，原料中通常会残留部分水份，因此在制粒成型之后，通常会对生物质能燃料颗粒进行烘干和冷却，减少生物质能燃料颗粒内部残存的水份，方便后续运输，而在上述过程中，需要消耗大量的能量，使得生物质能燃料颗粒的制造成本上升，对于生物质能燃料颗粒后续的推广和运用造成很大的麻烦。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造方法，它可以实现通过改进生物质能燃料颗粒制备的过程来减小能源效果，大幅缩减生物质能燃料颗粒的制造成本，方便生物质能燃料颗粒后续的大范围推广和应用。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造方法，其主要步骤为：
S1、风干，将收集起来的原料自然风干，其中，原料主要包括木料残骸、农作物秸秆以及坚果果壳等，减小原料内的水分残存，方便后续的处理；
S2、破碎，将经过S1、风干步骤的原料进行破碎处理，将原料破碎成指定的尺寸，其中木料残骸应破碎成2-3cm3的小块，农作物秸秆应截断成1-2cm的短条，并将短条撕成跨度小于1mm的细条，坚果果壳应破碎成横截面不大于3mm2的碎块；
S3、球磨，将经过S2、破碎步骤的原料按混合并加入球磨装置内，其中包括按照质量份计的以下配料，木料残骸碎片15-20份，农作物秸秆细条1-3份，坚果果壳5-8份，并向球磨装置内加入质量份计为2-5份的无水乙醇作为助磨剂，利用木料残骸碎片和坚果果壳进行自磨，在对原料进行进一步破碎的过程中，同时实现原料的混合；
S4、成型制粒，将经过S3、球磨进一步破碎同时混合的原料加入平模制粒机中，进行制粒工作，获得直径为6-10mm，长度为5-8cm的生物质能燃料颗粒；
S5、逆风冷却，将S4、成型制粒中制得的生物质能燃料颗粒投入逆流冷却机中，进行干燥冷；
S6、自然固化，将经过逆风冷却处理的生物质能燃料颗粒放置在通风的存放室内2-3天，在室温下进行自然固化，生物质能燃料颗粒内残存的少量酒精进一步挥发，减小生物质能燃料颗粒内部的酒精含量，便于后续的存储和运输；
S7、储存，将经过经过S6、自然固化的生物质能燃料颗粒进行打包并储存。
进一步的，所述S3、球磨中，球磨装置包括球磨装置外壳，所述球磨装置外壳内壁固定连接有分隔网，所述球磨装置外壳与分隔网内填充有活性炭颗粒，活性炭颗粒可以吸附球磨过程中的过量的无水乙醇和碎屑浮渣，增加原料的球磨质量所述分隔网上开凿有通孔，所述通孔内连接有与自身相匹配的更换门，且分隔网与更换门之间固定连接有卡扣，便于工作人员定时更换填充在球磨装置外壳与分隔网之间的活性碳。
进一步的，S4、成型制粒中，所述生物质能燃料颗粒包括生物质能燃料主体，所述生物质能燃料主体的侧壁上固定连接有多组助燃侧边，助燃侧边可以增大生物质能燃料颗粒整体的比表面积，在生物质能燃料颗粒燃烧过程中可以与更多的氧气接触，使生物质能燃料颗粒燃烧更加充分。
进一步的，所述助燃侧边与生物质能燃料主体的连接处为圆角，避免生物质能燃料主体与助燃侧边连接处因应力集中而发生破碎或断裂，增加生物质能燃料颗粒的整体强度，降低生物质能燃料颗粒的运输维护成本。
进一步的，所述S5、逆风冷却中，所述逆流冷却机包括逆风机出风口，所述逆风机出风口的关口处固定连接有外滤网和内滤网，且外滤网位于外侧，所述内滤网上固定连接有多组扰流装置，所述扰流罩包括扰流罩，所述扰流罩底端开凿有插孔，所述插孔内插接有与自身相匹配的插杆，所述插杆的一端固定连接有限位板，且限位板位于扰流罩内，所述限位板与扰流罩的底板之间固定连接有拉伸弹簧，且拉伸弹簧套接在插杆的外侧，所述扰流罩的底板开凿有一对进风口，所述扰流罩的侧壁上开凿有一对出风口，在限位板在风力和拉伸弹簧作用下往复运动的过程中，通过开启和闭合出风口实现扰流的作用，使逆风机出风口排出的气流内存在一定的紊流，使气流容易和生物质能燃料颗粒各个方向的表面接触，增加除湿效果。
进一步的，所述出风口内固定连接有与自身相匹配的保护筛网，保护筛网可以使外界异物不易进入扰流罩内，不易影响扰流罩内限位板的活动。
进一步的，所述限位板的外侧固定连接有与扰流罩相匹配的橡胶垫圈，橡胶垫圈可以增加限位板与扰流罩之间的密封性，不易出现漏风现象，不易影响扰流装置的正常扰流作用。
