專利名稱：農(nóng)作物秸稈顆粒成型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物質(zhì)燃料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及農(nóng)作物秸稈顆粒成型裝置。
背景技術(shù)：
國外成型燃料的發(fā)展分為三個(gè)階段從20世紀(jì)30 50年代為研究、示范、交叉引進(jìn)階段，研究的著眼點(diǎn)以代替化石能源為目標(biāo)；20世紀(jì)70 90年代為第二階段，各國普遍重視了化石能源對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)數(shù)量較大的、可再生的生物質(zhì)能源產(chǎn)生了興趣，開展生物質(zhì)致密成型燃料的研究，到90年代，歐洲、美洲、亞洲的一些國家在生活領(lǐng)域比較大量的應(yīng)用生物質(zhì)致密成型燃料；20世紀(jì)90年代后期至今為第三階段，首先以丹麥為首開展了規(guī)?；玫难芯抗ぷ?，丹麥著名的能源投資公司BWE率先研制成功了第一座生物質(zhì)致密成型燃料發(fā)電廠，隨后，瑞典、德國、奧地利等國家先后開展了利用生物質(zhì)致密成型燃料發(fā)電和作為鍋爐燃料研究。目前丹麥已經(jīng)建立了 130座發(fā)電廠，美國已經(jīng)在25個(gè)州興建了樹皮成型燃料加工場(chǎng)，每天生產(chǎn)燃料超過300噸。但生物成型燃料以歐洲的一些國家如丹麥、瑞典、奧地利發(fā)展最快。例如，瑞典人均生物質(zhì)致密成型燃料消耗量達(dá)到160 kg/年。歐洲現(xiàn)有近百家生物質(zhì)致密成型燃料加工廠，農(nóng)場(chǎng)主以秸稈為原料，靠近城市的加工廠以木屑為原料。我國的生物質(zhì)致密成型技術(shù)的研究和開發(fā)起步較晚?！捌呶濉遍_始，國內(nèi)的一些研究所和企業(yè)開始對(duì)生物質(zhì)致密顆粒成型機(jī)及生物質(zhì)成型理論研究。2000年前后，一些單位先后研制和生產(chǎn)了幾種不同規(guī)格的生物質(zhì)顆粒成型機(jī)和碳化機(jī)組，這些設(shè)備包括機(jī)械沖壓式顆粒成型機(jī)、液壓驅(qū)動(dòng)式顆粒成型機(jī)、電加熱螺桿顆粒成型機(jī)等。但這些設(shè)備存在著一些諸如成型筒及螺旋軸磨損嚴(yán)重、壽命較短、電耗大等缺點(diǎn)。進(jìn)入21世紀(jì)，國家開始對(duì)各種可再生清潔能源開發(fā)重視，生物質(zhì)成型燃料也進(jìn)入了良好的發(fā)展階段，顆粒狀、小方塊狀成型燃料也引起高度關(guān)注。目前，包括國內(nèi)很多企業(yè)和大專院校、科研院所開發(fā)成功擠壓式、液壓沖擊式、螺桿式成型燃料生產(chǎn)設(shè)備，并在取暖爐、鍋爐、機(jī)制木炭生產(chǎn)等方面廣泛使用。我國從20世紀(jì)80年代引進(jìn)螺旋推進(jìn)式秸稈顆粒成型機(jī)，先后有幾十家研究院所、生產(chǎn)企業(yè)投入成型燃料技術(shù)研究與開發(fā)利用工作。目前，比較成熟的技術(shù)有螺旋擠壓成型、活塞擠壓成型、環(huán)境擠壓成型、平模擠壓成型等。目前，國內(nèi)外還少有完整的此類成套集成化設(shè)備，居多的都是單一的壓縮成型設(shè)備，而最常見的壓縮成型設(shè)備主要包括螺旋擠壓式顆粒成型機(jī)、活塞沖壓式顆粒成型機(jī)和壓輥式顆粒成型機(jī)。螺旋擠壓式顆粒成型機(jī)是開發(fā)應(yīng)用最早的顆粒成型機(jī)，它是靠外部加熱成型套筒，使成型溫度保持在15(T30(TC之間，利用螺桿來推進(jìn)和擠壓生物質(zhì)，成型溫度使生物質(zhì)中的木質(zhì)素和纖維素軟化，進(jìn)而致密成塊狀燃料。該成型及具有運(yùn)行平穩(wěn)、連續(xù)生產(chǎn)成型燃料易燃等優(yōu)點(diǎn)，但存在原料含水率要求高、成型部件使用壽命短、能耗高等缺點(diǎn)。活塞沖壓式顆粒成型機(jī)一般不用外部加熱，是靠活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)原料的壓縮成型，通常用于生產(chǎn)實(shí)心棒狀或塊狀燃料。