一种生物质致密成型加工方法技术

本发明专利技术公开一种可移动式生物质致密成型加工方法，其包括预先破碎、粉碎和对辊式成型步骤；在预先破碎步骤中，将生物质原料先压扁，并沿其纵向劈开；在下面的粉碎步骤中，将压扁并纵向劈开的生物质送入粉碎机构进行横向铡切；将铡切粉碎后的生物质输入对辊式成型机，压缩致密，成型为生物质颗粒产品输出；所有加工步骤都是在一带脚轮可移动的机架上完成。本方法不需要对原料进行干燥，也不需要加温成型，大大节约了能源。本方法机动、灵活，既可采用电机，也可使用农用车的柴油机作为动力，整机可随农用车转移到不同地点，在生物质原产地进行加工。其可提高农民的积极性，且使一些偏远地区，缺乏电力地区的生物质原料得到加工利用，大大提高资源利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物质致密成型加工
，涉及一种生物质致密成型加工 方法。技术背景目前，广泛使用的生物质致密成型加工方法，是把生物质原料运输到专门 的加工厂里加工，原因在于现有加工方法中各个工序呈分开状态，设备可移动 性差；生物质主要是农作物的秸秆、薪柴等农林废弃物，将这样分散在各处、 松散的生物质原料长距离搬运至加工厂，需要付出昂贵的收集、运输及储存费 用；加工成型后产品还要再运出给用户，有时候就是返给提供生物质原料的原 有用户使用。这样集中加工导致了二次搬运的麻烦和浪费。有些生物质原料产 地位置偏僻，交通运输不便，将该处的生物质运输到加工厂中，运费高和运输 艰难，致使这些地方的生物质不能有效转化成致密型产品，造成资源浪费。导致现有技术中生物质致密成型加工不能移动到生物质产地进行的另一 个原因是加工过程需要较大能耗和设备庞大、不便移动。在现有的加工方法中，原料在加工时通常需要经烘干或自然风干工序后使 其含水量降低，然后进行粉碎等预处理后，再进行成型加工。原料烘干能耗较 大，装置也比较复杂，使得设备的可移动性变差。现有成型方法有螺旋挤压成型、压模式成型和活塞式冲压成型几种类型。螺旋挤压成型，是利用生物质的木质素在加热到适当温度(130-200摄氏 度)下会软化的特性，将生物质加热，然后加压使其固化成型。此方法中，原 料需要干燥至含水率13%以下，粉碎后利用螺旋挤压机在高温下挤压成型，成 形后致密颗粒的温度一般都在9(TC以上，因此，需要冷却到常温才能包装、运 输。干燥、加热、挤压以及冷却等过程的能耗都非常高，因此， 一般情况下， 每生产一吨生物质致密成型产品的耗电量都高于100千瓦时，有的甚至达每吨 200千瓦时；而且，螺旋挤压件工作环境恶劣，寿命非常短，螺杆的寿命通常 只有几百小时，甚至不足100小时。压模式成型方法，包括环模式、平模式及对辊式几种成型模式。环模式及 平模式成型，是通过一个压辊在具有成型孔的环模或平模上的环面或平面上滚 动，将一定细度的原料压进成型孔中挤压成型。在压辊相对于环模或平模滚动 将料压入成型孔过程中，压辊与物料之间的滑动，使得将物料压进成型孔出现 困难，另外，由于滑动生热也使得物料在其成型过程中温升很大， 一般成型孔出口处物料的温度都在90'C左右。压制出温度这样高的颗粒， 一般也要进行冷 却，然后才可以进行包装、运输等。冷却也增大了能耗。同时，由于滑动摩擦 生热，使得环模及压辊温度升高，工作环境恶劣，致使其使用寿命降低。另外， 在环模式成型中，压辊比环模或平模的磨损严重，需要频繁更换。为了提供其 耐磨性，在制作时要对零件表面作高频淬火处理，因而费用昂贵。现有技术中的对辊式成型方法通常有两种， 一种是在具有成型孔的一对轧 辊组成的成型装置中进行，成型方式与环模式及平模式成型方式基本相同，优 缺点也相同；而另一种成型方式是利用一对辊子表面的凹状成型的，这种成型 方法制出的颗粒密度较低，容易散开，所以，往往需要根据情况在原料中添加 粘结剂。活塞冲压式成型方法，对原料的含水率要求不高，允许原料含水率高达 20%左右。成型机通常不用加热，但成型物密度稍低，容易松散，工作部件与螺 旋挤压式成型机相比，明显改善了工作条件，但由于存在较大的振动负荷，所 以机器运行稳定性差,噪音较大。现有诸多生物质致密成型方法，有的在干燥原料和成型工序中需要加热， 用电负荷很高，受加工条件的限制，有些生物质原料所在地，缺少电力或电力 不足，不能设置成型加工点，即使将设备放置在车辆上，靠近生物质原料堆放 地，因为电力问题也难以作业。现有的加工方法由于能耗和运输等问题导致成本高，也影响了农民将秸秆 等生物质制成致密的颗粒用作燃料等可再利用资源的积极性，因而，也很难形 成生物质致密加工的产业化。中国专利号为00100122.1，名称为"秸秆燃料、饲料压型机"专利公开了 一种秸秆词料燃料成型加工工艺。