生物質(zhì)燃料生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于生物質(zhì)燃料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及生物質(zhì)燃料生產(chǎn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)由于農(nóng)村生活水平提高，農(nóng)民對(duì)秸桿作物燃料的依賴(lài)性降低，致使每年都有大量農(nóng)作物秸桿留存，給秸桿處理和來(lái)年的春耕生產(chǎn)帶來(lái)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(duì)于秸桿的深耕還田處理實(shí)施難度大，丟棄堆放又占用大量耕地資源，因此農(nóng)民對(duì)于秸桿的處理方式多還是采用直接焚燒。然而焚燒秸桿不僅存在引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)，還會(huì)導(dǎo)致空氣污染，這既危害環(huán)境，又浪費(fèi)資源。近年來(lái)，政府就禁止秸桿焚燒問(wèn)題出臺(tái)了很多辦法和意見(jiàn)，但都沒(méi)有收到顯著的成效，究其根本原因，是秸桿作為一種生物質(zhì)能源未被有效開(kāi)發(fā)與利用，也未能體現(xiàn)其應(yīng)有的社會(huì)與商業(yè)價(jià)值。
[0003]與此同時(shí)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展消耗了大量的能源，這不僅導(dǎo)致礦物能源的逐年減少，隨著能源消耗的增多環(huán)境污染問(wèn)題也日趨嚴(yán)重。因此要想在保護(hù)環(huán)境的前提下加速我國(guó)新型工業(yè)化道路和全面實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)的進(jìn)程，就必須利用可再生能源來(lái)代替和補(bǔ)充傳統(tǒng)能源。農(nóng)作物秸桿就是很好的生物質(zhì)能源，秸桿經(jīng)過(guò)成型設(shè)備擠壓成質(zhì)地致密、形狀規(guī)則的固體燃料后，具有體積小、密度大、儲(chǔ)運(yùn)方便;品位較高、燃料特性?xún)?yōu)良；綠色無(wú)污染、干凈衛(wèi)生、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，可以替代礦物能源廣泛用于人們生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)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(guó)的能源結(jié)構(gòu)，對(duì)于保障國(guó)家能源安全、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)、為新農(nóng)村建設(shè)提供清潔能源均具有重大意義。
[0004]生物質(zhì)燃料塊固化成型技術(shù)主要分為熱壓縮成型技術(shù)、冷壓縮成型技術(shù)和碳化成型技術(shù)。熱壓縮成型技術(shù)是指;將生物質(zhì)原料加熱至170°C-220°C之間，通過(guò)施加一定的壓力，將生物質(zhì)原料壓縮至具有一定密度的成型燃料。其成型機(jī)理是通過(guò)加熱的方式，使生物質(zhì)原料中的木質(zhì)素軟化。木質(zhì)素在常溫下不溶于任何有機(jī)溶劑，但當(dāng)溫度在200-300°C時(shí)，木質(zhì)素會(huì)因溫度的變化而軟化。在木質(zhì)素軟化的過(guò)程中通過(guò)對(duì)其施加一定壓力，可使其與生物質(zhì)原料中的纖維素等物質(zhì)緊密粘接并發(fā)生機(jī)械變形和塑性流變，在垂直于最大應(yīng)力方向上，粒子主要以相互嚙合，而在垂直于最小應(yīng)力方向上，粒子主要以相互靠緊的方式結(jié)合，冷卻后即可固化成型。
[0005]目前國(guó)內(nèi)外的生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)設(shè)備主要有壓輥式擠壓成型機(jī)、螺桿連續(xù)擠壓成型機(jī)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)沖壓式成型機(jī)和液壓驅(qū)動(dòng)沖壓式成型機(jī)。這些成型設(shè)備都廣泛存在著工作能耗高、生產(chǎn)效率低、模具磨損嚴(yán)重、成型后的生物質(zhì)燃料品質(zhì)特性差異較大等諸多技術(shù)問(wèn)題。