按驅(qū)動(dòng)類型，活塞沖壓式顆粒成型機(jī)可分為機(jī)械式和液壓式兩種，前者是利用飛輪儲(chǔ)存的能量，通過曲柄欄桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)沖壓活塞將原料壓縮成型；后者是利用液壓油缸所提供的壓力，帶動(dòng)沖壓活塞使生物質(zhì)沖壓成型?；钊麤_壓式顆粒成型機(jī)具有成型部件是有壽命長(zhǎng)、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，但也存在機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定性差、噪音大、潤滑油污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。壓輥式顆粒成型機(jī)的基本工作部件有壓輥和壓模組成，其中壓輥可繞自己的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其中外周加工有齒和槽，便于物料壓入和防止打滑，壓模上設(shè)計(jì)有一定數(shù)量的成型孔。 它的工作原理是在壓輥的作用下，進(jìn)入壓輥和壓模之間的生物質(zhì)原料被擠壓入成型孔內(nèi)然后被擠出，在出料口處被切成一定長(zhǎng)度的成型燃料。按照結(jié)構(gòu)不同，壓輥式顆粒成型機(jī)可分為平模造粒機(jī)和環(huán)模造粒機(jī)，其中環(huán)模造粒機(jī)又可分為臥式和立式兩種機(jī)型?？傮w來說，國內(nèi)生物質(zhì)平模成型方面的研究已經(jīng)取得一些進(jìn)展和成果，但是在研制方法、工藝流程和設(shè)備整體匹配性能分析方面還存在一些問題。(1)、平模成型理論基礎(chǔ)薄弱，生物質(zhì)的成型特性和機(jī)理研究還不夠系統(tǒng)和深入，目前尚未有生物質(zhì)平模技術(shù)及設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用；(2)、主要部件設(shè)備存在磨損嚴(yán)重，維修周期短，耗能高等缺點(diǎn)，并且在一體化、自動(dòng)化的生物質(zhì)平模成型研究還很不成熟，平模成型與其他設(shè)備如干燥設(shè)備、粉碎設(shè)備的銜接還不是很好；(3)、平模成型在模具上缺少多樣化，難以滿足不同生物質(zhì)利用設(shè)備需求；(4)、國外生物質(zhì)平模壓縮成型技術(shù)比較成熟，有的國家如北歐已經(jīng)形成較大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，但設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)很高，且適用原料主要為林業(yè)生物質(zhì)，不適合我國國情。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種性能好、能耗低、產(chǎn)率大、生產(chǎn)成本低的農(nóng)作物秸稈顆粒成型裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案農(nóng)作物秸稈顆粒成型裝置，包括干燥部分、粉碎部分、物料輸送部分、成型部分和冷卻干燥分離部分，干燥部分的出料口與粉碎部分的進(jìn)料口連接，粉碎部分的出料口通過物料輸送部分與成型部分的進(jìn)料口連接， 成型部分的出料口與冷卻干燥分離部分的進(jìn)料口連接。所述干燥部分包括沸騰氣化爐12、沉降室11和干燥器10，沸騰氣化爐12的熱氣出口通過沉降室11與干燥器10的進(jìn)氣口連接；干燥器10上設(shè)有第一電流傳感器17、第一濕度傳感器18和第一溫度傳感器19。所述粉碎部分為粉碎機(jī)1和第一旋風(fēng)分離器2，粉碎機(jī)1的進(jìn)料口與干燥器10的出料口連接，粉碎機(jī)1的出料口與第一旋風(fēng)分離器2進(jìn)料口連接；粉碎機(jī)1上設(shè)有第二電流傳感器20。所述物料輸送部分為螺旋輸送機(jī)3。