摘要
本發(fā)明涉及一種本質(zhì)
顆粒燃料及其生產(chǎn)工藝，其特征是采用木材廢料或森林采伐剩余物作為原料，首先對(duì)其進(jìn)行切片變成粗料，再送入氣流烘干機(jī)進(jìn)行干燥，干燥到一定濕度后再經(jīng)粉碎成符合制粒要求的粉料，再進(jìn)行制粒成型，成型時(shí)不加任何添加劑、利用制粒成型過(guò)程中產(chǎn)生的熱量將所含水分汽化來(lái)軟化粉料，再在擠壓力作用下，使粉料壓縮成顆粒，成型后的顆粒溫度較高、含有少量碎料，須進(jìn)行冷卻和篩分，篩分出來(lái)的碎料返回制粒成型工序，成品顆粒則進(jìn)入最后的包裝工序。按照上述工藝方法生產(chǎn)的木質(zhì)顆�？梢越档湍芎募盁o(wú)須任何添加劑，進(jìn)而使產(chǎn)品成本降低，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到瑞典木質(zhì)顆粒標(biāo)準(zhǔn)，富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的
秸稈顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)專(zhuān)業(yè)壓制生物質(zhì)成型顆粒燃料，生物質(zhì)顆粒燃料如下圖所示：
1、一種木質(zhì)顆粒燃料的生產(chǎn)方法，其特征在于采用木材廢料或森林采伐剩余物作為原料，經(jīng)切片、干燥、粉碎、制粒成型、冷卻篩分和包裝即成木質(zhì)顆粒燃料，具體生產(chǎn)步驟如下：
A、切片是將木材廢料或森林采伐剩余物作為原料送入
切片機(jī)內(nèi)進(jìn)行切碎，其切碎后的木質(zhì)粗料的粒度為8～10mm；
B、干燥是對(duì)含水率大于15%以上的木質(zhì)粗料送入
氣流烘干機(jī)內(nèi)進(jìn)行干燥，氣流烘干機(jī)主管風(fēng)速為20～25m/s，管道總長(zhǎng)不小于60rn，進(jìn)料口熱風(fēng)溫度隨進(jìn)料含水率及進(jìn)料速度不同而調(diào)節(jié)，其干燥溫度為70℃～150℃，使出料含水率為13%-14%即可；
C、粉碎是將干燥后的木質(zhì)粗料送入
粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎，其粉碎后的木質(zhì)粉料粒度為3～4mm，含水率為12%±0.5%;
D、制粒成型是將粉碎后的木質(zhì)粉料送入木質(zhì)
顆粒成型機(jī)（也稱(chēng)顆粒機(jī)）內(nèi)進(jìn)行壓制成型，其壓制成直徑為6mm或者8mm的木質(zhì)顆粒，木質(zhì)顆粒長(zhǎng)度為1～5倍直徑，含水率在8%以下；
E、冷卻、篩分是將成型后的木質(zhì)顆粒送入冷卻篩分組合機(jī)內(nèi)先冷卻30~45分鐘，顆粒降溫不小于60℃，碎料率不大于3%，然后進(jìn)行篩分，篩分率不小于95%，篩分后的碎料返回制粒成型工序；
F、包裝是將經(jīng)冷卻、篩分后的木質(zhì)顆粒送入包裝機(jī)內(nèi)進(jìn)行定量包裝即成木質(zhì)顆粒燃料。
2、由權(quán)利要求1所述的方法制備的木質(zhì)顆粒燃料。
一種環(huán)保木質(zhì)顆粒燃料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于生物能源應(yīng)用領(lǐng)域中的木質(zhì)顆粒燃料及其成型工藝。
背景技術(shù)
目前，由于不可再生能源的減少，我國(guó)對(duì)可再生的生物質(zhì)能源的利用也越來(lái)越重視，但引進(jìn)整個(gè)技術(shù)和成套的設(shè)備代價(jià)昂貴。國(guó)內(nèi)有些研究單位進(jìn)行過(guò)相關(guān)的研究，也取得了一些成果，但生產(chǎn)過(guò)程中工藝較為復(fù)雜，需按一定比例加入粘合劑和助燃劑等添加劑才能生產(chǎn)出合格的木質(zhì)顆粒，生產(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)要求較高，從而導(dǎo)致產(chǎn)品成本較高，并且加入添加劑后對(duì)環(huán)境造成一定程度的污染，致使其推廣應(yīng)用受到影響。