[發明專利]一種生物質燃料塊生產方法及設備

有效

• 申請號: 201610000857.2
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105597862B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 丁啟航;劉海清
• 申請（專利權）人: 丁啟航
• 主分類號: B02C2/00
• 分類號: B02C2/00;B30B11/04;B30B15/02;B30B15/30;C10L5/44
• 代理公司: 長春市東師專利事務所 22202
• 代理人: 張鐵生

本發明公開了一種生物質燃料塊生產方法及設備，將秸稈切成塊，秸稈擠搓機擠搓，在一定溫度下生物質燃料活模成型機擠壓填充活動模具，保溫倉中190℃以上2?5min定型，脫模。秸稈擠搓機采用絞龍和擠搓頭相互配合擠搓，使秸稈纖維結構壓縮，體積縮小、密度增加，由此增加成型機的物料喂入量。生物質燃料活模成型機采用活動模具，增加了活模軌道和保溫倉，省略了擠壓機中的喉管，縮短了保型區的定型管道，減小了物料與模具之間的摩擦力和模具的損耗，降低成本，節約能耗；一個模具裝填完畢后自動轉入保溫裝置中，擠壓設備繼續工作，縮短單個燃料塊的生產時間，增加保型時間，生產的生物質燃料塊成型好、密度大，質地均勻、規格統一。

技術領域

本發明屬于生物質燃料技術領域，具體涉及一種生物質燃料塊生產方法，及實現該方法的秸稈擠搓機、生物質燃料活模成型機和生物質燃料生產系統。

背景技術

近年來由于農村生活水平提高，農民對秸稈作物燃料的依賴性降低，致使每年都有大量農作物秸桿留存，給秸桿處理和來年的春耕生產帶來了不小的麻煩。由于耕地的土壤層薄和耕作投入大等原因，對于秸桿的深耕還田處理實施難度大，丟棄堆放又占用大量耕地資源,因此農民對于秸桿的處理方式多還是采用直接焚燒。然而焚燒秸稈不僅存在引發火災的風險，還會導致空氣污染，這既危害環境，又浪費資源。近年來，政府就禁止秸稈焚燒問題出臺了很多辦法和意見，但都沒有收到顯著的成效，究其根本原因，是秸桿作為一種生物質能源未被有效開發與利用，也未能體現其應有的社會與商業價值。

與此同時我國經濟的迅速發展消耗了大量的能源，這不僅導致礦物能源的逐年減少，隨著能源消耗的增多環境污染問題也日趨嚴重。因此要想在保護環境的前提下加速我國新型工業化道路和全面實現小康社會的進程，就必須利用可再生能源來代替和補充傳統能源。農作物秸桿就是很好的生物質能源，秸桿經過成型設備擠壓成質地致密、形狀規則的固體燃料后，具有體積小、密度大、儲運方便；品位較高、燃料特性優良；綠色無污染、干凈衛生、使用方便等優點，可以替代礦物能源廣泛用于人們生產和生活的各個領域。從而緩解煤炭等資源的消耗速度，降低污染氣體的排放量，改善我國的能源結構，對于保障國家能源安全、改善生態環境、促進節能減排、實現低碳經濟、為新農村建設提供清潔能源均具有重大意義。

生物質燃料塊固化成型技術主要分為熱壓縮成型技術、冷壓縮成型技術和碳化成型技術。熱壓縮成型技術是指；將生物質原料加熱至170℃-220℃之間，通過施加一定的壓力，將生物質原料壓縮至具有一定密度的成型燃料。其成型機理是通過加熱的方式，使生物質原料中的木質素軟化。木質素在常溫下不溶于任何有機溶劑，但當溫度在200-300℃時，木質素會因溫度的變化而軟化。在木質素軟化的過程中通過對其施加一定壓力，可使其與生物質原料中的纖維素等物質緊密粘接并發生機械變形和塑性流變，在垂直于最大應力方向上，粒子主要以相互嚙合，而在垂直于最小應力方向上，粒子主要以相互靠緊的方式結合，冷卻后即可固化成型。

目前國內外的生物質成型燃料生產設備主要有壓輥式擠壓成型機、螺桿連續擠壓成型機、機械驅動沖壓式成型機和液壓驅動沖壓式成型機。這些成型設備都廣泛存在著工作能耗高、生產效率低、模具磨損嚴重、成型后的生物質燃料品質特性差異較大等諸多技術問題。

活塞式熱壓成型機，包括：壓緊區（預擠壓）、壓變區（致密擠壓）、保型區（模具）以及加熱裝置，從物料保型區擠出后，生物質燃料擠出塊自然冷卻定型。為了保證擠出塊不產生型變，不得不加長模具，摩擦行程長；有的在壓變區和保型區之間加裝喉管，加大了摩擦力，模具摩損也增大，消耗模具，浪費能源。

生物質成型設備是農作物秸桿生物質成型燃料生產的關鍵，其生產效率決定著生物質成型燃料的產量，技術指標決定著生物質成型燃料的質量，能耗決定著生物質成型燃料的生產成本。因此，開發新型的高效、節能生物質成型生產設備是生物質成型燃料行業發展的首要課題。

發明內容