專利名稱：一種生物質(zhì)致密成型加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物質(zhì)致密成型加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生物質(zhì)致密成型加工 方法。
技術(shù)背景目前，廣泛使用的生物質(zhì)致密成型加工方法，是把生物質(zhì)原料運(yùn)輸?shù)綄ｉT 的加工廠里加工，原因在于現(xiàn)有加工方法中各個(gè)工序呈分開狀態(tài)，設(shè)備可移動(dòng) 性差；生物質(zhì)主要是農(nóng)作物的秸稈、薪柴等農(nóng)林廢棄物，將這樣分散在各處、 松散的生物質(zhì)原料長距離搬運(yùn)至加工廠，需要付出昂貴的收集、運(yùn)輸及儲(chǔ)存費(fèi) 用；加工成型后產(chǎn)品還要再運(yùn)出給用戶，有時(shí)候就是返給提供生物質(zhì)原料的原 有用戶使用。這樣集中加工導(dǎo)致了二次搬運(yùn)的麻煩和浪費(fèi)。有些生物質(zhì)原料產(chǎn) 地位置偏僻，交通運(yùn)輸不便，將該處的生物質(zhì)運(yùn)輸?shù)郊庸S中，運(yùn)費(fèi)高和運(yùn)輸 艱難，致使這些地方的生物質(zhì)不能有效轉(zhuǎn)化成致密型產(chǎn)品，造成資源浪費(fèi)。導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中生物質(zhì)致密成型加工不能移動(dòng)到生物質(zhì)產(chǎn)地進(jìn)行的另一 個(gè)原因是加工過程需要較大能耗和設(shè)備龐大、不便移動(dòng)。在現(xiàn)有的加工方法中，原料在加工時(shí)通常需要經(jīng)烘干或自然風(fēng)干工序后使 其含水量降低，然后進(jìn)行粉碎等預(yù)處理后，再進(jìn)行成型加工。原料烘干能耗較 大，裝置也比較復(fù)雜，使得設(shè)備的可移動(dòng)性變差。現(xiàn)有成型方法有螺旋擠壓成型、壓模式成型和活塞式?jīng)_壓成型幾種類型。螺旋擠壓成型，是利用生物質(zhì)的木質(zhì)素在加熱到適當(dāng)溫度(130-200攝氏 度)下會(huì)軟化的特性，將生物質(zhì)加熱，然后加壓使其固化成型。此方法中，原 料需要干燥至含水率13%以下，粉碎后利用螺旋擠壓機(jī)在高溫下擠壓成型，成 形后致密顆粒的溫度一般都在9(TC以上，因此，需要冷卻到常溫才能包裝、運(yùn) 輸。干燥、加熱、擠壓以及冷卻等過程的能耗都非常高，因此， 一般情況下， 每生產(chǎn)一噸生物質(zhì)致密成型產(chǎn)品的耗電量都高于100千瓦時(shí)，有的甚至達(dá)每噸 200千瓦時(shí)；而且，螺旋擠壓件工作環(huán)境惡劣，壽命非常短，螺桿的壽命通常 只有幾百小時(shí)，甚至不足100小時(shí)。壓模式成型方法，包括環(huán)模式、平模式及對(duì)輥式幾種成型模式。環(huán)模式及 平模式成型，是通過一個(gè)壓輥在具有成型孔的環(huán)模或平模上的環(huán)面或平面上滾 動(dòng)，將一定細(xì)度的原料壓進(jìn)成型孔中擠壓成型。在壓輥相對(duì)于環(huán)?；蚱侥L動(dòng) 將料壓入成型孔過程中，壓輥與物料之間的滑動(dòng)，使得將物料壓進(jìn)成型孔出現(xiàn) 困難，另外，由于滑動(dòng)生熱也使得物料在其成型過程中溫升很大， 一般成型孔出口處物料的溫度都在90'C左右。壓制出溫度這樣高的顆粒， 一般也要進(jìn)行冷 卻，然后才可以進(jìn)行包裝、運(yùn)輸?shù)取＠鋮s也增大了能耗。同時(shí)，由于滑動(dòng)摩擦 生熱，使得環(huán)模及壓輥溫度升高，工作環(huán)境惡劣，致使其使用壽命降低。另外， 在環(huán)模式成型中，壓輥比環(huán)?；蚱侥５哪p嚴(yán)重，需要頻繁更換。為了提供其 耐磨性，在制作時(shí)要對(duì)零件表面作高頻淬火處理，因而費(fèi)用昂貴?，F(xiàn)有技術(shù)中的對(duì)輥式成型方法通常有兩種， 一種是在具有成型孔的一對(duì)軋 輥組成的成型裝置中進(jìn)行，成型方式與環(huán)模式及平模式成型方式基本相同，優(yōu) 缺點(diǎn)也相同；而另一種成型方式是利用一對(duì)輥?zhàn)颖砻娴陌紶畛尚偷?，這種成型 方法制出的顆粒密度較低，容易散開，所以，往往需要根據(jù)情況在原料中添加 粘結(jié)劑?；钊麤_壓式成型方法，對(duì)原料的含水率要求不高，允許原料含水率高達(dá) 20%左右。