CN101412939A - 生物质致密固化成型工艺及其专用设备 - Google Patents

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CN101412939A CNA2007100562136A CN200710056213A CN101412939A CN 101412939 A CN101412939 A CN 101412939A CN A2007100562136 A CNA2007100562136 A CN A2007100562136A CN 200710056213 A CN200710056213 A CN 200710056213A CN 101412939 A CN101412939 A CN 101412939A
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Abstract

本发明涉及一种以农作物秸秆作为原料，生产可以替代化石燃料的生物质新能源的工艺方法及设备，具体的说是一种生物质致密固化成型工艺及其专用设备，该工艺步骤包括以下加工工序：高速碾轧粉碎I、称重计量II、混合搅拌III、螺旋热压成型IV、自动包装V；利用该方法和专用设备生产的生物质致密型块被广泛用于供热、制砖、水泥、发电等大量能源资源消耗产业。

Description

生物质致密固化成型工艺及其专用设备
技术领域
本发明涉及一种以农作物秸杆作为原料，生产可以替代化石燃料的生物质新能源的工艺方法及设备，具体的说是一种生物质致密固化成型工艺及其专用设备，利用该方法生产的生物质致密型块被广泛用于供热、制砖、水泥、发电等大量能源资源消耗产业。
背景技术
我国是能源消耗大国，但能源资源储备却十分短缺。我国人均能源资源占有量，仅为世界人均占有量的5％。在2005年，我国的一次能源消费量已达到22.2亿吨标煤，约占世界能源消费总量的15％，成为世界上第二大能源消费国。同时，我国也是温室气体排放大国；目前，SO2的排放量已居世界第一位，CO2的排放量仅次于美国居第二位，节能减排已成为我国经济可持续发展的重要目标。
随着我国人口数量的增加，工业化和城镇化进程不断加快，特别是随着国民经济的持续高速发展，能源供求矛盾必将日渐突出。具有关部门预测，到2020年，全国能源消费总量将超过30亿吨标煤，到2050年将达到50亿吨标煤。届时，能源资源总量、能源安全、能源环境等问题，都将成为十分引人关注的重大问题。为此，国家***领导同志在2006年召开的《全国生物质能开发利用工作会议》上明确提出；“通过大规模开发生物质能资源，实现生物质能技术的产业化发展，有效增加能源供应，促进能源的可持继发展。”
在我国，生物质致密成型技术虽然已有二十多年的开发利用历史，从事生物质致密成型产品研发生产的企业已发展到几十多家；但由于种种原因，我国现有的生物质致密成型技术及装备，依然存在着很多弱点和不足。比如，在建设完整匹配连续工业化生产线方面，存在明显差距，很多企业到现在甚至还只凭单机维持生产作业；在致密型块的质量方面，存在着型块抗潮解能力低、容易破碎、燃烧不够充分、发热值和热效率不高等问题；在致密型块生产设备方面，存在着功能不全、运行参数不够合理，生产效率不高、主要功能部件使用寿命过短等问题。这些弱点或不足的存在，造成了生物质致密成型生产企业规模发展不快、形成大规模连续化工业生产困难、企业经济效益增长积累缓慢等问题，同时也严重制约和限制着生物质密成型产业的成长发展。
本发明就是在开展对生物质原料的细胞结构特点、压缩致密成型机理、燃烧过程特性等基础理论的深入研究基础上，详细认真调查研究了国内现有生物质致密成型技术及装备存在的不足或弱点，经过多次反复研究试验，创造性的提出生物质致密固化成型工艺及其专用设备方案。