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述缺陷，提供一種不加任何添加劑、生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)捷的環(huán)保木質(zhì)顆粒燃料及其生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明的技術(shù)方案：采用木材廢料或者森林采伐剩余物作為原料，首先對(duì)其進(jìn)行切片變成粗料，再進(jìn)入氣流烘干機(jī)進(jìn)行干燥，干燥到一定濕度后再經(jīng)粉碎成符合制粒要求的粉料，然后進(jìn)行制粒成型，成型時(shí)不加任何添加劑、利用成型過(guò)程中產(chǎn)生的熱量將所含水分汽化來(lái)軟化粉料，再在擠壓力作用下，使粉料壓縮成顆粒，成型后的顆粒溫度較高、含有少量碎料，須經(jīng)
逆流式冷卻器進(jìn)行冷卻和篩分，篩分出來(lái)的碎料返回制粒成型工序，成品顆粒則進(jìn)入最后的包裝工序。按照這種工藝方法生產(chǎn)的木質(zhì)顆粒可以降低能耗及無(wú)須任何添加劑，進(jìn)而使產(chǎn)品成本降低，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到瑞典木質(zhì)顆粒標(biāo)準(zhǔn)(The Swedish Peilet Standards)。
本發(fā)明是采用木材廢料或森林采伐剩余物作為原料，經(jīng)切片、干燥、粉碎、制粒成型、冷卻篩分和包裝即成木質(zhì)顆粒燃料，具體生產(chǎn)步驟如下：
A、切片是將木材廢料或森林采伐剩余物作為原料送入切片機(jī)內(nèi)進(jìn)行切碎，其切碎后的木質(zhì)粗料的粒度為8～10mm;
B、干燥是對(duì)含水率大于15%以上的木質(zhì)粗料送入氣流烘干機(jī)內(nèi)進(jìn)行干燥，氣流烘干機(jī)主（細(xì)）管風(fēng)速為20～25m/s，管道總長(zhǎng)不小于60m，迸料口熱風(fēng)溫度隨進(jìn)料含水率及進(jìn)料速度不同而調(diào)節(jié)，其干燥溫度為70℃—150℃，使粗料含水率為13%～14%即可；
C、粉碎是將干燥后的木質(zhì)粗料送入粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎，其粉碎后的木質(zhì)粉料粒度為3～4mm，含水率為12%±0.5%；
D、顆粒機(jī)制粒成型是將粉碎后的木質(zhì)粉料送入木質(zhì)顆粒成型機(jī)內(nèi)進(jìn)行壓制成型，壓制成直徑為6mm或者8mm的木質(zhì)顆粒，木質(zhì)顆粒長(zhǎng)度為1～5倍直徑，含水率在8%以下；
E、冷卻、篩分是將成型后的木質(zhì)顆粒送入冷卻篩分組合機(jī)內(nèi)先冷卻30~4 5分鐘，顆粒降溫不小于60℃，碎料率不大于3%，然后進(jìn)行篩分，篩分率不小于95%，篩分后的碎料返回制粒成型工序；
F、包裝是將經(jīng)冷卻、篩分后的木質(zhì)顆粒送入包裝機(jī)內(nèi)進(jìn)行定量包裝即成木質(zhì)顆粒燃料。
由權(quán)利要求1所述的方法制備的木質(zhì)顆粒燃料。
下面對(duì)本發(fā)明的生產(chǎn)工藝進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的工序依次為：
原料→切片→干燥→粉碎→顆粒機(jī)制粒成型→冷卻、篩分→包裝。
(1)切片：對(duì)木材廢料或者森林采伐剩余物原料，首先經(jīng)切片機(jī)切碎，切片機(jī)要求能連續(xù)切碎各種木材，輸出粒度80%到達(dá)8～10mm，如果其含水率在15%以上，潮濕的木質(zhì)粗料在高壓風(fēng)機(jī)的作用下送入氣流烘干機(jī)進(jìn)行干燥，如果其含水率在15%及以下，則跳過(guò)干燥工序而直接送入粉碎工序。
對(duì)潮濕的木屑（包括刨花）原料（含水率大于15%），跳過(guò)切片工序而直接送入干燥工序。