成型機(jī)通常不用加熱，但成型物密度稍低，容易松散，工作部件與螺 旋擠壓式成型機(jī)相比，明顯改善了工作條件，但由于存在較大的振動(dòng)負(fù)荷，所 以機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定性差,噪音較大。現(xiàn)有諸多生物質(zhì)致密成型方法，有的在干燥原料和成型工序中需要加熱， 用電負(fù)荷很高，受加工條件的限制，有些生物質(zhì)原料所在地，缺少電力或電力 不足，不能設(shè)置成型加工點(diǎn)，即使將設(shè)備放置在車輛上，靠近生物質(zhì)原料堆放 地，因?yàn)殡娏栴}也難以作業(yè)?，F(xiàn)有的加工方法由于能耗和運(yùn)輸?shù)葐栴}導(dǎo)致成本高，也影響了農(nóng)民將秸稈 等生物質(zhì)制成致密的顆粒用作燃料等可再利用資源的積極性，因而，也很難形 成生物質(zhì)致密加工的產(chǎn)業(yè)化。中國專利號(hào)為00100122.1，名稱為"秸稈燃料、飼料壓型機(jī)"專利公開了 一種秸稈詞料燃料成型加工工藝。它包括對(duì)秸稈進(jìn)行粉碎、攪拌、沖壓成型幾 個(gè)步驟。該工藝過程中的各個(gè)設(shè)備都放置在一個(gè)帶有腳輪的底板上，這解決了 定點(diǎn)加工、不易移動(dòng)的缺陷，但是，此工藝除了對(duì)原料有含水率要求(小于18%) 外，沖壓成型過程仍然要求對(duì)原料加熱，因此，仍沒有擺脫能耗高的缺點(diǎn)，雖 然該工藝所使用的各個(gè)設(shè)備理論上可以移動(dòng)，但是，其較高的能耗和2.8噸的 重量及龐大機(jī)身，仍然制約了其前往各個(gè)地方、特別是電力缺乏和道路交通不 便的偏僻處加工處理生物質(zhì)的使用；而且，處在高溫下的工作部件，工作條件 惡劣，使用壽命短。中國專利號(hào)為03118876.1、名稱為"飼料、燃料作物秸稈成型生產(chǎn)成套設(shè) 備"的發(fā)明專利公開了一種飼料、燃料成型工藝，其包括對(duì)原料脫水、烘干過 程，而且需要預(yù)壓，因此，仍然沒有擺脫投資大、能耗高、機(jī)動(dòng)性差的缺點(diǎn)。申請(qǐng)?zhí)枮?00610017153.2名稱為"一種生物質(zhì)秸稈成型機(jī)"的發(fā)明專利申請(qǐng)，雖然放寬了生物質(zhì)原料的含水率，不需要粉碎、烘干，但是成型時(shí)仍需要加溫，采用熱成型技術(shù)，仍然存在能耗高的缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中生物質(zhì)致密成型方法能耗高、設(shè)備易磨 損以及機(jī)動(dòng)性差導(dǎo)致生物質(zhì)原料運(yùn)輸產(chǎn)生高額費(fèi)用的不足，提供一種新型生物 質(zhì)致密成型加工方法，該方法從各個(gè)加工環(huán)節(jié)入手降低能耗；能耗較低，使其 可以適應(yīng)廣大農(nóng)村包括電力不足的偏遠(yuǎn)地區(qū)使用，將加工現(xiàn)場設(shè)在生物質(zhì)原料 產(chǎn)地，降低運(yùn)輸費(fèi)用；本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于提供一種可以使用電能，但在沒有電力的地方也 可以使用非電力，可以到田間地頭等沒有電源的地方進(jìn)行作業(yè)的生物質(zhì)致密成 型加工方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案本發(fā)明提供的生物質(zhì)致密成型加工方法，其特征是包括粉碎步驟和對(duì)輥 式成型步驟，所述粉碎和對(duì)輥式成型所使用的設(shè)備設(shè)置在同一個(gè)機(jī)架上，粉碎 設(shè)備出口排出的碎屑輸入到所述對(duì)輥式成型設(shè)備的進(jìn)料口中；生物質(zhì)原料首先在粉碎步驟中粉碎成碎屑，然后，粉碎的碎屑進(jìn)入對(duì)輥式 成型設(shè)備中進(jìn)行成型加工；所述成型步驟使用一對(duì)輥式成型設(shè)備，其包括一對(duì)可轉(zhuǎn)動(dòng)且其間距可調(diào)或 不可調(diào)地固定在所述機(jī)架上的凹凸對(duì)輥，對(duì)輥中的每個(gè)輥?zhàn)拥膱A周表面設(shè)有凹 模部和凸模部，在所述輥?zhàn)拥陌寄２可显O(shè)有徑向成型孔，在該輥?zhàn)拥妮S心沿其軸向設(shè)有軸向通孔，使之成為空心輥，該徑向成型孔與該軸向通孔連通； 一個(gè) 所述軋輥的凸模部深入另一個(gè)所述軋輥的凹模部，將輸入到所述進(jìn)料口中再落 到凹模部中間的碎屑?jí)喝氚寄２可系膹较虺尚涂字胁⑹?，使得碎屑在成型?中被壓結(jié)成型，成型的生物質(zhì)致密產(chǎn)品從徑向成型孔的位于軸向通孔中的孔口 排出。