发明内容
本发明解决的主要技术问题是针对国内现有生物质致密成型技术及设备存在的不足或弱点，提供一种能够连续工业化生产的生物质致密固化成型工艺和专用设备、同时所生产出的生物质致密型块抗潮解能力高、不易破碎、燃烧充分、发热值和热效率高，其专用设备运行参数合理，生产效率高、主要功能部件使用寿命长。
本发明的目的是这样实现的，本发明生物质致密固化成型工艺步骤包括以下加工工序：高速碾轧粉碎、称重计量、混合搅拌、螺旋热压成型、自动包装。
其具体工艺步骤过程如下：
(1)、所述的高速碾轧粉碎加工工序是：将生物质原料经过高速碾轧粉碎机碾轧成短条絮状碎段，可以彻底破坏农作物中硬茎或茎杆硬皮的组织结构形状，使其丧失反弹复形能力，同时也可以使生物质细胞中具有的弹性、非弹性及粘弹性纤维分子，形成相互缠绕或绞合关系，挤压成型后，既或解除外部压力后，也很难反弹恢复原来的结构形状；经过碾轧粉碎后的生物质物料，通过带式传送机送到称重计量加工工序步骤中。
所述的生物质原料是指农作物秸杆，森林间修枝条，木材加工余物，农产品果实的皮核心棒。
所述的高速碾轧粉碎机碾轧成的短条絮状碎段是指标准是单条长度≤80mm，截面积≤40mm2；独立单条不得有≥30mm长度内无碾轧痕迹，依然留存自然生长的硬皮。
(2)、所述的称重计量加工工序是：将生产制造生物质致密型块所必需掺混添加的纤维粘结剂、化学助燃剂(纤维粘结剂和化学助燃剂通过贮存器贮存)，连同从高速碾轧粉碎工序步骤送来的生物质短条絮状碎段物料，按生产工艺规定的配方比例，分别经自动电子称重器称重计量后，再通过带式传送机送到混合搅拌加工工序步骤中。
所述的生产工艺规定的配方比例是：①生物质原料100份，化学助燃剂0.3份，纤维粘结剂0.5份；②化学助燃剂总量：化学助燃剂合成粉末1份，水4份；③纤维粘结剂总量：纤维干物质1份，水9份。
所述的纤维粘结剂指由植物纤维或木质素等物质构成的产品，主要指纸浆，豆制品浆余液，水解木纤维等工业废物。所述的化学助燃剂是指含有氯化钠，硝酸钾，碳酸钠，硝酸锌等化学成分，具有松散、氧化、增强助燃作用，而且能溶解于水的产品。
(3)、所述的混合搅拌加工工序是，将经碾轧碎成短条絮状碎段的生物质原料及掺混的纤维粘结剂、化学助燃剂等添加物通过混合搅拌机进行组成性强力混合搅拌，形成生物质致密型块组料，使组料中的各种成分能均匀掺混，也能使生物质细胞结构形状，发生重新排列位置的机械改变；经过混合搅拌后的生物质致密型块组料通过带式传送机被输送到螺旋热压成型加工工序。
(4)所述的螺旋热压成型加工工序是由专用的螺旋热压成型机，通过干燥初挤致密、加热挤压成型、冷却固化保型、自动切块加工工序完成。
具体叙述如下：
①、所述的干燥初挤致密加工工序是：通过专用的螺旋热压成型机将送到进料口的生物质混成组料，通过螺距逐渐变小的变螺距螺旋推运器的挤压推送作用，使生物质混成组料得到初步挤压致密加工，组织密度得到较大提高，形成生物质致密型块坯料，并被挤压到过渡贮料室；通过在干燥初挤致密腔及过渡贮料室周围配置的可调式电加热器，使生物质混成组料得到加热干燥，即可以有效调节控制生物质混成组料的含水率，也可以有效软化生物质细胞组织中的木质素，增强粘合力。
②、所述的加热挤压成型加工工序是：通过专用的螺旋热压成型机把由过渡贮料室挤压进来的生物质致密型块坯料，通过螺距逐渐变小的变螺距推动器，在加热挤压成型腔里的挤压推送作用，达到致密型块的密度要求；通过在加热挤压成型腔周围配置的可调式电加热器，进一步准确调节控制生物质混成坯料的含水率，进一步软化各种纤维组织，使生物质细胞组织结构在实现的温度和压力条件下，完成重新排列位置、机械变形和塑性流变的重大机械调整改变，确保达到致密型块的成型牢固度要求。同时在变螺距螺旋推运器的心轴前端设计了有一定直径和长度的芯棒，使已成为圆棒型的生物质致密型块基材具有一个贯通性内孔；这种几何形状能增强型块的牢固度，而且在生产制造过程中可以成为消解热压成型时产生的内应力和内含游离气体的空间，在燃烧使用时还能成为通风供氧的通道，有利于提高燃烧质量。