(2)干燥：氣流烘干機(jī)要求主（細(xì)）管風(fēng)速達(dá)到20～25m/s，管道總長(zhǎng)不小于60m，進(jìn)料口熱風(fēng)溫度隨進(jìn)料含水率及進(jìn)料速度不同而調(diào)節(jié)，通常在7 0℃~ 150℃之間，使出料含水率達(dá)至13%~14%即可，如果溫度達(dá)到上限還不能滿足出料含水率要求，只能降低進(jìn)料量，進(jìn)料口熱風(fēng)極限溫度不能高于180℃，避免自燃。干燥用的粗料旋風(fēng)分離器，入口風(fēng)速要求14~15m／s。對(duì)干燥的木屑（包括刨花）原料(含水率不大于15%)，跳過(guò)切片工序、干燥工序而直接送入粉碎工序。
(3)粉碎：粉碎機(jī)要求能連續(xù)粉碎各種木質(zhì)粗料或者刨花，輸出粒度由其篩網(wǎng)控制，80%到達(dá)3~4mm，輸出風(fēng)速達(dá)到14～18m/s。本發(fā)明采用的氣流輸送器，要求管道風(fēng)速達(dá)到15~18m/s。本發(fā)明采用的粉料旋風(fēng)分離器，入料口風(fēng)速達(dá)到10~12m/s，出料含水率達(dá)到1 2%±0.5%。本粉碎工序中采用的粉料儲(chǔ)料斗，要求下端出口用攪籠出料，防止結(jié)拱，上部加布蓋、保持內(nèi)腔負(fù)壓，防止泄料、揚(yáng)塵。本粉碎工序中采用的粉料提升機(jī)，要求回料率不大于10%。
(4)制粒成型：木質(zhì)顆粒成型機(jī)，要求不外加蒸氣調(diào)質(zhì)、不加任何添加劑，壓制成直徑6mm或者8mm的木質(zhì)顆粒，經(jīng)最少10次隨機(jī)抽樣，木質(zhì)顆粒長(zhǎng)度要求達(dá)到1～5倍直徑。成型工序中采用的熱顆粒提升機(jī)，要求用金屬挖斗、耐溫120℃、碎料率不大于3%、回料率不大于1%。
(5)冷卻、篩分：冷卻篩分組合機(jī)要求冷卻時(shí)間30~45分鐘、顆粒降溫不小于60℃、碎料率不大于3%、篩分率不小于95%，篩分后的碎料返回制粒成型工序。冷卻篩分工序中采用的冷顆粒提升機(jī)，可用塑料挖斗，要求耐溫6 0℃、碎料率不大于3%、回料率不大于1%。采用的成品顆粒儲(chǔ)料斗，要求有密封蓋，容量能夠滿足半個(gè)班產(chǎn)量即可。
( 6)包裝：包裝機(jī)無(wú)特殊要求，只要能定量包裝即可。木質(zhì)顆粒成品要求達(dá)到瑞典木質(zhì)顆粒標(biāo)準(zhǔn)( The Swedish Pellet Standards)：直徑6mm或者8mm、長(zhǎng)度1—5倍直徑、比重不小于600kg/m3、含水率不大于8%、熱值不小于4. 7kWh/kg、機(jī)械強(qiáng)度一一小于3mm的碎粒量不大于0.8%、灰份不大于0.7%、含硫量不大于0. 08%、氯化物含量不大于0.03%。采用的通風(fēng)設(shè)備，要求保證生產(chǎn)環(huán)境空氣流通即可。采用的除塵設(shè)備，用除塵旋風(fēng)分離器，出口處外加布袋除塵，除塵效果要求達(dá)到GB162 9 7-19 9 6中粉塵排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵是木質(zhì)顆粒成型，也是本發(fā)明的關(guān)鍵工序，成型機(jī)利用國(guó)產(chǎn)飼料顆粒成型機(jī)，對(duì)其局部進(jìn)行改造，即改進(jìn)壓輥和環(huán)模的結(jié)構(gòu)形狀，改變其有效壓制寬度，可滿足木質(zhì)顆粒成型的要求。由于木質(zhì)顆粒制粒產(chǎn)量比飼料顆粒小3—4倍，與之配套的進(jìn)料量相應(yīng)減少，進(jìn)料減速機(jī)的減速比要相應(yīng)加大，通常加大到原來(lái)的3～4倍，否則，進(jìn)料調(diào)速控制器經(jīng)常工作在起始端，調(diào)速性能差、穩(wěn)定性不好。另外，制粒環(huán)�？讖奖纫螅焊鶕�(jù)不同原料而有所改變，一般為1：5～1：6.5。