所述成型部分包括喂料攪拌器4、水箱13和顆粒成型機(jī)14，水箱13的噴水管口伸入到喂料攪拌器4的進(jìn)料斗16內(nèi)，喂料攪拌器4的出料口與顆粒成型機(jī)14的進(jìn)料口連接； 進(jìn)料斗16內(nèi)設(shè)有第二溫度傳感器21和第二濕度傳感器22，沸騰氣化爐12的余熱出口與進(jìn)料斗16連通。所述冷卻干燥分離部分包括冷卻器6、卸料器15、第二旋風(fēng)分離器7和引風(fēng)機(jī)8，冷卻器6頂部的進(jìn)料口通過提升機(jī)5與顆粒成型機(jī)14的出料口連接，冷卻器6底部的出料口與卸料器15的進(jìn)料口連接，冷卻器6頂部的碎料出口與第二旋風(fēng)分離器7的進(jìn)料口連接，第二旋風(fēng)分離器7的排氣口與引風(fēng)機(jī)8的抽氣口連接；冷卻器6內(nèi)設(shè)有第三溫度傳感器23， 卸料器15內(nèi)設(shè)有壓力傳感器24。所述干燥器10的進(jìn)料口處設(shè)有上料機(jī)9。采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明包含了一套集秸稈干燥、粉碎及冷態(tài)致密成型于一體的智能化、自動(dòng)化、規(guī)?；哪茉刺幚砉に嚶肪€。該技術(shù)研究主要包裹干燥器、粉碎機(jī)、顆粒成型機(jī)、沸騰氣化爐等設(shè)備的研制和理論創(chuàng)新，最終形成的生產(chǎn)路線為米秸稈、玉米芯、稻草、小麥秸稈、棉花秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物等原料首先被送入的干燥機(jī)，干燥機(jī)的熱源由沸騰氣化爐提供熱風(fēng)經(jīng)過沉降室的配風(fēng)后進(jìn)入干燥機(jī)；干燥后的物料進(jìn)入粉碎機(jī)進(jìn)行切揉粉碎， 粉碎后經(jīng)物料輸送部分進(jìn)入成型部分，進(jìn)入壓縮顆粒成型機(jī)，生產(chǎn)出有光澤、高密度的顆粒燃料，再經(jīng)過冷卻、分離形成成型燃料產(chǎn)品。整個(gè)系統(tǒng)采用先進(jìn)的控制理論和技術(shù)，將溫度、 濕度、給料量、料位高度(壓力)實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化運(yùn)行。本發(fā)明具有的有益效果如下⑴、基礎(chǔ)研究利用ANSYS有限元軟件比較深入地研究了生物質(zhì)成型特性和顆粒成型機(jī)理，為生物質(zhì)平模技術(shù)及設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用提供基礎(chǔ)支持，并對(duì)其關(guān)鍵部件和技術(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。⑵、部件設(shè)備的優(yōu)化主要部件設(shè)備經(jīng)軟件優(yōu)化后更加符合實(shí)際運(yùn)行機(jī)理，磨損小、壽命長(zhǎng)，減少維護(hù)量。⑶、模具結(jié)構(gòu)研發(fā)了平模結(jié)構(gòu)尺寸可變化的生物質(zhì)成型設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了平模成型模具及設(shè)備的系列化開發(fā)，生產(chǎn)成型燃料直徑范圍廣，更好地適應(yīng)了不同用戶需求。⑷、控制部分對(duì)平模成型中的生物質(zhì)原料溫度、濕度、流量、料位(壓力)等主要參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化控制，減少了壓輥、電動(dòng)機(jī)等因?yàn)樵系念愋妥兓鸬亩铝虾凸收?，通過隊(duì)平模顆粒成型機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，使其實(shí)現(xiàn)了智能化、參數(shù)可視化運(yùn)行。