进一步的，所述扰流罩与插杆之间连接有耐磨环，且耐磨环与扰流罩固定连接，耐磨环可以有效减小扰流罩与限位板磨损，使扰流罩与限位板之间的连接不易出现晃动。
进一步的，所述逆风冷却过程中，需保持工作环境通风通气，避免工作环境内大量无水乙醇蒸汽富集，不易诱发火灾、爆炸和酒精中毒等安全事故。
进一步的，所述S7、存储中，生物质能燃料颗粒需要在阴冷干燥的环境下存储，使生物质能燃料颗粒不易在存储的过程中变质，不易影响后续的运输和使用过程。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
本法案通过避免在生物质能燃料颗粒加工过程中使用加热烘干的手段来大幅节约生物质能燃料颗粒的制造的能源损耗，继而大幅缩减生物质能燃料颗粒的制造成本，在生物质能燃料颗粒的制造过程中，通过球磨装置自磨实现原料的细粉碎，同时向球磨装置内加入无水乙醇作为助磨剂，减小球磨过程的物料和球磨装置的损耗，同时利用无水乙醇增加原料的湿度，便于后续的制粒成型，而在生物质能燃料颗粒成型后，因为无水乙醇具有较强的挥发性，可以直接选用逆流冷却机进行风干除湿，不通过加热也可以快速彻底地实现除湿任务。
附图说明
图1为本发明的生物质能燃料颗粒制备的主要流程图；
图2为本发明的逆风冷却机出风口处的结构示意图；
图3为本发明的扰流装置的结构示意图；
图4为本发明的扰流装置的爆炸图；
图5为本发明的扰流装置待命状态时的正面剖视图；
图6为本发明的扰流装置工作状态的正面剖视图；
图7为本发明的生物质能燃料颗粒的结构示意图；
图8为本发明的球磨装置外壳的截面图；
图9为本发明的图8中A处结构的放大示意图。
图中标号说明：
1逆风机出风口、2外滤网、3内滤网、4扰流装置、5扰流罩、6出风口、7插孔、8进风口、9保护筛网、10限位板、11插杆、12橡胶垫圈、13拉伸弹簧、14耐磨环、15生物质能燃料主体、16助燃侧边、17球磨装置外壳、18分隔网、19更换门、20活性炭颗粒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造方法，其主要步骤为：
S1、风干，将收集起来的原料自然风干，其中，原料主要包括木料残骸、农作物秸秆以及坚果果壳等，减小原料内的水分残存，方便后续的处理；
S2、破碎，将经过S1、风干步骤的原料进行破碎处理，将原料破碎成指定的尺寸，其中木料残骸应破碎成2-3cm3的小块，农作物秸秆应截断成1-2cm的短条，并将短条撕成跨度小于1mm的细条，坚果果壳应破碎成横截面不大于3mm2的碎块；
S3、球磨，将经过S2、破碎步骤的原料按混合并加入球磨装置内，其中包括按照质量份计的以下配料，木料残骸碎片15-20份，农作物秸秆细条1-3份，坚果果壳5-8份，并向球磨装置内加入质量份计为2-5份的无水乙醇作为助磨剂，利用木料残骸碎片和坚果果壳进行自磨，在对原料进行进一步破碎的过程中，同时实现原料的混合，请参阅图8-9，球磨装置包括球磨装置外壳17，球磨装置外壳17内壁固定连接有分隔网18，球磨装置外壳17与分隔网18内填充有活性炭颗粒20，活性炭颗粒20可以吸附球磨过程中的过量的无水乙醇和碎屑浮渣，增加原料的球磨质量，分隔网18上开凿有通孔，通孔内连接有与自身相匹配的更换门19，且分隔网18与更换门19之间固定连接有卡扣，便于工作人员定时更换填充在球磨装置外壳17与分隔网18之间的活性碳；
S4、成型制粒，将经过S3、球磨进一步破碎同时混合的原料加入平模制粒机中，进行制粒工作，获得直径为6-10mm，长度为5-8cm的生物质能燃料颗粒，请参阅图7，生物质能燃料颗粒包括生物质能燃料主体15，生物质能燃料主体15的侧壁上固定连接有多组助燃侧边16，助燃侧边16可以增大生物质能燃料颗粒整体的比表面积，在生物质能燃料颗粒燃烧过程中可以与更多的氧气接触，使生物质能燃料颗粒燃烧更加充分，助燃侧边16与生物质能燃料主体15的连接处为圆角，避免生物质能燃料主体15与助燃侧边16连接处因应力集中而发生破碎或断裂，增加生物质能燃料颗粒的整体强度，降低生物质能燃料颗粒的运输维护成本；