木質(zhì)顆粒成型時(shí)的粘合力主要是高溫軟化后的木素，而軟化木素的高溫是木質(zhì)顆粒成型時(shí)因擠壓產(chǎn)生的熱量，利用原料中殘存的水分即可產(chǎn)生蒸氣，成型時(shí)外加蒸氣軟化原料變得多余，因此，不需要通入高溫蒸氣加熱，節(jié)省了能源和鍋爐設(shè)備投資，只要進(jìn)入制粒成型的原料含水率控制在一定的范圍內(nèi)（通常在1 2%±0.5%），制粒溫度就會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，使顆粒成型機(jī)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
原料制粒成型后，顆粒的溫度很高（一般達(dá)到95℃～105℃），并且混有少量未成型的碎料，因此，必須經(jīng)過(guò)冷卻和篩分，使木質(zhì)顆粒冷卻定型和篩選出碎料，此工序采用冷卻篩分組合機(jī)，該機(jī)特點(diǎn)是冷卻篩選效果好、耗電少、機(jī)身結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小。
本發(fā)明與現(xiàn)有制造木質(zhì)顆粒工藝相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，工藝簡(jiǎn)捷、生產(chǎn)成本低：由于成型過(guò)程中不需要另外加蒸氣軟化木素，可以節(jié)省熱能和相應(yīng)的鍋爐設(shè)備投資。不加任何添加劑即可擠壓成型，使木質(zhì)顆粒燃料的原材料成本大大降低，因而可以大幅度降低產(chǎn)品成本，同時(shí)也避免了由于使用添加劑而造成的二次環(huán)境污染問(wèn)題，成為真正的環(huán)保顆粒燃料。附圖說(shuō)明
附圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖；
附圖2為本發(fā)明設(shè)備布置方案及工藝流程示意圖。圖中1．木材剩余物原料，2．潮濕木屑原料，3．干燥木屑原料，4．切片機(jī)，5．潮濕木材屑，6．干燥木材屑，7．氣流烘干機(jī)，8．粗料旋風(fēng)分離器，9．粗料布袋，10.粉碎機(jī)，11.氣流輸送器，12.粉料旋風(fēng)分離器，13.粉料布袋，14.粉料儲(chǔ)料斗，15.粉料提升機(jī)，16.制粒機(jī)，17.熱顆粒，18.熱顆粒提升機(jī)，l9．冷卻篩分組合機(jī)，2 0．冷顆粒成品，21.碎粉料，22.冷顆粒提升機(jī)，2 3．成品顆粒料斗，24.包裝機(jī)，25.除塵旋風(fēng)分離器，26.除塵布袋，27.通風(fēng)設(shè)備。
具體實(shí)施方式
一、設(shè)備安裝方法
參看圖2，切片機(jī)4、氣流烘干機(jī)7、粗料旋風(fēng)分離器8、粉碎機(jī)1 0、氣流輸送器11_、粉料旋風(fēng)分離器1 2、粉料儲(chǔ)料斗1 4、粉料提升機(jī)15、制粒機(jī)16、熱顆粒提升機(jī)18、冷卻篩分組合機(jī)19、冷顆粒提升機(jī)22、成品顆粒儲(chǔ)料斗2 3、包裝機(jī)24，按照工藝順序連接，粗料布袋9連接到粗料旋風(fēng)分離器8出風(fēng)口，粉料布袋1 3連接到粉料旋風(fēng)分離器12出風(fēng)口。輔助設(shè)備：通風(fēng)設(shè)備2 7安裝在廠房通風(fēng)口處，除塵旋風(fēng)分離器2 5的進(jìn)風(fēng)口連接到需要除塵的設(shè)備上，如粉料儲(chǔ)料斗1 4、粉料提升機(jī)1 5、制粒機(jī)1 6、熱顆粒提升機(jī)1 8、冷卻篩分組合機(jī)19，除塵旋風(fēng)分離器25的出風(fēng)口連接除塵布袋26，卸料口連接到粉料儲(chǔ)料斗14上。
二、工序運(yùn)行方法及參數(shù)
在圖2中，根據(jù)三種不同原料：木材剩余物原料1、潮濕木屑原料2、干燥木屑原料3，分別從不同入口送入：木材剩余物原料1經(jīng)切片機(jī)4切片后，切片后的木屑粒度控制在8～10mm，如果超標(biāo)，則檢查修正切片機(jī)4篩網(wǎng)孔徑和篩面損壞程度，篩網(wǎng)孔徑為10mm，如果篩面破損，必須立即更換篩片。對(duì)于潮濕木材屑5（含水率大于15%）：送入氣流烘干機(jī)7，再經(jīng)粗料旋風(fēng)分離器8卸料至粉碎機(jī)10、空氣從粗料布袋9溢出，當(dāng)粗料布袋9內(nèi)粉塵積聚到一定量時(shí)，清理至粉碎機(jī)10入口，卸料后物料含水率控制在14%±0.5%；對(duì)于干燥木材屑6（含水率不大于1 5%）：跳過(guò)干燥工序、直接送到粉碎機(jī)10。潮濕木屑原料2直接送入氣流烘干機(jī)7內(nèi)，而干燥木屑原料3直接送入粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎。