③、所述的冷却固化保型加工工序是：通过专用的螺旋热压成型机循环室中冷却水的流动，使已经成为圆棒形生物质致密型块基材的温度，能得到逐步降低冷却，型块得到稳定和固化；同时，通过把冷却固化保型腔的内径设计成略大于加热挤压成型腔内径的办法，使进入冷却固化保型腔的生物质致密型块基材的四周形成一定空间，用于进一步消解热压成型时产生的内应力和内含的游离气体，确保实现固化保型目标。
④、所述的自动切块加工工序是：通过专用的螺旋热压成型机上的操纵机构使切刀上下往复运动，切断生物质致密型块基材，制成生物质致密型块；通过调控切刀运动频率，可以按用户需要切制成适当型块。
(5)、所述的自动包装加工工序步骤是，通过调节自动包装机设置，可以根据用户的具体要求，实现不同形式、重量的包装方式。
所述的高速碾轧粉碎机由壳体、电机、皮带轮、转动轴、带凹槽的主动碾轧辊、带凸齿的被动碾轧辊构成，所述的设置在转动轴上的带凹槽的主动碾轧辊和带凸齿的被动碾轧辊安装在壳体内，在壳体的上面带有进料口和出料口，该设备通过高速碾轧粉碎机上同步转动的两个转向相反的主动碾轧辊和被动碾轧辊实施碾轧粉碎作业。
所述的干燥初挤致密加工工序、加热挤压成型加工工序、冷却固化保型加工工序、自动切块加工工序均在配置的螺旋热压成型机上独立封闭完成。
所述的生物质螺旋热压成型机包括干燥初挤致密单元A、加热挤压成型单元B、冷却固化保型单元C、自动切块单元D、操纵控制单元E，所述的干燥初挤致密单元A和加热挤压成型单元B连通并设置在加热挤压成型单元B的上面，冷却固化保型单元C设置在加热挤压成型单元B的一侧、并和自动切块单元D连接，操纵控制单元E作为整个设备的控制***和干燥初挤致密单元A、加热挤压成型单元B、冷却固化保型单元C、自动切块单元D之间电连接。
所述的干燥初挤致密单元A包括电动机、驱动轮、进料口、干燥初挤致密腔、变螺距螺旋推运器、过渡贮料室、可调式电加热器，所述的变螺距螺旋推运器设置在干燥初挤致密腔内，驱动轮设置在变螺距螺旋推运器的一端，电动机通过皮带和驱动轮相连；进料口设置在干燥初挤致密腔的上面，过渡贮料室设置在干燥初挤致密腔的下面，在干燥初挤致密腔和过渡贮料室的外壳上设置有可调式电加热器。
所述的加热挤压成型单元B包括由电动机、驱动轮、加热挤压成型腔、变螺距螺旋推运器、连接法兰盘、可调式电加热器，所述的变螺距螺旋推运器设置在加热挤压成型腔内，驱动轮设置在变螺距螺旋推运器的一端，电动机通过皮带和驱动轮连接，加热挤压成型腔上面连通过渡贮料室，另一端通过连接法兰盘与冷却固化保型腔连通，在加热挤压成型腔的外壳上设置有可调式电加热器。
所述的变螺距螺旋推运器的心轴前端设置有带有一定直径和长度的芯棒。
所述的冷却固化保型单元C包括连接法兰盘、冷却固化保型腔、冷却水循环室、冷却水进口、冷却水出口，所述的冷却固化保型腔通过连接法兰盘与加热挤压成型腔连通，在冷却固化保型腔的外面设置有冷却水循环室，冷却水循环室上带有冷却水进口、冷却水出口。
所述的冷却固化保型腔的内径大于加热挤压成型腔的内径。
所述自动切块单元D包括切刀及其操纵机构，所述的其上带有操纵机构的切刀)设置在冷却固化保型腔出口一端。
所述的操纵控制单元E包括操纵控制箱及相应配置的联接、控制元器件。
本发明具有的优点和极积效果：