根據(jù)干燥器內(nèi)的第一溫度傳感器和第一濕度傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)沸騰氣化爐運(yùn)行的自動(dòng)控制，使其可根據(jù)總程序的要求為干燥器提供相應(yīng)溫度與總量的熱風(fēng)；干燥器運(yùn)行的自動(dòng)控制，可使干燥器在總程序的要求下以最高的熱利用率把生物質(zhì)原料干燥到合適的水分，并根據(jù)第一電流傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如果電流較小，即干燥作業(yè)慢、需要干燥的時(shí)間長(zhǎng)，則下調(diào)粉碎部分、物料輸送部分、成型部分和冷卻干燥分離部分的運(yùn)行速度或暫停作業(yè)，這樣可以更加節(jié)約能源，反之，則加大其他部分的運(yùn)行速度；通過第二電流傳感器對(duì)粉碎機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，若電流過大，就知道物料不易粉碎，需要粉碎作業(yè)的時(shí)間長(zhǎng)，則下調(diào)干燥部分、物料輸送部分、成型部分和冷卻干燥分離部分的運(yùn)行速度或暫停作業(yè)，這樣可以更加節(jié)約能源，反之，則加大其他部分的運(yùn)行速度；通過第二溫度傳感器和第二濕度傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整溫度和加水過程控制，如控制沸騰氣化爐向進(jìn)料斗的熱氣的多少，如生物質(zhì)原來的含水率低于成型工藝要求的最佳含水率，可向粉碎后尚未成型的生物質(zhì)加入一定的水分，達(dá)到成型工藝的要求；通過第三溫度傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)控，達(dá)到冷卻溫度，冷卻干燥器打開出料口，向卸料器下放成型燃料，卸料器內(nèi)的料位達(dá)到規(guī)定高度，即壓力達(dá)到設(shè)定值，卸料器內(nèi)的壓力傳感器感知，卸料器進(jìn)行放料作業(yè)。(5)、自適應(yīng)工作模式本發(fā)明采用目前先進(jìn)的自動(dòng)化控制理論和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)
5能源化預(yù)處理系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化、智能化控制，提高設(shè)備的技術(shù)集成化水平，進(jìn)一步降低成本，提高產(chǎn)量?？勺詣?dòng)運(yùn)行，也可手動(dòng)控制。自動(dòng)模式下可根據(jù)原料的種類、含水率等要求，對(duì)生產(chǎn)線的運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)調(diào)整。針對(duì)玉米秸稈、玉米芯、稻草、小麥秸稈、棉花秸稈等原料的不同特點(diǎn)，根據(jù)其對(duì)成型參數(shù)的要求，有不同的控制程序，分別調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫， 使其在最佳狀態(tài)下工作。針對(duì)成型工藝的不同過程，也有相應(yīng)的子程序，使各個(gè)工段的設(shè)備在最佳狀態(tài)下工作。(6)、集成化設(shè)計(jì)平模成型與其他設(shè)備干燥設(shè)備、粉碎設(shè)備的無縫銜接，使整套裝備流水線工作，耗能低、效率高，促使了生物質(zhì)平模成型燃料的流水線生產(chǎn)、自動(dòng)化工作，減少人工作業(yè)和用工量，為規(guī)?；a(chǎn)提供保障。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明的農(nóng)作物秸稈顆粒成型裝置，包括干燥部分、粉碎部分、物料輸送部分、成型部分和冷卻干燥分離部分，干燥部分的出料口與粉碎部分的進(jìn)料口連接，粉碎部分的出料口通過物料輸送部分與成型部分的進(jìn)料口連接，成型部分的出料口與冷卻干燥分離部分的進(jìn)料口連接。干燥部分包括沸騰氣化爐12、沉降室11和干燥器10，沸騰氣化爐12的熱氣出口通過沉降室11與干燥器10的進(jìn)氣口連接，干燥器10的進(jìn)料口處設(shè)有上料機(jī)9 ；干燥器10 上設(shè)有第一電流傳感器17、第一濕度傳感器18和第一溫度傳感器19。