S5、逆风冷却，将S4、成型制粒中制得的生物质能燃料颗粒投入逆流冷却机中，进行干燥冷，请参阅图2-4，逆流冷却机包括逆风机出风口1，逆风机出风口1的关口处固定连接有外滤网2和内滤网3，且外滤网2位于外侧，内滤网3上固定连接有多组扰流装置4，扰流罩5包括扰流罩5，扰流罩5底端开凿有插孔7，插孔7内插接有与自身相匹配的插杆11，插杆11的一端固定连接有限位板10，且限位板10位于扰流罩5内，限位板10与扰流罩5的底板之间固定连接有拉伸弹簧13，且拉伸弹簧13套接在插杆11的外侧，扰流罩5的底板开凿有一对进风口8，扰流罩5的侧壁上开凿有一对出风口6，在逆流冷却机正常工作的过程中，逆流冷却机输送气流的为可以周期性制造不同强度的风扇，即逆流冷却机内可以周期性形成强度不同的同向风，当风力处于强势阶段时，这些风从进风口8进入扰流罩5内，并推动限位板10运动至图6所示的位置，此时风可以从出风口6排出，而当风力处于劣势阶段时，在处于拉伸状态的拉伸弹簧13的作用下，限位板10会被重新拉回至图5所示的位置，在限位板10在风力和拉伸弹簧13作用下往复运动的过程中，通过开启和闭合出风口6实现扰流的作用，使逆风机出风口1排出的气流内存在一定的紊流，使气流容易和生物质能燃料颗粒各个方向的表面接触，增加除湿效果，出风口6内固定连接有与自身相匹配的保护筛网9，保护筛网9可以使外界异物不易进入扰流罩5内，不易影响扰流罩5内限位板10的活动，限位板10的外侧固定连接有与扰流罩5相匹配的橡胶垫圈12，橡胶垫圈12可以增加限位板10与扰流罩5之间的密封性，不易出现漏风现象，不易影响扰流装置4的正常扰流作用，扰流罩5与插杆11之间连接有耐磨环14，且耐磨环14与扰流罩5固定连接，耐磨环14可以有效减小扰流罩5与限位板10磨损，使扰流罩5与限位板10之间的连接不易出现晃动，逆风冷却过程中，需保持工作环境通风通气，避免工作环境内大量无水乙醇蒸汽富集，不易诱发火灾、爆炸和酒精中毒等安全事故，特别的在逆流冷却机可以通过设置回收装置来对挥发的乙醇进行收集，减小乙醇的损耗，降低逆流冷却机的制造成本；
S6、自然固化，将经过逆风冷却处理的生物质能燃料颗粒放置在通风的存放室内2-3天，在室温下进行自然固化，生物质能燃料颗粒内残存的少量酒精进一步挥发，减小生物质能燃料颗粒内部的酒精含量，便于后续的存储和运输；
S7、储存，将经过经过S6、自然固化的生物质能燃料颗粒进行打包并储存，特别的，生物质能燃料颗粒需要在阴冷干燥的环境下存储，使生物质能燃料颗粒不易在存储的过程中变质，不易影响后续的运输和使用过程。
本法案通过避免在生物质能燃料颗粒加工过程中使用加热烘干的手段来大幅节约生物质能燃料颗粒的制造的能源损耗，继而大幅缩减生物质能燃料颗粒的制造成本，在生物质能燃料颗粒的制造过程中，通过球磨装置自磨实现原料的细粉碎，同时向球磨装置内加入无水乙醇作为助磨剂，减小球磨过程的物料和球磨装置的损耗，同时利用无水乙醇增加原料的湿度，便于后续的制粒成型，而在生物质能燃料颗粒成型后，因为无水乙醇具有较强的挥发性，可以直接选用逆流冷却机进行风干除湿，不通过加热也可以快速彻底地实现除湿任务。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造方法，其特征在于：其主要步骤为：
S1、风干，将收集起来的原料自然风干，其中，原料主要包括木料残骸、农作物秸秆以及坚果果壳等，减小原料内的水分残存，方便后续的处理；
S2、破碎，将经过S1、风干步骤的原料进行破碎处理，将原料破碎成指定的尺寸，其中木料残骸应破碎成2-3cm3的小块，农作物秸秆应截断成1-2cm的短条，并将短条撕成跨度小于1mm的细条，坚果果壳应破碎成横截面不大于3mm2的碎块；
S3、球磨，将经过S2、破碎步骤的原料按混合并加入球磨装置内，其中包括按照质量份计的以下配料，木料残骸碎片15-20份，农作物秸秆细条1-3份，坚果果壳5-8份，并向球磨装置内加入质量份计为2-5份的无水乙醇作为助磨剂，利用木料残骸碎片和坚果果壳进行自磨，在对原料进行进一步破碎的过程中，同时实现原料的混合；
S4、成型制粒，将经过S3、球磨进一步破碎同时混合的原料加入平模制粒机中，进行制粒工作，获得直径为6-10mm，长度为5-8cm的生物质能燃料颗粒；