它包括对秸秆进行粉碎、搅拌、冲压成型几 个步骤。该工艺过程中的各个设备都放置在一个带有脚轮的底板上，这解决了 定点加工、不易移动的缺陷，但是，此工艺除了对原料有含水率要求(小于18%) 外，冲压成型过程仍然要求对原料加热，因此，仍没有摆脱能耗高的缺点，虽 然该工艺所使用的各个设备理论上可以移动，但是，其较高的能耗和2.8吨的 重量及庞大机身，仍然制约了其前往各个地方、特别是电力缺乏和道路交通不 便的偏僻处加工处理生物质的使用；而且，处在高温下的工作部件，工作条件 恶劣，使用寿命短。中国专利号为03118876.1、名称为"饲料、燃料作物秸秆成型生产成套设 备"的专利技术专利公开了一种饲料、燃料成型工艺，其包括对原料脱水、烘干过 程，而且需要预压，因此，仍然没有摆脱投资大、能耗高、机动性差的缺点。申请号为200610017153.2名称为"一种生物质秸秆成型机"的专利技术专利申请，虽然放宽了生物质原料的含水率，不需要粉碎、烘干，但是成型时仍需要加温，采用热成型技术，仍然存在能耗高的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改进现有技术中生物质致密成型方法能耗高、设备易磨 损以及机动性差导致生物质原料运输产生高额费用的不足，提供一种新型生物 质致密成型加工方法，该方法从各个加工环节入手降低能耗；能耗较低，使其 可以适应广大农村包括电力不足的偏远地区使用，将加工现场设在生物质原料 产地，降低运输费用；本专利技术进一步的目的在于提供一种可以使用电能，但在没有电力的地方也 可以使用非电力，可以到田间地头等没有电源的地方进行作业的生物质致密成 型加工方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下设计方案本专利技术提供的生物质致密成型加工方法，其特征是包括粉碎步骤和对辊 式成型步骤，所述粉碎和对辊式成型所使用的设备设置在同一个机架上，粉碎 设备出口排出的碎屑输入到所述对辊式成型设备的进料口中；生物质原料首先在粉碎步骤中粉碎成碎屑，然后，粉碎的碎屑进入对辊式 成型设备中进行成型加工；所述成型步骤使用一对辊式成型设备，其包括一对可转动且其间距可调或 不可调地固定在所述机架上的凹凸对辊，对辊中的每个辊子的圆周表面设有凹 模部和凸模部，在所述辊子的凹模部上设有径向成型孔，在该辊子的轴心沿其轴向设有轴向通孔，使之成为空心辊，该径向成型孔与该轴向通孔连通； 一个 所述轧辊的凸模部深入另一个所述轧辊的凹模部，将输入到所述进料口中再落 到凹模部中间的碎屑压入凹模部上的径向成型孔中并施压，使得碎屑在成型孔 中被压结成型，成型的生物质致密产品从径向成型孔的位于轴向通孔中的孔口 排出。本专利技术提供的加工方法中的所述粉碎步骤，是将细长的生物质原料纵向输 入粉碎设备中进行横向铡切生成碎屑。即是将生物质沿尺寸较小的截面进行铡 切；或者，更进一步地，本专利技术提供的加工方法中，在所述粉碎步骤可以包括一个预 先破碎步骤和横向铡切步骤在所述预先破碎步骤中，将生物质原料压扁，并沿 其纵向劈开；然后，在下面的粉碎步骤中，将压扁并纵向劈开的生物质送入粉 碎机构进行横向铡切；所谓横向铡切，就是将生物质沿尺寸较小的截面进行的 铡切。接着，将铡切粉碎后的生物质碎屑输入对辊式成型机，压縮致密，成型为生物质颗粒产品输出。在包括预先破碎步骤的所述粉碎步骤中，具体地，在预先破碎步骤中，可 以是将生物质纵向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质致密成型加工方法，其特征是：包括粉碎步骤和对辊式成型步骤，所述粉碎和对辊式成型所使用的设备设置在同一个机架上，粉碎设备出口排出的碎屑输入到所述对辊式成型设备的进料口中；生物质原料首先在粉碎步骤中粉碎成碎屑，然后，粉碎的碎屑 进入对辊式成型设备中进行成型加工；对辊式成型设备包括一对可转动且其间距可调或不可调地固定在所述机架上的凹凸对辊，每个辊子的圆周表面设有凹模部和凸模部，在所述辊子的凹模部上设有径向成型孔，在该辊子的轴心沿其轴向设有轴向通孔，使之成为空 心辊，该径向成型孔与该轴向通孔连通；一个所述轧辊的凸模部深入另一个所述轧辊的凹模部，将输入到所述进料口中再落到凹模部中间的碎屑压入凹模部上的径向成型孔中并施压，使得碎屑在成型孔中被压结成型，成型的生物质致密产品从径向成型孔的位于轴向通孔中的孔口排出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪毓安，蒋振山，王永明，
申请(专利权)人：北京汉坤科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]