本發(fā)明提供的加工方法中的所述粉碎步驟，是將細(xì)長的生物質(zhì)原料縱向輸 入粉碎設(shè)備中進(jìn)行橫向鍘切生成碎屑。即是將生物質(zhì)沿尺寸較小的截面進(jìn)行鍘 切；或者，更進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的加工方法中，在所述粉碎步驟可以包括一個(gè)預(yù) 先破碎步驟和橫向鍘切步驟在所述預(yù)先破碎步驟中，將生物質(zhì)原料壓扁，并沿 其縱向劈開；然后，在下面的粉碎步驟中，將壓扁并縱向劈開的生物質(zhì)送入粉 碎機(jī)構(gòu)進(jìn)行橫向鍘切；所謂橫向鍘切，就是將生物質(zhì)沿尺寸較小的截面進(jìn)行的 鍘切。接著，將鍘切粉碎后的生物質(zhì)碎屑輸入對(duì)輥式成型機(jī)，壓縮致密，成型為生物質(zhì)顆粒產(chǎn)品輸出。在包括預(yù)先破碎步驟的所述粉碎步驟中，具體地，在預(yù)先破碎步驟中，可 以是將生物質(zhì)縱向送到一個(gè)旋轉(zhuǎn)的壓輥和一個(gè)靜止的進(jìn)料導(dǎo)板之間，該壓輥的 圓周面上分布有將生物質(zhì)縱向劈開的劈刀，該劈刀可以是楔形刀片、三角形斷 面刀片或矩形體塊形刀具，其刀刃垂直于壓輥的軸線設(shè)置；所述劈刀在壓輥上 的排列形式為，沿壓輥的圓周方向成排設(shè)置，在壓輥的軸線方向平行地排列若 干排，同一排各個(gè)劈刀之間設(shè)有間隙，其為5-30mm，優(yōu)選25mm。相鄰兩排 劈刀中的各劈刀相錯(cuò)設(shè)置。該劈刀的刀刃長度一 般可以是5-25mm，優(yōu)選20mm; 相鄰兩排劈刀的間距可以在5-15mm，優(yōu)選10mm。壓輥到進(jìn)料導(dǎo)板之間的間距小于生物質(zhì)原料的徑向尺寸。 在與劈刀對(duì)應(yīng)位置的進(jìn)料導(dǎo)板上設(shè)有劈刀槽，劈刀的端部從該劈刀槽中通過。在所述機(jī)架上設(shè)有一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，與所述粉碎和對(duì)輥式成型所使用的設(shè)備的 主動(dòng)件連接，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接動(dòng)力源，所述動(dòng)力源可以是電機(jī)或是柴油機(jī)。所述對(duì)輥式成型步驟中，所述的兩個(gè)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)向相反地轉(zhuǎn)動(dòng)，其上的凹模部 和凸模部在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中， 一個(gè)輥?zhàn)拥囊粋€(gè)凸模部逐漸嵌入到另一輥?zhàn)拥陌寄２?的凹陷處，相互嵌合、再逐漸從凹模部脫出脫離嵌合，在凸模部進(jìn)入凹模部和 相互嵌合過程中，經(jīng)前一粉碎步驟粉碎為碎屑的生物質(zhì)進(jìn)到凹模部中間，被凸 模部壓入凹模部上的徑向成型孔中并施壓，壓結(jié)成型。所述的兩個(gè)輥?zhàn)拥耐鼓２亢桶寄２康耐饫男螤顬樵撏鼓２康耐饫獮橥?凸弧形表面，與凹模部內(nèi)凹弧形表面吻合，使得在兩個(gè)軋輥相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)凸模部 與凹模部形成相嵌或稱為嚙合結(jié)構(gòu)。所述凹模部底部開有的所述徑向成型孔從內(nèi)向外，順序?yàn)闉殄F形孔段和直 直孔段，或者，所述成型孔為直孔。在成型步驟后面最好還設(shè)有切斷步驟，將壓成的產(chǎn)品切斷成為生物質(zhì)致密 顆粒。具體地，可以在所述輥式成型設(shè)備的對(duì)輥成型產(chǎn)品出口處的機(jī)架上設(shè)置回 轉(zhuǎn)切斷刀具，該切斷刀具可以固定在機(jī)架上，探伸到所述輥?zhàn)拥妮S向通孔的孔 口內(nèi)，徑向成型孔孔口上，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，切斷刀與從成型孔壓出的條狀產(chǎn)品形成 相對(duì)運(yùn)動(dòng)而切斷之，形成大小均勻的生物質(zhì)致密顆粒。在上述加工方法中，生物質(zhì)原料，可以是農(nóng)作物秸稈，荊棘雜草等，較粗 的生物質(zhì)如玉米、高梁秸稈由喂入機(jī)構(gòu)喂入預(yù)先破碎裝置中被壓扁，并沿縱向劈開，再進(jìn)入鍘切式粉碎機(jī)構(gòu)被鍘切成碎屑，最后進(jìn)入成型裝置的進(jìn)料斗，落 入到輥面為凹凸模結(jié)構(gòu)的凹凸式的一對(duì)軋輥上，經(jīng)過凹凸式對(duì)輥壓縮后成型。 