①.本发明提供了一种以农作物秸杆为生物质原料的生物质致密固化成型工艺及其专用设备，它较好地解决了国内现有生物质致密技术及装备存在的型块抗潮解能力低、容易破碎、燃烧不完全、发热值不高、很难实现大规模工业化连续生产等弱点或不足，能够适应生物质能开发利用产业迅速发展的客观需要，具有广阔的市场空间和市场发展潜力。
②.本发明是在深入研究生物质的细胞结构特点、压缩致密成型机理、燃烧过程特性等基础理论的基础上，针对国内现有生物质致密成型技术及装备存在的弱点或不足，有针对性地发明设计了高速碾轧粉碎、掺混适当比例的纤维粘结剂和化学助燃剂、干燥初挤致密、加热挤压成型、冷却固化保型等创新性工程技术手段和全新技术装备，具有新颖性、创新性和实用性，极具示范推广价值。
③.本发明实际推广应用后，能够实现大规模工业化生产制造生物质致密型块产品，对大规模浓度深度开发利用农作物秸杆、农产品果实皮核芯棒、林木间伐剪修枝条和加工废弃物等生物质资源，改善我国能源资源结构，实现国家规划的节能减排控制目标，增加农民收入，提高企业经济效益等方面，都将起到相当作用，具有较好的经济效益和良好的社会效益。
附图说明
图1为生物质致密固化成型工艺流程框图。
图2、3为高速碾轧粉碎机工作原理示意图。
图4为螺旋热压成型机的整体结构示意图。
具体实施方式
如附图1所示：本发明生物质致密固化成型工艺步骤包括以下加工工序：高速碾轧粉碎I、称重计量II、混合搅拌III、螺旋热压成型IV、自动包装V，上述五个工序之间通过带式传送机联接。
如附图2、3所示：所述的高速碾轧粉碎机由壳体23、电机24、皮带轮25、转动轴26、带凹槽的主动碾轧辊27、带凸齿的被动碾轧辊构成28，所述的设置在转动轴26上的带凹槽的主动碾轧辊27和带凸齿的被动碾轧辊28安装在壳体23内，在壳体23的上面带有进料口29和出料口30，该设备通过高速碾轧粉碎机上同步转动的两个转向相反的主动碾轧辊27和被动碾轧辊28实施碾轧粉碎作业。
如附图4所示：所述的生物质螺旋热压成型机包括干燥初挤致密单元A、加热挤压成型单元B、冷却固化保型单元C、自动切块单元D、操纵控制单元14，所述的干燥初挤致密单元A和加热挤压成型单元B连通并设置在加热挤压成型单元B的上面，冷却固化保型单元C设置在加热挤压成型单元B的一侧、并和自动切块单元D连接，操纵控制单元14作为整个设备的控制***和干燥初挤致密单元A、加热挤压成型单元B、冷却固化保型单元C、自动切块单元D之间电连接。
所述的干燥初挤致密单元A包括电动机2、驱动轮1、进料口3、干燥初挤致密腔6、变螺距螺旋推运器8、过渡贮料室7、可调式电加热器9，所述的变螺距螺旋推运器8设置在干燥初挤致密腔6内，驱动轮1设置在变螺距螺旋推运器8的一端，电动机2通过皮带和驱动轮1相连；进料口3设置在干燥初挤致密腔6的上面，过渡贮料室7设置在干燥初挤致密腔6的下面，在干燥初挤致密腔6和过渡贮料室7的外壳上设置有可调式电加热器9。
干燥初挤致密单元A的工作原理是：把进入进料口3里的生物质混成组料，通过螺距逐渐变小的变螺距螺旋推运器8在干燥初挤致密腔6里的挤压推送作用，使生物质混成组料得到初步挤压致密加工，组织密度得到较大提高，成为生物质致密型块坯料，并被挤压推送进入过渡贮料室7内；通过在干燥初挤致密腔6和过渡贮料室7周围配置的可调式电加热器9，使生物质混成组料得到加热干燥，含水率得到初步调节控制，生物质细胞中的木质素得到初步软化，同时增强了粘合力。
所述的加热挤压成型单元B包括由电动机5、驱动轮4、加热挤压成型腔11、变螺距螺旋推运器12、连接法兰盘13、可调式电加热器10，所述的变螺距螺旋推运器12设置在加热挤压成型腔11内，驱动轮4设置在变螺距螺旋推运器12的一端，电动机5通过皮带和驱动轮4连接，加热挤压成型腔11上面连通过渡贮料室7，另一端通过连接法兰盘13与冷却固化保型腔16连通，在加热挤压成型腔11的外壳上设置有可调式电加热器10。