[0006]活塞式熱壓成型機(jī)，包括:壓緊區(qū)(預(yù)擠壓)、壓變區(qū)(致密擠壓)、保型區(qū)(模具)以及加熱裝置，從物料保型區(qū)擠出后，生物質(zhì)燃料擠出塊自然冷卻定型。為了保證擠出塊不產(chǎn)生型變，不得不加長(zhǎng)模具，摩擦行程長(zhǎng);有的在壓變區(qū)和保型區(qū)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(fèi)能源。
[0007]生物質(zhì)成型設(shè)備是農(nóng)作物秸桿生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)的關(guān)鍵，其生產(chǎn)效率決定著生物質(zhì)成型燃料的產(chǎn)量，技術(shù)指標(biāo)決定著生物質(zhì)成型燃料的質(zhì)量，能耗決定著生物質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)成本。因此，開(kāi)發(fā)新型的高效、節(jié)能生物質(zhì)成型生產(chǎn)設(shè)備是生物質(zhì)成型燃料行業(yè)發(fā)展的首要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有生物質(zhì)成型燃料壓塊生產(chǎn)系統(tǒng)存在的工作能耗高、生產(chǎn)效率低、模具磨損嚴(yán)重、成型后的生物質(zhì)燃料品質(zhì)特性差異較大等問(wèn)題，而設(shè)計(jì)的生物質(zhì)燃料生產(chǎn)系統(tǒng)。
[0009]生物質(zhì)燃料生產(chǎn)系統(tǒng)，它包括:按順序?yàn)榻諚U切斷機(jī)、秸桿擠搓機(jī)、生物質(zhì)燃料成型機(jī)；
[0010]所述的秸桿擠搓機(jī)，它包括機(jī)架16、機(jī)筒12、絞龍13、進(jìn)料斗11、動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其特征在于:還包括擠搓頭，擠搓頭包括定擠搓頭21、動(dòng)擠搓頭22，定擠搓頭21固定在機(jī)筒12上，動(dòng)擠搓頭22固定在絞龍13上，定擠搓頭21、動(dòng)擠搓頭22，它們呈錐筒狀或錐碗狀;定擠搓頭21內(nèi)表面設(shè)有定擠搓齒211;動(dòng)擠搓頭22外表面設(shè)有動(dòng)擠搓齒221，定擠搓齒211和動(dòng)擠搓齒221為螺旋狀或波浪狀，相互配合。
[0011]所述的生物質(zhì)燃料成型機(jī)，它包括本體5、生物質(zhì)燃料擠壓機(jī)、模具固定封堵裝置、脫模機(jī)構(gòu)、活動(dòng)模具8、軌道9、保溫定型倉(cāng)3;
[0012]生物質(zhì)燃料擠壓機(jī)，包括機(jī)座6、料斗61、成型倉(cāng)63、成型液壓缸72、致密擠壓液壓缸73、加熱裝置;所述的成型倉(cāng)63上部設(shè)有成型擠壓通道，成型液壓缸72帶動(dòng)半模具壓頭721在成型擠壓通道豎直運(yùn)動(dòng)，半模具壓頭721下部設(shè)有半圓柱狀凹槽;成型倉(cāng)63下部設(shè)有致密擠壓倉(cāng)64，致密擠壓倉(cāng)64—側(cè)設(shè)有致密擠壓通道，致密擠壓液壓缸73帶動(dòng)致密擠壓壓頭731在致密擠壓通道中水平運(yùn)動(dòng)，致密擠壓倉(cāng)64底部設(shè)有半模模具641;半模具壓頭721與半模模具641可組成圓柱形致密擠壓腔，致密擠壓壓頭731與該圓柱形致密擠壓腔相匹配；致密擠壓倉(cāng)64的另一側(cè)設(shè)有出料口 642 ；
[0013]軌道9設(shè)置在生物質(zhì)燃料擠壓機(jī)的出料口642—側(cè)，與致密擠壓液壓缸73垂直設(shè)置；
[0014]模具固定封堵裝置設(shè)置在軌道9的另一側(cè)，模具固定封堵裝置與生物質(zhì)燃料擠壓機(jī)的出料口642相對(duì)設(shè)置，活動(dòng)模具8在軌道9上，保溫定型倉(cāng)3中運(yùn)行;活動(dòng)模具8—端與出料口 642相匹配，另一端與模具固定封堵裝置的模具封堵塞741相匹配；
[0015]脫模機(jī)與模具固定封堵裝置設(shè)置在軌道9的同一側(cè)。
[0016]所述的活動(dòng)模具8的模腔82為圓筒形，兩側(cè)設(shè)有與軌道9相匹配的卡口81。
[0017]所述的生物質(zhì)燃料活模成型機(jī)還設(shè)有預(yù)擠壓裝置，它是由喂料倉(cāng)62和喂料液壓缸71組成。
[0018]所述的定擠搓頭21為錐筒狀，所述的動(dòng)擠搓頭22錐碗狀。
[0019]所述的動(dòng)擠搓頭22是通過(guò)動(dòng)擠搓頭連接部與絞龍13連接，動(dòng)擠搓頭連接部包括:固定螺栓232、彈簧4、固定螺母233;彈簧4限制擠搓力，擰動(dòng)固定螺母233可調(diào)解彈簧4，改變擠搓力度;所述的動(dòng)擠搓頭連接部還包括限位柱231。
[0020]所述的機(jī)筒12、絞龍13為錐形;與擠搓頭連接處設(shè)有狹窄部。