如果是較細(xì)的生物質(zhì)，如麥秸或稻草，可以由預(yù)先破碎機(jī)構(gòu)壓扁、劈開，再進(jìn) 行橫向鍘切，還可以不經(jīng)過壓扁劈開過程，直接通過喂料裝置輸送橫向鍘切設(shè) 備，只是對(duì)其進(jìn)行橫向鍘切，例如通過不帶劈刀的壓輥和靜止的進(jìn)料導(dǎo)板之間 的輸送進(jìn)入粉碎機(jī)構(gòu)進(jìn)行橫向鍘切的粉碎工段，然后通過對(duì)輥成型即可。本發(fā)明提供的生物質(zhì)致密成型加工方法，其中生物質(zhì)原料的含水率一般不大于30%即可。對(duì)于本發(fā)明的加工方法，原料較高的含水率一般更容易成型， 這是因?yàn)檩^粗大的秸稈等經(jīng)過本發(fā)明特殊的預(yù)先破碎過程以及粉碎過程，生物 質(zhì)在縱向劈開呈纖細(xì)狀，在后面的成型過程中，生物質(zhì)粒子相互嵌合成型容易， 而且在生物質(zhì)粒子相互填充、鑲嵌的過程中，水可以起到潤滑作用，使成型過 程變得更加容易。對(duì)于成熟的農(nóng)作物秸稈， 一般情況下，含水率都不會(huì)大于 30%。因此，本加工方法不需要對(duì)原料進(jìn)行烘干等干燥處理。這樣，使得設(shè)備 更加簡單，成本低、重量輕，體積小，能耗也大大降低。本加工方法中，成型設(shè)備也不需要加熱，主要依靠在壓力作用下成型，在 壓力作用下，生物質(zhì)的粒子相互填充、鑲嵌壓制成型。由于大多數(shù)秸稈類生物 質(zhì)其結(jié)構(gòu)較疏松，粒子間的空隙較大，在壓力作用下相互擠壓、填充而使結(jié)構(gòu) 更密實(shí)。而細(xì)胞中的水分可以起到潤滑作用，加速這一過程的實(shí)現(xiàn)。細(xì)胞壁中 含有的主要多糖為纖維素、木質(zhì)葡聚糖和果膠類多糖，在填充、鑲嵌過程中這 類物質(zhì)起著粘結(jié)劑的作用。理論上講，碎屑的顆粒越小，壓力越大，其硬化效 果越好。由于本工藝在成型之前設(shè)置的壓扁(壓碎)、縱向劈切、橫向鍘切使 生物質(zhì)的各種組織充分暴露，因而，使得這種鑲嵌、填充更加容易，由此，可 以降低壓力，節(jié)省能耗。由于本發(fā)明采用凹凸對(duì)輥嵌入式成型方法，其成型方式與現(xiàn)有技術(shù)中的成 型方式大不相同。其沒有了現(xiàn)有技術(shù)中螺旋式成型升溫磨損的問題，也解決了 現(xiàn)有環(huán)模型、平模型和某些對(duì)輥壓輥在環(huán)模等上面打滑的問題，兩個(gè)壓輥的理 論嚙合線的分度圓是處于純滾動(dòng)的作用方式，凸模部可以壓到凹模部的成型孔 的孔口，對(duì)于其中碎屑的施壓可以是高效的。因此使用本成型裝置，成型部件 與物料之間的摩擦很小，因而，不會(huì)引起溫度的過度升高。在將原料以一定的 壓力壓入成型孔過程中會(huì)有一定的溫升，本發(fā)明的加工方法中，成型溫度一般不會(huì)高于7trc。而這種適當(dāng)?shù)臏厣兄诮斩捴泄z類物質(zhì)的粘結(jié)效果。本加工方法中，成型壓力可以是30- 120MPa。壓力的取值范圍與生物質(zhì)秸稈的類型、成熟度、含水率等因素有關(guān)。如棉 花秸稈與玉米、小麥、稻谷類秸稈不同，其纖維素等含量較少，因此，成型壓力要求較高。成熟早期與晚期不同，秸稈中的多糖類物質(zhì)將發(fā)生變化，成型壓 力也要隨著改變。在粉碎步驟中， 一般將物料粉碎到小于或等于成型顆粒直徑的三分之二的碎屑，如果成型顆粒的直徑在8 - 12mm范圍內(nèi)，則碎屑的長度應(yīng)為5.5 - 8mm。本加工方法壓制的產(chǎn)品顆粒的密度一般在0.9- 1.3噸/立方米。這樣的密 度完全適用于用作燃料、詞料等用途。在所述成型步驟中，對(duì)成型孔中的溫度和/或壓力進(jìn)行監(jiān)測，對(duì)于所述凹凸 對(duì)輥可轉(zhuǎn)動(dòng)且其間距可調(diào)地固定在所述機(jī)架上的對(duì)輥式成型設(shè)備，根據(jù)成型溫 度和/或壓力，相應(yīng)調(diào)整對(duì)輥間距，以便調(diào)整成型生物質(zhì)致密產(chǎn)品的密度?；?者，根據(jù)生物質(zhì)致密產(chǎn)品的密度要求與成型壓力的關(guān)系，通過調(diào)節(jié)對(duì)輥的間距 調(diào)節(jié)成型壓力，從而得到密度合格的產(chǎn)品。設(shè)于所述成型孔中的溫度傳感器和/或壓力傳感器上的導(dǎo)線和數(shù)據(jù)傳輸線 通過所述輥?zhàn)拥乃鲚S向通孔引出，可以與一顯示屏連接，使得得到的溫度和 /或壓力值通過顯示屏顯示，操作者通過顯示的相應(yīng)數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)對(duì)輥的間距。