所述的变螺距螺旋推运器12的心轴前端设置有带有一定直径和长度的芯棒21。
加热挤压成型单元B的工作原理是：把从过渡贮料室7挤压进来的生物质致密型块坯料，通过螺距逐渐变小的变螺距螺旋推运器12在加热挤压成型腔11里的挤压推送作用，不仅要挤压成园棒形生物质致密型块基材，达到生物质致密型块的密度要求；而且要挤压推送进冷却固化保型腔16内；通过在加热挤压成型腔11周围配置的可调式电加热器10，进一步准确调节控制生物质致密型块所要求的含水率，进一步软化各种纤维组织，使生物质细胞结构在设定的温度和压力条件下，完成重新排列位置、机械形变和塑性流变的重大机械调整改变，确保达到致密型块的成型牢固度要求；通过变螺距螺旋推运器12的心轴前端设计有一定直径和长度的芯棒21，使已被挤压成圆棒形的生物质致密型块基材能有一个贯通性内孔，这种几何形状，不仅能增强型块的牢固度，而且在生产制造过程中可以成为消解热压时产生的内应力和内含游离气体的空间，在燃烧使用时成为通风供氧通道，有利于提高型块的燃烧质量和热效率。
所述冷却固化保型单元C包括连接法兰盘13、冷却固化保型腔16、冷却水循环室18、冷却水进口17、冷却水出口15，所述的冷却固化保型腔16通过连接法兰盘13与加热挤压成型腔11连通，在冷却固化保型腔16的外面设置有冷却水循环室18，冷却水循环室18上带有冷却水进口17、冷却水出口15。
所述的冷却固化保型腔16的内径大于加热挤压成型腔11的内径。
冷却固化保型单元C的工作原理是：通过冷却水在循环室18中的流动，使圆棒形生物质致密块基材在经过冷却固化保型腔16的过程中，热压温度能得到逐步冷却降低，可以避免致密型块基材在热压成型时产生的内应力和内含游离气体突然释放而造成的型块松散，甚至崩裂或粉碎问题，确保型块基材型态得到稳定和固化；同时，通过把冷却固化保型腔16的内径设计成略大于加热挤压成型腔11的内径，使进入冷却固化保型腔16的圆棒形生物质致密型块基材的四周能具有一定空间，用于进一步消解致密型块基材在热压时产生的内应力和内含游离气体，确保实现固化保型目标。
所述自动切块单元D包括切刀19及其操纵机构20，所述的其上带有操纵机构20的切刀19设置在冷却固化保型腔16出口一端。通过操纵机构20能使切刀19上下往复运动，切断圆棒形生物质致密型块基材，完成制造生物质致密型块的目标；通过调控切刀19的运动频率，可以按用户需要，切制成适当的块型。
所述的操纵控制单元14包括操纵控制箱及相应配置的联接、控制元器件，通过操纵控制单元14，能调节控制所有功能单元和各工作零部件的运行参数，实现协调同步、连续运行的自动化生产作业。
工作过程：
1、按要求选取符合要求的农作物秸杆、农产品果实皮核芯棒、林木间伐剪修枝条和加工废弃物等生物质原料，通过高速碾轧粉碎机碾轧成短条絮状碎段，经过碾轧粉碎后的生物质物料，通过带式传送机送到称重计量加工工序中。
2、将生产制造生物质致密型块所必需掺混添加的纤维粘结剂、化学助燃剂，连同从高速碾轧粉碎加工工序送来的生物质短条絮状碎段物料，按生产工艺规定的配方比例--生物质原料100kg，化学助燃剂0.3kg，纤维粘结剂0.5kg，分别经自动电子称重器称重计量后，再通过带式传送机送到混合搅拌加工工序中。
3、将经碾轧碎成短条絮状碎段的生物质原料及掺混的纤维粘结剂、化学助燃剂等添加物通过混合搅拌机进行组成性强力混合搅拌，形成生物质致密型块组料，经过混合搅拌后的生物质致密型块组料通过带式传送机被输送到螺旋热压成型加工工序。
4、螺旋热压成型加工工序具体步骤如下：