干燥是生物質(zhì)進(jìn)行能源化預(yù)處理的首要環(huán)節(jié)，干燥器10的供熱熱源由生物質(zhì)沸騰氣化爐12提供，該氣化爐以生物質(zhì)為燃料，不用化石能源。沸騰氣化爐12產(chǎn)生的熱風(fēng)通過沉降室11配風(fēng)后煙氣溫度控制在350度左右，然后進(jìn)入干燥器10。根據(jù)干燥器10內(nèi)的第一溫度傳感器19和第一濕度傳感器18的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)沸騰氣化爐12運(yùn)行的自動(dòng)控制，使其可根據(jù)總程序的要求為干燥器10提供相應(yīng)溫度與總量的熱風(fēng)；干燥器10運(yùn)行的自動(dòng)控制，可使干燥器10在總程序的要求下以最高的熱利用率把生物質(zhì)原料干燥到合適的水分，并根據(jù)第一電流傳感器17的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如果電流較小，即干燥作業(yè)慢、需要干燥的時(shí)間長(zhǎng)，則下調(diào)粉碎部分、物料輸送部分、成型部分和冷卻干燥分離部分的運(yùn)行速度或暫停作業(yè)，這樣可以更加節(jié)約能源，反之，則加大其他部分的運(yùn)行速度；為保證在進(jìn)風(fēng)溫度為350 0C時(shí)，排風(fēng)溫度80 V，干燥器10內(nèi)的第一電流傳感器17運(yùn)行方式為當(dāng)控制中心檢測(cè)到排風(fēng)溫度高于80 °C，對(duì)干燥器10的拖動(dòng)電機(jī)發(fā)出降低轉(zhuǎn)速的指令，物料在干燥設(shè)備內(nèi)停留時(shí)間增加，從而提高了干燥設(shè)備的熱利用效率。粉碎部分包括粉碎機(jī)1和第一旋風(fēng)分離器2，粉碎機(jī)1的進(jìn)料口與干燥器10的出料口連接，粉碎機(jī)1的出料口與第一旋風(fēng)分離器2進(jìn)料口連接；粉碎機(jī)1上設(shè)有第二電流傳感器20。干燥后的物料先經(jīng)粉碎機(jī)1粉碎，針對(duì)原料中含水率差別比較大，粉碎物料種類不固定，研制了具有較好的物料適用性和水分適用性的組合式生物質(zhì)切揉粉碎設(shè)備，它在主軸上安裝有風(fēng)葉，可以一定的風(fēng)速把物料吹出粉碎室。第一旋風(fēng)分離器2不再單獨(dú)配置風(fēng)機(jī)，阻力較小，效率高。經(jīng)粉碎的物料由第一旋風(fēng)分離器2進(jìn)一步分離并收集，收集的不合格物料重新回收利用。通過第二電流傳感器20對(duì)粉碎機(jī)1的實(shí)時(shí)監(jiān)控，若電流過大，就知道物料不易粉碎，需要粉碎作業(yè)的時(shí)間長(zhǎng)，則下調(diào)干燥部分、物料輸送部分、成型部分和冷卻干燥分離部分的運(yùn)行速度或暫停作業(yè)，這樣可以更加節(jié)約能源，反之，則加大其他部分的運(yùn)行速度。成型部分包括喂料攪拌器4、水箱13和顆粒成型機(jī)14，水箱13的噴水管口伸入到喂料攪拌器4的進(jìn)料斗16內(nèi)，喂料攪拌器4的出料口與顆粒成型機(jī)14的進(jìn)料口連接；進(jìn)料斗16內(nèi)設(shè)有第二溫度傳感器21和第二濕度傳感器22，沸騰氣化爐12的余熱出口與進(jìn)料斗 16連通。物料輸送部分為螺旋輸送機(jī)3，第一旋風(fēng)分離器2的出料口與螺旋輸送機(jī)3的進(jìn)料口連接，螺旋輸送機(jī)3的出料口與喂料攪拌器4的進(jìn)料斗16連接。螺旋輸送機(jī)3可以根據(jù)粉碎后的物料直徑等因素調(diào)整螺旋輸送機(jī)3的生產(chǎn)能力， 物料在經(jīng)第一旋風(fēng)分離器2的分離后再經(jīng)過螺旋輸送機(jī)3進(jìn)入喂料攪拌器4，粉狀物料在進(jìn)料斗16內(nèi)加水后調(diào)至含水率為12 30%。水在水箱13中由一增壓泵加壓(水壓力為 0. IMPa),由噴水管噴入喂料攪拌器4內(nèi)，使物料的含水率達(dá)到12 30%。在喂料攪拌器4 內(nèi)攪拌均勻并符合成型的工藝條件后，物料送入顆粒成型機(jī)14壓縮成型。粉狀物料在顆粒成型機(jī)14內(nèi)成型。