S5、逆风冷却，将S4、成型制粒中制得的生物质能燃料颗粒投入逆流冷却机中，进行干燥冷；
S6、自然固化，将经过逆风冷却处理的生物质能燃料颗粒放置在通风的存放室内2-3天，在室温下进行自然固化，生物质能燃料颗粒内残存的少量酒精进一步挥发，减小生物质能燃料颗粒内部的酒精含量，便于后续的存储和运输；
S7、储存，将经过经过S6、自然固化的生物质能燃料颗粒进行打包并储存。
2.根据权利要求1所述的一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造用球磨装置，其特征在于：所述S3、球磨中，球磨装置包括球磨装置外壳（17），所述球磨装置外壳（17）内壁固定连接有分隔网（18），所述球磨装置外壳（17）与分隔网（18）内填充有活性炭颗粒（20），增加原料的球磨质量所述分隔网（18）上开凿有通孔，所述通孔内连接有与自身相匹配的更换门（19），且分隔网（18）与更换门（19）之间固定连接有卡扣。
3.根据权利要求1所述的一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒，其特征在于：S4、成型制粒中，所述生物质能燃料颗粒包括生物质能燃料主体（15），所述生物质能燃料主体（15）的侧壁上固定连接有多组助燃侧边（16），助燃侧边（16）可以增大生物质能燃料颗粒整体的比表面积，在生物质能燃料颗粒燃烧过程中可以与更多的氧气接触，使生物质能燃料颗粒燃烧更加充分。
4.根据权利要求3所述的一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒，其特征在于：所述助燃侧边（16）与生物质能燃料主体（15）的连接处为圆角。
5.根据权利要求1所述的一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造用逆流冷却机，其特征在于：所述S5、逆风冷却中，所述逆流冷却机包括逆风机出风口（1），所述逆风机出风口（1）的关口处固定连接有外滤网（2）和内滤网（3），且外滤网（2）位于外侧，所述内滤网（3）上固定连接有多组扰流装置（4），所述扰流罩（5）包括扰流罩（5），所述扰流罩（5）底端开凿有插孔（7），所述插孔（7）内插接有与自身相匹配的插杆（11），所述插杆（11）的一端固定连接有限位板（10），且限位板（10）位于扰流罩（5）内，所述限位板（10）与扰流罩（5）的底板之间固定连接有拉伸弹簧（13），且拉伸弹簧（13）套接在插杆（11）的外侧，所述扰流罩（5）的底板开凿有一对进风口（8），所述扰流罩（5）的侧壁上开凿有一对出风口（6）。
6.根据权利要求5所述的一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造用逆流冷却机，其特征在于：所述出风口（6）内固定连接有与自身相匹配的保护筛网（9），保护筛网（9）可以使外界异物不易进入扰流罩（5）内，不易影响扰流罩（5）内限位板（10）的活动。
7.根据权利要求5所述的一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造用逆流冷却机，其特征在于：所述限位板（10）的外侧固定连接有与扰流罩（5）相匹配的橡胶垫圈（12）。
8.根据权利要求5所述的一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造用逆流冷却机，其特征在于：述扰流罩（5）与插杆（11）之间连接有耐磨环（14），且耐磨环（14）与扰流罩（5）固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造方法，其特征在于：所述逆风冷却过程中，需保持工作环境通风通气。
10.根据权利要求1所述的一种基于环保农业技术的生物质能燃料颗粒制造方法，其特征在于：所述S7、存储中，生物质能燃料颗粒需要在阴冷干燥的环境下存储。
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