①、首先通过螺旋热压成型机的干燥初挤致密单元A完成干燥初挤致密加工工序。将送到进料口的生物质混成组料，通过螺距逐渐变小的变螺距螺旋推运器的挤压推送作用，使生物质混成组料得到初步挤压致密加工，组织密度得到较大提高，形成生物质致密型块坯料，并被挤压到过渡贮料室；通过在干燥初挤致密腔及过渡贮料室周围配置的可调式电加热器，使生物质混成组料得到加热干燥，即可以有效调节控制生物质混成组料的含水率，也可以有效软化生物质细胞组织中的木质素，增强粘合力。
②、其次，通过螺旋热压成型机的加热挤压成型单元B完成加热挤压成型加工工序。把由过渡贮料室挤压进来的生物质致密型块坯料，通过螺距逐渐变小的变螺距推动器，在加热挤压成型腔里的挤压推送作用，达到致密型块的密度要求；通过在加热挤压成型腔周围配置的可调式电加热器，进一步准确调节控制生物质混成坯料的含水率，进一步软化各种纤维组织，使生物质细胞组织结构在实现的温度和压力条件下，完成重新排列位置、机械变形和塑性流变的重大机械调整改变，确保达到致密型块的成型牢固度要求。同时在变螺距螺旋推运器的心轴前端设计了有一定直径和长度的芯棒，使已成为圆棒型的生物质致密型块基材具有一个贯通性内孔；这种几何形状能增强型块的牢固度，而且在生产制造过程中可以成为消解热压成型时产生的内应力和内含游离气体的空间，在燃烧使用时还能成为通风供氧的通道，有利于提高燃烧质量。
③、再次，通过螺旋热压成型机的冷却固化保型单元C完成冷却固化保型加工工序。通过循环室中冷却水的流动，使已经成为圆棒形生物质致密型块基材的温度，能得到逐步降低冷却，型块得到稳定和固化；同时，通过把冷却固化保型腔的内径设计成略大于加热挤压成型腔内径的办法，使进入冷却固化保型腔的生物质致密型块基材的四周形成一定空间，用于进一步消解热压成型时产生的内应力和内含的游离气体，确保实现固化保型目标。
④、最后通过螺旋热压成型机的自动切块单元D完成自动切块加工工序。通过操纵机构使切刀上下往复运动，切断生物质致密型块基材，制成生物质致密型块；通过调控切刀运动频率，可以按用户需要切制成适当型块。
5、根据用户的具体要求可以通过调节自动包装机设置实现不同形式和重量方式的包装。
具体参数说明：
1.“生物质原料”：
①、生物质由农作物秸杆，森林间修枝条，木材加工余物，农产品果实的核心棒等构成
②、生物质致密固化成型原料：因各种生物质结构不同、热值不用，致密因子不同，作用为生物质致密固化成型的原料，必须以其中一种为主，主原料占全部原料比重应≥70％。
2.“短条絮状碎段”标准：
①、单条长度≤80mm，截面积≤40mm2
②、独立单条不得有≥30mm长度内无碾轧痕迹，依然留存自然生长的硬皮。
3.“纤维粘洁剂”
指由植物纤维或木质素等物质构成的产品，主要指纸浆，糖浆、豆制品浆余液，水解木纤维、糠醛渣等工业废弃物。
4.“化学助燃剂”
指含有氯化钠，硝酸钾，碳酸钠，硝酸铈等化学成分，具有松散、氧化、增强助燃作用，而且能溶解于水的产品。
5.“配方比例”
①、生物质原料：100份；化学助燃剂0.3份；纤维粘结剂0.5份。
②、化学助燃剂总量：化学助燃剂合成粉末1份，水4份。
③、纤维粘结剂总量：纤维干物质1份，水9份。
6、“混合搅拌机”技术参数：
1通用设备：圆筒形叶片旋转搅拌形式
2技术参数：圆筒直径φ900mm，长1200mm，
叶片数量：16只，叶片转速98r/min，
叶片尺寸：宽35mm，厚8mm，25°角安装
电机功率1.8kw。
7、“带式输送机”技术参数：
1通用设备：皮带传送，长度自选。
2技术参数：皮带宽度：720mm，滚轮直径φ120mm，
护板高度100mm，电机功率1.8kw
8、“干燥初挤”技术参数：
1技术参数：加热温度120℃±10℃
停留时间80min
型腔尺寸80mm×850mm
溶积4270cm3
干燥初挤密度：0.75kg/cm3
容量：4270×0.75＝3202.8kg