通過第二溫度傳感器21和第二濕度傳感器22的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整溫度和加水過程控制，如控制沸騰氣化爐12向進(jìn)料斗16的熱氣的多少，如生物質(zhì)原來的含水率低于成型工藝要求的最佳含水率，可向粉碎后尚未成型的生物質(zhì)加入一定的水分，達(dá)到成型工藝的要求。冷卻干燥分離部分包括冷卻干燥器6、卸料器15、第二旋風(fēng)分離器7和引風(fēng)機(jī)8，冷卻干燥器6頂部的進(jìn)料口通過提升機(jī)5與顆粒成型機(jī)14的出料口連接，冷卻干燥器6底部的出料口與卸料器15的進(jìn)料口連接，冷卻干燥器6頂部的碎料出口與第二旋風(fēng)分離器7的進(jìn)料口連接，第二旋風(fēng)分離器7的排氣口與引風(fēng)機(jī)8的抽氣口連接；冷卻干燥器6內(nèi)設(shè)有第三溫度傳感器23，卸料器15內(nèi)設(shè)有壓力傳感器M。由于顆粒成型機(jī)14的出料口處顆粒燃料的溫度約為60 70°C，含水率為12 25%，此時(shí)的硬度較低，不易貯存與運(yùn)輸，因此需要對(duì)顆粒燃料進(jìn)行冷卻干燥。成型燃料由斗式提升機(jī)5送入冷卻干燥器6，提升機(jī)5的輸送量取決于線荷載的值(單位長(zhǎng)度上物料的重量)和提升速度。顆粒燃料在冷卻干燥器6內(nèi)由冷空氣冷卻干燥后落入卸料器15，完成顆粒燃料與未成型粉料的分離。冷卻干燥器6的工作原理是，熱顆粒燃料直接通過進(jìn)口進(jìn)入冷卻干燥器6，并落入底部的卸料柵格上，當(dāng)物料堆積至料位器上限位置時(shí)，卸料柵格在電機(jī)的帶動(dòng)下作相對(duì)移動(dòng)，開始排出成型顆粒燃料。在引風(fēng)機(jī)8的作用下，冷卻干燥器6內(nèi)的碎料被抽到第二旋風(fēng)分離器7，第二旋風(fēng)分離器7將碎物料分離并收集，然后回收再利用。本發(fā)明包括生物質(zhì)干燥、粉碎、輸送、水分調(diào)整、壓縮成型、冷卻干燥分離等一套完整的生物質(zhì)成型成套設(shè)備及生產(chǎn)工藝流程，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的一體化運(yùn)行；根據(jù)原料的進(jìn)料量、 粉碎量、供熱量出料量及物料水分含量等條件的變化自動(dòng)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，使該系統(tǒng)運(yùn)行連續(xù)穩(wěn)定，形成規(guī)?；a(chǎn)。本發(fā)明的主要檢測(cè)功能有控制中心可對(duì)進(jìn)顆粒成型機(jī)14前的生物質(zhì)的含水率進(jìn)行在線檢測(cè)，對(duì)粉碎機(jī)1、顆粒成型機(jī)14的電流進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)、對(duì)進(jìn)入干燥設(shè)備前的熱風(fēng)與排出的濕氣溫度在線檢測(cè)、進(jìn)料倉16的溫度和濕度在線檢測(cè)。本發(fā)明的主要調(diào)節(jié)功能有可對(duì)沸騰氣化爐的加料與鼓風(fēng)進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)、對(duì)干燥器10的進(jìn)料皮帶機(jī)進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)、對(duì)配風(fēng)電機(jī)進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)、對(duì)干燥器10的拖動(dòng)電機(jī)進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)。其控制過程為控制中心檢測(cè)到成型原料的含水率高于所需含水率時(shí)，可同時(shí)調(diào)用熱風(fēng)控制程序，增加高溫?zé)煔獾暮浚瑴囟纫ＷC在設(shè)定的溫度，同時(shí)降低拖動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使干燥器10的熱利用率保持在較高的水平；如含水率低于設(shè)定的值，則向相反的方向調(diào)節(jié)，啟動(dòng)加水程序，增加原料含水率，以滿足成型設(shè)備對(duì)原料水分的要求。