粉碎機(jī)10粉碎后物料粒度80%到達(dá)3~4mm，如果超標(biāo)，則檢查修正粉碎機(jī)1 0篩網(wǎng)孔徑和篩面損壞程度，篩網(wǎng)孔徑為5mm，如果篩面破損，必須立即更換篩片；如果粉碎效率降低到2／3，則要檢查料路是否堵塞或者是否需要檢修錘片。
粉碎后的物料經(jīng)氣流輸送器1 1送到粉料旋風(fēng)分離器1 2，卸料至粉料儲(chǔ)料斗14，在此過(guò)程中會(huì)揮發(fā)掉2%N3%的水份。在粉料儲(chǔ)料斗1 4里可隨機(jī)抽樣物料的含水率，應(yīng)該達(dá)到1 2%±0.5%。
粉料儲(chǔ)料斗1 4下端出料口要求用攪籠出料，以防結(jié)拱。出料到粉料提升機(jī)1 5，物料送入制粒機(jī)1 6。
制粒機(jī)16將原料壓制成直徑6mm或者8mm的木質(zhì)顆粒，環(huán)模的孔徑比視不同原料而略有差異，通常在1：5~1：6.5之間。首次啟動(dòng)制粒機(jī)或者停機(jī)檢修后冷機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行前，先要用油料預(yù)熱機(jī)器，油料配制用50kg木屑摻3%液體油（動(dòng)、植物油或者機(jī)油均可）循環(huán)使用：壓出的油料顆粒再送進(jìn)壓制腔內(nèi)再壓制，配制的油料可反復(fù)使用，用來(lái)作為制粒機(jī)冷啟動(dòng)料，正常連續(xù)運(yùn)行就不需要了；預(yù)熱過(guò)渡時(shí)間在5~1 0分鐘，待壓制區(qū)入料口溫度達(dá)到5 0℃~ 60℃時(shí)，即可停止預(yù)熱加料，接著慢慢逐漸加入正常物料，一般20—30分鐘即進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，穩(wěn)定運(yùn)行后，主電機(jī)負(fù)載電流為額定值的60%~80%、壓制區(qū)入料口溫度在8 0℃～103℃之間（不同原料有所變化），如果主電機(jī)電流過(guò)大，需降低進(jìn)料量；如果壓制區(qū)入料口溫度過(guò)高，一般是物料含水量過(guò)低，反之為含水量過(guò)高。制成的顆粒要求經(jīng)最少1 0次隨機(jī)抽樣，木質(zhì)顆粒長(zhǎng)度要求達(dá)到1—5倍直徑，允許含有不大于3%的未成型碎料，這些碎料在后面的篩分工序去除。
成型后的顆粒需要冷卻定型、篩分碎料，冷卻篩分組合機(jī)1 9的冷卻風(fēng)由除塵旋風(fēng)分離器2 5提供，冷卻風(fēng)量不小于2000m3／h．出口管徑不小于200mm、負(fù)風(fēng)壓不小于300Pa，顆粒在冷卻過(guò)程中應(yīng)盡量少損傷，正常運(yùn)行時(shí)，進(jìn)料量與出料量要匹配，調(diào)節(jié)出料閘大小，保持料位在上下限之間，以保證冷卻效果；篩分部分的篩板往復(fù)頻率在60~120次／分鐘之間，保證碎料充分過(guò)篩和顆粒不跳出篩板為度。
在粉料儲(chǔ)料斗14內(nèi)腔、粉料提升機(jī)1 5內(nèi)腔、制粒機(jī)1 6出料道、熱顆粒提升機(jī)1 8內(nèi)腔、冷卻篩分組合機(jī)19篩網(wǎng)下，用直徑100mm軟管連接到除塵旋風(fēng)分離器2 5進(jìn)風(fēng)口，均要求保持50~80Pa負(fù)壓，防止泄料和揚(yáng)塵；除塵旋風(fēng)分離器25風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量不小于3200m3/h、風(fēng)壓不小于12 00Pa。
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