通過在成型過程中監(jiān)測控制對(duì)輥的壓力和溫度，及時(shí)調(diào)節(jié)壓力控制裝置， 調(diào)節(jié)凹凸對(duì)輥的成型壓力，使壓力不致過大而浪費(fèi)能源，也不致壓力過小不成 型或成型密度不達(dá)標(biāo)。在本發(fā)明提供的所述加工方法中，自生物質(zhì)原料給料到壓縮致密成型產(chǎn)品 出料的整個(gè)加工過程所需零、部件及自動(dòng)或手動(dòng)控制裝置均布置于一個(gè)機(jī)架 上；機(jī)架上裝有小輪，使得設(shè)備可以用動(dòng)力等拖動(dòng)或車輛裝載而移動(dòng)；由此， 本加工方法使用的整臺(tái)設(shè)備具備機(jī)動(dòng)性，其可以用農(nóng)村常用的農(nóng)用機(jī)動(dòng)車拖動(dòng) 轉(zhuǎn)移，也可以裝載在農(nóng)用車上轉(zhuǎn)移，在生物質(zhì)原料產(chǎn)地進(jìn)行就地加工。由于本 發(fā)明提供的方法和使用的設(shè)備的獨(dú)特，可以使得本設(shè)備的重量控制在該機(jī)器每 小時(shí)生產(chǎn)生物質(zhì)致密顆粒重量的兩倍。例如，設(shè)備的生產(chǎn)率是300千克/小時(shí)， 則機(jī)器的重量可以在600千克左右?，F(xiàn)有技術(shù)中一般使用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)牽引的 農(nóng)用車的載重量為2 — 3噸，在該車上放置或拖動(dòng)本發(fā)明使用的設(shè)備，其外， 車輛還可以運(yùn)輸加工好的生物質(zhì)致密顆粒。所述加工方法中的各機(jī)構(gòu)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，其總傳輸軸可以連接一電 機(jī)，或農(nóng)用柴油機(jī)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。還可以采用牽引本加工設(shè)備的農(nóng)用車本身的 動(dòng)力柴油機(jī)。其連接結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有技術(shù)中種類繁多，在此不再贅述。本發(fā)明提供的生物質(zhì)致密成型加工方法，其中的粉碎步驟具有獨(dú)到之處， 其不是將原料放入粉碎機(jī)雜亂地進(jìn)行粉碎，而是將細(xì)長的原料縱向輸入粉碎 機(jī)，通過橫向鍘切，粉碎成一定的細(xì)度，對(duì)于例如玉米或高梁等較粗的秸稈， 在橫向鍘切粉碎之前設(shè)置一個(gè)預(yù)破碎步驟，將其壓扁且縱向劈開成細(xì)長物，然后在如粉碎細(xì)長原料一樣地橫向鍘切粉碎。這樣的粉碎或預(yù)破碎加粉碎工藝可 以高效率地將物料粉碎成所要求的細(xì)度，再有，由于本加工方法中設(shè)置了預(yù)先 的壓扁劈切工序，粉碎中采用橫向鍘切的粉碎方式，這樣就更加降低了粉碎能 耗。因此，本加工方法的能耗比現(xiàn)有技術(shù)中的加工方法顯著節(jié)能，這其中減少 粉碎能耗對(duì)整個(gè)方法耗能低有較大貢獻(xiàn)。在成型過程中監(jiān)測成型溫度和/或壓力值，避免壓力過大而浪費(fèi)能量，這也 是降低本發(fā)明的方法能耗的有效措施。在本發(fā)明提供的加工方法中，對(duì)于原料的含水率限制范圍較寬，使得原料 不需要烘干，在成型過程中采用冷壓技術(shù)致密成型，也不需加熱，這些是使得 本方法的能耗與現(xiàn)有技術(shù)中其它方法相比能耗低得很多的重要因素。同時(shí)，沒 有干燥原料過程，使得設(shè)備簡單，設(shè)備的重量和體積大大減少，另外，再加上 本加工方法中的各個(gè)對(duì)應(yīng)機(jī)構(gòu)連接的驅(qū)動(dòng)裝置同時(shí)適用電機(jī)與柴油機(jī)，即使是 沒有電力、道路交通情況比較差的偏遠(yuǎn)地區(qū)，使用本發(fā)明方法對(duì)應(yīng)的設(shè)備上述 地區(qū)都可以方便到達(dá)，因此，本發(fā)明可以使得分散、偏遠(yuǎn)地區(qū)的生物質(zhì)資源也 能得到利用。本發(fā)明提供的生物質(zhì)致密成型加工方法采用冷成型技術(shù)， 一次性致密成 型，無須烘干及加熱，也不需要冷卻，能耗低，效率高，成本低，本發(fā)明提供的方法，每生產(chǎn)一噸生物質(zhì)致密顆粒，能耗不超過80千瓦時(shí)。另外，本方法 的一次成型率可達(dá)到85 — 95%，略高于現(xiàn)有技術(shù)中的同類水平，生產(chǎn)率較高； 將動(dòng)力輸入設(shè)計(jì)成既適合于電力，也適合于柴油機(jī)，可以到地塊偏僻、分散、 缺少電力的區(qū)域作業(yè)，生物質(zhì)原料可以在產(chǎn)地加工，方便使用。