挤压最大压力：10mpa
供应能力：40kg/min
电机功率：8km
9、“加热致密成型”技术参数：
加热温度：180℃±10℃
停留时间：80min
型腔尺寸φ60mm×800mm
容积：2260cm3
密度：1.36kg/cm3
容量：2260×1.36＝3073.6kg
产量：3073.6÷80＝38kg/min
挤压最大压力：12mpa
电机功率：12km
10、“冷却保型”技术参数：
型腔尺寸：φ65mm×800mm
冷却时间：80min
11、“型块成品”条件
型块外形尺寸：外径：φ60mm
内孔：φ15mm
长度：用户自选
密度：1.36kg/cm3
热值：17800kJ/kg
抗压强度：轴向≥36KN
          径向≥10KN

Claims (10)

1、一种生物质致密固化成型工艺，其特征在于：该工艺步骤包括以下加工工序：高速碾轧粉碎I、称重计量II、混合搅拌III、螺旋热压成型IV、自动包装V；
其具体工艺步骤过程如下：
(1)、所述的高速碾轧粉碎加工工序是：将生物质原料经过高速碾轧粉碎机碾轧成短条絮状碎段，经过碾轧粉碎后的生物质物料，通过带式传送机送到称重计量加工工序步骤中；
(2)、所述的称重计量加工工序是：将生产制造生物质致密型块所必需掺混添加的纤维粘结剂、化学助燃剂连同从高速碾轧粉碎工序步骤送来的生物质短条絮状碎段物料，按生产工艺规定的配方比例，分别经自动电子称重器称重计量后，再通过带式传送机送到混合搅拌加工工序步骤中；
(3)、所述的混合搅拌加工工序是，将经碾轧碎成短条絮状碎段的生物质原料及掺混的纤维粘结剂、化学助燃剂添加物通过混合搅拌机进行组成性强力混合搅拌，形成生物质致密型块组料，使组料中的各种成分能均匀掺混，经过混合搅拌后的生物质致密型块组料通过带式传送机被输送到螺旋热压成型加工工序；
(4)所述的螺旋热压成型加工工序是由螺旋热压成型机、通过干燥初挤致密、加热挤压成型、冷却固化保型、自动切块四个加工工序完成；
(5)、所述的自动包装加工工序是，通过调节自动包装机设置，实现不同形式、重量的包装方式。
2、根据权利要求1所述的一种生物质致密固化成型工艺，其特征在于：
①、所述的干燥初挤致密加工工序是：通过螺旋热压成型机将送到进料口的生物质混成组料，通过螺距逐渐变小的变螺距螺旋推运器的挤压推送作用，使生物质混成组料得到初步挤压致密加工，形成生物质致密型块坯料，并被挤压到过渡贮料室；使生物质混成组料得到加热干燥；
②、所述的加热挤压成型加工工序是：把由过渡贮料室挤压进来的生物质致密型块坯料，通过螺距逐渐变小的变螺距推动器，在加热挤压成型腔里的挤压推送作用，达到致密型块的密度要求；通过在加热挤压成型腔周围配置的可调式电加热器，进一步准确调节控制生物质混成坯料的含水率，进一步软化各种纤维组织，使生物质细胞组织结构在实现的温度和压力条件下，完成重新排列位置、机械变形和塑性流变的重大机械调整改变，确保达到致密型块的成型牢固度要求，同时在变螺距螺旋推运器的心轴前端设计了有一定直径和长度的芯棒，使已成为圆棒型的生物质致密型块基材具有一个贯通性内孔；
③、所述的冷却固化保型加工工序是：通过循环室中冷却水的流动，使已经成为圆棒形生物质致密型块基材的温度，能得到逐步降低冷却，型块得到稳定和固化；同时，通过把冷却固化保型腔的内径设计成略大于加热挤压成型腔内径的办法，使进入冷却固化保型腔的生物质致密型块基材的四周形成一定空间，用于进一步消解热压成型时产生的内应力和内含的游离气体，确保实现固化保型目标；
④、所述的自动切块加工工序是：通过专用的螺旋热压成型机上的操纵机构使切刀上下往复运动，切断生物质致密型块基材，制成生物质致密型块；通过调控切刀运动频率，可以按用户需要切制成适当型块。