檢測(cè)中心檢測(cè)到粉碎機(jī)1或顆粒成型機(jī)14的主電機(jī)工作電流大于設(shè)定值時(shí)，則減少干燥器10進(jìn)料皮帶的轉(zhuǎn)速，減少給料量，同時(shí)沸騰氣化爐12的產(chǎn)風(fēng)量也相應(yīng)減少，干燥器10拖動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加。干燥的同時(shí)控制中心檢測(cè)到干燥器10的排煙溫度增加，控制中心發(fā)出降低拖動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速指令，增加原料的干燥時(shí)間，使干燥器10排氣溫度維持在設(shè)計(jì)的80 V。使干燥器10的干燥效率最高。干燥部分運(yùn)行參數(shù)的控制過程為加入物料的含水率增加時(shí)，在控制中心的作用下，沸騰氣化爐12提供的高溫?zé)煔饬恳蚕鄳?yīng)，如物料干燥時(shí)間不變，排煙溫度會(huì)升高，其干燥效率會(huì)下降。而干燥控制子程序能較好的解決這個(gè)問題。當(dāng)控制中心檢測(cè)到干燥器10的排氣溫度高于設(shè)定的80 °C時(shí)，控制中心的干燥子程序啟動(dòng)，發(fā)出指令降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，提高物料干燥時(shí)間，高溫?zé)煔饽艹浞峙c物料換熱，從而降低排氣溫度，可保證干燥器10在較高的效率下工作。通過第二濕度傳感器22及壓力傳感器M連續(xù)測(cè)量設(shè)備生產(chǎn)過程中原料水分和成型壓力的變化，根據(jù)測(cè)量值采用微電腦控制自動(dòng)調(diào)整進(jìn)料系統(tǒng)的水箱13的噴水速率以及喂料攪拌器4加料絞龍的給料速度，從而保持顆粒成型機(jī)14始終在最佳的成型原料水分及成型壓力下工作，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)。其水分控制精度在士3%以內(nèi)，成型壓力控制精度在士 IMpa以內(nèi)。綜上所述，本發(fā)明采用一體化的自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)成型的各個(gè)環(huán)節(jié)自動(dòng)運(yùn)行，減少了人工操作，保證系統(tǒng)在優(yōu)化的工況下自動(dòng)運(yùn)行，能耗及人工費(fèi)用低，生物質(zhì)干燥過程采用沸騰燃燒技術(shù)提供熱源，不消耗傳統(tǒng)能源，設(shè)備熱利用率可達(dá)60%以上。本發(fā)明集生物質(zhì)的干燥、粉碎和平模壓縮成型、冷卻干燥于一體，其具體流程為 上料機(jī)9將生物質(zhì)原料送入的干燥器10內(nèi)，通過等壓分流穩(wěn)壓箱和板式射流加熱板組成高效氣流組織進(jìn)行干燥，干燥后的物料的含水不均勻度小于3%，其含水率可靈活調(diào)節(jié)，設(shè)備熱利用率不小于60%。干燥后的生物質(zhì)進(jìn)入粉碎機(jī)1，利用平衡性好、振動(dòng)小、粉碎效率高、能耗低生物質(zhì)切揉制粉機(jī)進(jìn)行切割粉碎，使其粒徑在3 6mm以滿足下一步的壓縮成型。粉碎后的生物質(zhì)經(jīng)物料輸送部分進(jìn)入顆粒成型機(jī)14，壓縮后形成密度為0. 9 1. 3g/cm3的生物質(zhì)成型燃料。最后再經(jīng)過冷卻干燥器6的冷卻并進(jìn)一步降低成型燃料的含水率。圖中實(shí)線為生物質(zhì)原料成型路線，虛線為熱風(fēng)及煙氣路線。