本發(fā)明提供的 加工方法實(shí)現(xiàn)了成型設(shè)備的機(jī)動(dòng)性、 一體性、方便性，與電動(dòng)機(jī)或柴油機(jī)動(dòng)力 配置，能夠在生物質(zhì)產(chǎn)地進(jìn)行加工，不需烘干，生物質(zhì)原料被直接、就地、一 次性致密成型，能耗低，效率高，方便使用、運(yùn)輸，惠及廣大農(nóng)民。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1為本發(fā)明提供的生物質(zhì)致密成型加工方法的工藝流程圖； 圖2為本發(fā)明提供的生物質(zhì)致密成型加工方法所使用的全套設(shè)備的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖3為一種進(jìn)料壓扁劈切機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3a為圖3所示的壓扁劈切機(jī)構(gòu)中壓輥的展開結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明提供的生物質(zhì)致密成型加工方法中使用的軋輥式成型機(jī)構(gòu)中 一對(duì)軋輥上凹凸碾壓表面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為在如圖3所示的軋輥上安裝壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明提供的一種傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供的生物質(zhì)致密成型加工方法的一個(gè)實(shí)施例是用于粉碎玉米秸 稈，其加工工藝流程見圖l，包括對(duì)原料的預(yù)先破碎、粉碎和對(duì)輥式成型幾個(gè) 步驟；預(yù)先破碎步驟又分為壓扁和劈開兩個(gè)分步驟，在所述預(yù)先破碎步驟中， 將生物質(zhì)原料先壓扁，再沿其縱向劈開；然后，在下面的粉碎步驟中，將壓扁 并縱向劈開的細(xì)條狀生物質(zhì)送入粉碎機(jī)構(gòu)進(jìn)行橫向鍘切；接著，將鍘切粉碎后 的碎屑通過一道篩網(wǎng)，大小合格的碎料落入對(duì)輥式成型機(jī)即一對(duì)可轉(zhuǎn)動(dòng)且其間 距可調(diào)地固定在機(jī)架上的凹凸對(duì)輥之間的進(jìn)料口，進(jìn)行壓縮致密成型，制出具 有一定密度的生物質(zhì)顆粒產(chǎn)品輸出。篩網(wǎng)上面的較大的物料可以重新返回粉碎 過程進(jìn)行粉碎后再進(jìn)入成型過程。本加工方法可以在如圖2所示的一套整體設(shè)備中進(jìn)行。其包括一個(gè)機(jī)架1， 其上固設(shè)機(jī)架車輪8。在機(jī)架上固設(shè)一電機(jī)05或柴油機(jī)，其輸出軸連接一減速 箱7，該減速箱具有兩個(gè)轉(zhuǎn)速不同的輸出軸， 一根輸出軸通過皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)03 連接粉碎機(jī)構(gòu)中的橫向鍘切機(jī)構(gòu)4，橫向鍘切機(jī)構(gòu)4再通過一鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)01 連接一預(yù)先破碎機(jī)構(gòu)的壓輥13;另一根輸出軸通過一皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)02連接成 型機(jī)構(gòu)對(duì)輥中的一個(gè)軋輥17，兩個(gè)軋輥16、 17之間設(shè)置鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)021，使 得兩個(gè)壓輥轉(zhuǎn)向相反、轉(zhuǎn)速相同的轉(zhuǎn)動(dòng)(見圖6)。各個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)向相應(yīng)機(jī)構(gòu) 提供適合的速度和轉(zhuǎn)向。在減速箱7的輸入軸上還設(shè)有一個(gè)皮帶輪，其上設(shè)皮 帶04用于連接牽引或裝載本加工設(shè)備的車輛的動(dòng)力輸出軸，例如連接裝載本 設(shè)備的農(nóng)用機(jī)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(圖中未示出)。