3、根据权利要求1所述的一种生物质致密固化成型专用设备——生物质螺旋热压成型机，其特征在于：该成型机包括干燥初挤致密单元A、加热挤压成型单元B、冷却固化保型单元C、自动切块单元D、操纵控制单元(14)；所述的干燥初挤致密单元A和加热挤压成型单元B连通并设置在加热挤压成型单元B的上面，冷却固化保型单元C设置在加热挤压成型单元B的一侧、并和自动切块单元D连接，操纵控制单元(14)作为整个设备的控制***和干燥初挤致密单元A、加热挤压成型单元B、冷却固化保型单元C、自动切块单元D之间电连接。
4、根据权利要求3所述的一种生物质螺旋热压成型机，其特征在于：所述的干燥初挤致密单元A包括电动机(2)、驱动轮(1)、进料口(3)、干燥初挤致密腔(6)、变螺距螺旋推运器(8)、过渡贮料室(7)、可调式电加热器(9)，所述的变螺距螺旋推运器(8)设置在干燥初挤致密腔(6)内，驱动轮(1)设置在变螺距螺旋推运器(8)的一端，电动机(2)通过皮带和驱动轮(1)相连；进料口(3)设置在干燥初挤致密腔(6)的上面，过渡贮料室(7)设置在干燥初挤致密腔(6)的下面，在干燥初挤致密腔(6)和过渡贮料室(7)的外壳上设置有可调式电加热器(9)。
5、根据权利要求3所述的一种生物质螺旋热压成型机，其特征在于：所述的加热挤压成型单元B包括由电动机(5)、驱动轮(4)、加热挤压成型腔(11)、变螺距螺旋推运器(12)、连接法兰盘(13)、可调式电加热器(10)，所述的变螺距螺旋推运器(12)设置在加热挤压成型腔(11)内，驱动轮(4)设置在变螺距螺旋推运器(12)的一端，电动机(5)通过皮带和驱动轮(4)连接，加热挤压成型腔(11)上面连通过渡贮料室(7)，另一端通过连接法兰盘(13)与冷却固化保型腔(16)连通，在加热挤压成型腔(11)的外壳上设置有可调式电加热器(10)。
6、根据权利要求3所述的一种生物质螺旋热压成型机，其特征在于：所述冷却固化保型单元C包括连接法兰盘(13)、冷却固化保型腔(16)、冷却水循环室(18)、冷却水进口(17)、冷却水出口(15)，所述的冷却固化保型腔(16)通过连接法兰盘(13)与加热挤压成型腔(11)连通，在冷却固化保型腔(16)的外面设置有冷却水循环室(18)，冷却水循环室(18)上带有冷却水进口(17)、冷却水出口(15)。
7、根据权利要求3所述的一种生物质螺旋热压成型机，其特征在于：所述自动切块单元D包括切刀(19)及其操纵机构(20)，所述的其上带有操纵机构(20)的切刀(19)设置在冷却固化保型腔(16)出口一端。
8、根据权利要求3所述的一种生物质螺旋热压成型机，其特征在于：所述的操纵控制单元(14)包括操纵控制箱及相应配置的联接、控制元器件。
9、根据权利要求5所述的一种生物质螺旋热压成型机，其特征在于：所述的变螺距螺旋推运器(12)的心轴前端设置有带有一定直径和长度的芯棒(21)；所述的冷却固化保型腔(16)的内径大于加热挤压成型腔(11)的内径。
10、根据权利要求1所述的高速碾轧粉碎机，其特征在于：该碾轧粉碎机包括壳体(23)、电机(24)、皮带轮(25)、转动轴(26)、带凹槽的主动碾轧辊(27)、带凸齿的被动碾轧辊(28)，所述的设置在转动轴(26)上的带凹槽的主动碾轧辊(27)和带凸齿的被动碾轧辊(28)安装在壳体(23)内，在壳体(23)的上面带有进料口(29)和出料口(30)，该设备通过高速碾轧粉碎机上同步转动的两个转向相反的主动碾轧辊(27)和被动碾轧辊(28)实施碾轧粉碎作业。
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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090422