權(quán)利要求1.農(nóng)作物秸稈顆粒成型裝置，其特征在于包括干燥部分、粉碎部分、物料輸送部分、成型部分和冷卻干燥分離部分，干燥部分的出料口與粉碎部分的進(jìn)料口連接，粉碎部分的出料口通過物料輸送部分與成型部分的進(jìn)料口連接，成型部分的出料口與冷卻干燥分離部分的進(jìn)料口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)作物秸稈顆粒成型裝置，其特征在于所述干燥部分包括沸騰氣化爐(12)、沉降室(11)和干燥器(10)，沸騰氣化爐(12)的熱氣出口通過沉降室(11)與干燥器(10)的進(jìn)氣口連接；干燥器(10)上設(shè)有第一電流傳感器(17)、第一濕度傳感器(18)和第一溫度傳感器(19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的農(nóng)作物秸稈顆粒成型裝置，其特征在于所述粉碎部分包括粉碎機(jī)(1)和第一旋風(fēng)分離器(2)，粉碎機(jī)(1)的進(jìn)料口與干燥器(10)的出料口連接，粉碎機(jī)(1)的出料口與第一旋風(fēng)分離器(2)進(jìn)料口連接；粉碎機(jī)(1)上設(shè)有第二電流傳感器(20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)作物秸稈顆粒成型裝置，其特征在于所述物料輸送部分為螺旋輸送機(jī)(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的農(nóng)作物秸稈顆粒成型裝置，其特征在于所述成型部分包括喂料攪拌器(4)、水箱(13)和顆粒成型機(jī)(14)，水箱(13)的噴水管口伸入到喂料攪拌器(4)的進(jìn)料斗(16)內(nèi)，喂料攪拌器(4)的出料口與顆粒成型機(jī)(14)的進(jìn)料口連接；進(jìn)料斗(16)內(nèi)設(shè)有第二溫度傳感器(21)和第二濕度傳感器(22)，沸騰氣化爐(12)的余熱出口與進(jìn)料斗(16)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的農(nóng)作物秸稈顆粒成型裝置，其特征在于所述冷卻干燥分離部分包括冷卻干燥器(6)、卸料器(15)、第二旋風(fēng)分離器(7)和引風(fēng)機(jī)(8)，冷卻干燥器(6)頂部的進(jìn)料口通過提升機(jī)(5)與顆粒成型機(jī)(14)的出料口連接，冷卻干燥器(6)底部的出料口與卸料器(15)的進(jìn)料口連接，冷卻干燥器(6)頂部的碎料出口與第二旋風(fēng)分離器(7)的進(jìn)料口連接，第二旋風(fēng)分離器(7)的排氣口與引風(fēng)機(jī)(8)的抽氣口連接；冷卻干燥器(6)內(nèi)設(shè)有第三溫度傳感器(23 )，卸料器(15 )內(nèi)設(shè)有壓力傳感器(24 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求2 6任一項(xiàng)所述的農(nóng)作物秸稈顆粒成型裝置，其特征在于所述干燥器(10)的進(jìn)料口處設(shè)有上料機(jī)(9)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種農(nóng)作物秸稈顆粒成型裝置，包括干燥部分、粉碎部分、物料輸送部分、成型部分和冷卻干燥分離部分，干燥部分的出料口與粉碎部分的進(jìn)料口連接，粉碎部分的出料口通過物料輸送部分與成型部分的進(jìn)料口連接，成型部分的出料口與冷卻干燥分離部分的進(jìn)料口連接。本實(shí)用新型包含了一套集秸稈干燥、粉碎及冷態(tài)致密成型于一體的智能化、自動(dòng)化、規(guī)模化的能源處理工藝路線。本實(shí)用新型采用一體化的自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)成型的各個(gè)環(huán)節(jié)自動(dòng)運(yùn)行，減少了人工操作，保證系統(tǒng)在優(yōu)化的工況下自動(dòng)運(yùn)行，能耗及人工費(fèi)用低，生物質(zhì)干燥過程采用沸騰燃燒技術(shù)提供熱源，不消耗傳統(tǒng)能源，設(shè)備熱利用率可達(dá)60%以上。
文檔編號(hào)C10L5/44GK202322767SQ20112048654
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者杜金宇 申請(qǐng)人:杜金宇