在機(jī)架1的最上面設(shè)置的擱板101上設(shè)有一預(yù)先破碎裝置，該預(yù)先破碎裝 置由帶劈刀12的壓輥13、進(jìn)料導(dǎo)板11以及外罩14組成。實(shí)現(xiàn)壓扁和劈開預(yù) 破碎步驟的壓輥13，其可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在擱板101上的軸承座上，該壓輥13的 圓周面131上分布有將生物質(zhì)縱向劈開的楔形劈刀12，所述劈刀為沿壓輥的圓 周方向成排設(shè)置，在壓輥的軸線方向平行地排列若干排，同一排各個(gè)劈刀12 之間設(shè)有間隙dl，相鄰兩排劈刀的間距位d2，該劈刀的刀刃長度d3—般可以 是5-25mm，優(yōu)選20mm;同一排劈刀的間隙dl為5-30mm，優(yōu)選25mm。相鄰 兩排劈刀的間距d2可以在5-15mm,優(yōu)選10mm。相鄰兩排劈刀相錯(cuò)設(shè)置。壓輥到進(jìn)料導(dǎo)板之間的間距小于生物質(zhì)原料的徑向尺寸。如圖3所示，在圓形截面壓輥13的下方機(jī)架1上固設(shè)靜止的進(jìn)料導(dǎo)板11， 進(jìn)料導(dǎo)板11與壓輥13的不設(shè)劈刀12的圓周表面之間設(shè)有一定的間隙，該間 隙的大小是可以可調(diào)的，其大小決定了生物質(zhì)被壓扁的程度和被劈開的效果。 該間隙越小，生物質(zhì)被壓得越扁，破碎效果越好，但是能耗將提高。在與劈刀12對(duì)應(yīng)位置的進(jìn)料導(dǎo)板11上設(shè)有劈刀槽111，劈刀的端部置于該劈刀槽111 中設(shè)置。工作中，劈刀的端部從該劈刀槽中通過縱向劈開秸稈。
壓輥13到進(jìn)料導(dǎo)板11之間的間距通常調(diào)節(jié)到小于生物質(zhì)原料的徑向尺寸 的0.25-0.6倍。本實(shí)施例中可定為5-8mm。
壓輥13和進(jìn)料導(dǎo)板11之間的間距可以有多種調(diào)節(jié)方法，也對(duì)應(yīng)有多種調(diào) 節(jié)結(jié)構(gòu)。例如，可以通過調(diào)節(jié)壓輥13在擱板上支撐的軸承的高低位置實(shí)現(xiàn)， 在軸承和機(jī)架之間設(shè)置若干墊片，通過增減墊片調(diào)整壓輥13的與進(jìn)料導(dǎo)板11 的間距；也可以調(diào)節(jié)進(jìn)料導(dǎo)板11的高度實(shí)現(xiàn)；也可以采用彈簧機(jī)構(gòu)自動(dòng)控制， 例如壓輥支撐固定在一個(gè)彈性裝置上。
在壓輥13的進(jìn)料口上設(shè)有一喂料保護(hù)機(jī)構(gòu)2，其可以是一個(gè)傾斜的導(dǎo)板。 原料沿喂料保護(hù)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)板進(jìn)入后，由壓輥壓扁劈切成細(xì)條，然后進(jìn)入粉碎室。
粉碎室設(shè)在機(jī)架1上位于壓輥出料口的后面偏下方，其中固設(shè)有橫向鍘切 刀具，其是一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在機(jī)架1上的回轉(zhuǎn)鍘刀，即滾動(dòng)鍘刀，其與驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)通過皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)03連接，該回轉(zhuǎn)鍘刀的固接軸與壓輥13的固接軸之間 通過鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)01連接(見圖6)。本發(fā)明提供的加工方法中的所述粉碎步驟， 是包括前面預(yù)破碎工序即把壓扁并縱向劈開成細(xì)長物的玉米秸稈縱向輸入粉 碎設(shè)備中，通過滾動(dòng)鍘刀進(jìn)行鍘切。前面的帶有劈刀的壓輥13和進(jìn)料導(dǎo)板11 還起到進(jìn)料機(jī)構(gòu)的作用。