[0021]所述的動(dòng)擠搓齒221和定擠搓齒211齒高1.8-3.2cm，螺旋角度60-70度，長(zhǎng)度25-30cmo
[0022]本實(shí)用新型提供了生物質(zhì)燃料生產(chǎn)系統(tǒng)，它包括:按順序?yàn)榻諚U切斷機(jī)、秸桿擠搓機(jī)、生物質(zhì)燃料成型機(jī)。將秸桿切成塊，秸桿擠搓機(jī)擠搓，在溫度170°C-230°C下生物質(zhì)燃料活模成型機(jī)擠壓填充活動(dòng)模具，保溫倉(cāng)中保持溫度190°C以上2-5min定型，脫模。秸桿擠搓機(jī)采用絞龍和擠搓頭相互配合擠搓，由原來(lái)的蓬松狀態(tài)變?yōu)橘|(zhì)地緊密的細(xì)絲或薄片狀，使秸桿纖維結(jié)構(gòu)壓縮，體積縮小、密度增加，由此增加成型機(jī)的物料喂入量。生物質(zhì)燃料活模成型機(jī)采用活動(dòng)模具，充填了生物質(zhì)燃料的活動(dòng)模具，在保溫倉(cāng)中190°C以上保存2-5min，生物質(zhì)燃料直接在保溫倉(cāng)中模具內(nèi)保型并定型后，脫模，增加了活模軌道和保溫倉(cāng)，省略了擠壓機(jī)中的喉管，縮短了保型區(qū)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(jié)約能耗;一個(gè)模具裝填完畢后自動(dòng)轉(zhuǎn)入保溫裝置中，擠壓設(shè)備繼續(xù)工作，縮短單個(gè)燃料塊的生產(chǎn)時(shí)間，增加了保型時(shí)間，生產(chǎn)的生物質(zhì)燃料塊成型好、密度大，質(zhì)地均勻、規(guī)格統(tǒng)一，可用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1秸桿擠搓機(jī)主視圖；
[0024]圖2稻桿擠撞機(jī)擠撞頭側(cè)視圖；
[0025]圖3秸桿擠搓機(jī)擠搓頭局部剖視圖；
[0026]圖4生物質(zhì)燃料活模成型機(jī)的結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖5生物質(zhì)燃料活模成型機(jī)主視圖；
[0028]圖6生物質(zhì)燃料活模成型機(jī)俯視圖；
[0029]圖7生物質(zhì)燃料活模成型機(jī)的活動(dòng)模具剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]實(shí)施例1秸桿擠搓機(jī)
[0031 ]請(qǐng)參見(jiàn)圖1-3，秸桿擠搓機(jī)，包括機(jī)架16、機(jī)筒12、絞龍13、擠搓頭、進(jìn)料斗11、動(dòng)力機(jī)構(gòu)；
[0032]絞龍13設(shè)在機(jī)筒12內(nèi)，擠搓頭包括定擠搓頭21、動(dòng)擠搓頭22，定擠搓頭21固定在機(jī)筒12上，動(dòng)擠搓頭22固定在絞龍13，
[0033]定擠搓頭21、動(dòng)擠搓頭22，它們呈錐筒狀，或呈錐碗狀；
[0034]定擠搓頭21內(nèi)表面設(shè)有定擠搓齒211;動(dòng)擠搓頭22外表面動(dòng)擠搓頭22設(shè)有動(dòng)擠搓齒221，定擠搓齒211和動(dòng)擠搓齒221為螺旋狀或波浪狀，相互配合；
[0035]所述的動(dòng)擠搓齒221和定擠搓齒211齒高1.8-3.2cm，螺旋角度60-70度，長(zhǎng)度25-30cm；
[0036]所述的動(dòng)擠搓頭22是通過(guò)動(dòng)擠搓頭連接部與絞龍13連接，動(dòng)擠搓頭連接部包括:固定螺栓232、彈簧4、固定螺母233;彈簧4限制擠搓力，擰動(dòng)固定螺母233可調(diào)解彈簧4，改變擠搓力度；
[0037]所述的動(dòng)擠搓頭連接部還包括限位柱231;
[0038]所述的機(jī)筒12、絞龍13為錐形;與擠搓頭連接處為狹窄部；
[0039]動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括:電機(jī)31、傳動(dòng)帶32、帶輪33;
[0040]帶輪33安裝在絞龍13上；
[0041 ] 帶輪33通過(guò)傳動(dòng)帶32與電機(jī)31相連。
[0042]使用時(shí)，首先將秸桿切碎，切碎長(zhǎng)度2.5cm-3.5cm;將切碎的秸桿由進(jìn)料斗11放入，啟動(dòng)，絞龍13帶動(dòng)切碎的秸桿運(yùn)動(dòng)至擠搓頭;在絞龍13的推動(dòng)下，秸桿被預(yù)擠壓后，進(jìn)入擠搓頭，被動(dòng)擠搓齒221和定擠搓齒211擠壓、揉搓;擠壓后的稻桿由擠搓頭排出；在動(dòng)擠搓齒221和定擠搓齒211的擠壓、揉搓下，改變秸桿原有結(jié)構(gòu)，變成片狀或絲狀，彈簧4限制擠搓力，防止進(jìn)料過(guò)多，堵塞，擰動(dòng)固定螺母23