本發(fā)明提供的粉碎步驟，還可以不設(shè)預(yù)先破碎步驟，直接將較細(xì)的秸稈如 稻草或麥秸直接進(jìn)行橫向鍘切。對(duì)應(yīng)的所述粉碎裝置，可以是包括一個(gè)進(jìn)料機(jī) 構(gòu)和一個(gè)鍘切機(jī)構(gòu)，設(shè)在機(jī)架1上，所述進(jìn)料機(jī)構(gòu)包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在機(jī)架上 的一個(gè)壓輥和與之對(duì)應(yīng)靜止地固定在機(jī)架上的一個(gè)進(jìn)料導(dǎo)板，其間形成進(jìn)料口 和出料口，該軋輥上不設(shè)劈刀。在出料口處固設(shè)所述鍘切機(jī)構(gòu)，其包括一個(gè)與 所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的轉(zhuǎn)盤，在該轉(zhuǎn)盤上圓周方向上鉸接設(shè)置一把或幾把鍘刀 片，構(gòu)成柔性鍘刀，該鍘刀片的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡與前述進(jìn)料機(jī)構(gòu)的出料口相交。由此， 可以對(duì)進(jìn)料機(jī)構(gòu)出料口排出的細(xì)長的生物質(zhì)原料進(jìn)行橫向鍘切生成碎屑。本粉 碎裝置中，鍘切機(jī)構(gòu)在現(xiàn)有技術(shù)中種類很多，也都可以用于本設(shè)備中。
在擱板下方的機(jī)架上與粉碎機(jī)出料口位置相應(yīng)處設(shè)置對(duì)輥式成型機(jī)6。在 對(duì)輥式成型機(jī)的上方進(jìn)料口和粉碎機(jī)出料口之間設(shè)置成型進(jìn)料斗5，使得粉碎 后的生物質(zhì)碎屑過篩后直接進(jìn)入成型機(jī)進(jìn)料斗中。在對(duì)輥式成型機(jī)的下方固設(shè) 出料斗IO,成型后的生物質(zhì)顆粒從出料斗排出(見圖2)。
如圖4所示，對(duì)輥式成型機(jī)6包括一對(duì)可轉(zhuǎn)動(dòng)且其間距可調(diào)地固定在機(jī)架 l上的凹凸對(duì)輥16、 17，其罩在一外殼中，外殼上設(shè)進(jìn)料口與進(jìn)料斗5連接， 出料斗10也設(shè)置在外殼上。每個(gè)輥?zhàn)拥膱A周表面設(shè)有凹模部161、 171和凸模部162、 172，在每個(gè)輥?zhàn)拥陌寄２康撞吭O(shè)有徑向成型孔15，在該輥?zhàn)拥妮S心 沿其軸向設(shè)有軸向通孔151成為空心輥，該徑向成型孔15與該軸向通孔151 連通；在輥?zhàn)拥妮S向的兩端設(shè)置軸承架輪轂，其通過輻條與空心輥的輥體固聯(lián)， 通過輪轂，輥?zhàn)庸潭ㄔ跈C(jī)架上的軸承座上，兩個(gè)輥?zhàn)又械囊粋€(gè)上面連接皮帶輪， 通過連接皮帶構(gòu)成皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)02與減速器的另一個(gè)輸出軸連接，在另一側(cè)， 兩個(gè)輥?zhàn)由暇O(shè)有大小相等的鏈輪，其上呈交叉狀套設(shè)鏈條構(gòu)成鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 021，使得兩個(gè)輥?zhàn)?6、 17可轉(zhuǎn)向相反、轉(zhuǎn)速相同地固定在機(jī)架1上轉(zhuǎn)動(dòng)，其 上的凹模部和凸模部在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中， 一個(gè)輥?zhàn)拥囊粋€(gè)凸模部逐漸嵌入到另一輥 子的凹模部的凹陷處，相互嵌合、再逐漸從凹模部脫出脫離嵌合，在凸模部進(jìn) 入凹模部和相互嵌合過程中，凸模部將從進(jìn)料斗5落到凹模部中間的碎屑?jí)喝?凹模部上的徑向成型孔中并施壓，壓結(jié)成型，從徑向成型孔的位于軸向通孔中 的孔口排出。兩個(gè)輥?zhàn)拥耐鼓２亢桶寄２康耐饫男螤顬橄嗷テヅ涞那鏄?gòu) 成，即該凸模部的外廓為對(duì)稱的外凸弧形表面，與凹模部對(duì)稱的內(nèi)凹弧形表面 吻合，使得在兩個(gè)軋輥相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)凸模部與凹模部形成相嵌或稱為嚙合結(jié)構(gòu)。 在嵌入、脫出過程中兩個(gè)輥?zhàn)釉诶碚搰Ш系姆侄葓A上保證沒有滑動(dòng)，處于純滾 動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模式。凹模部底部開有成型孔15，成型孔的上部為錐形段，這樣有利 于壓料進(jìn)孔和凸模部施壓，成型孔的下部為直孔(見圖4)。物料由凸模部不 斷壓進(jìn)凹模部上的成型孔錐形段孔口，結(jié)構(gòu)較疏松、其間空隙較大的秸稈碎屑， 在壓力作用下相互擠壓、填充和鑲嵌而使結(jié)構(gòu)更密實(shí)。秸稈細(xì)胞中的水分可以 起到潤滑作用，加速這一過程的實(shí)現(xiàn)。秸稈細(xì)胞壁中含有的纖維素、木質(zhì)葡聚 糖和果膠類多糖，在填充、鑲嵌過程中這類物質(zhì)起著粘結(jié)劑的作用。理論上講， 碎屑被粉碎得顆粒越小，成型壓力越大，其成型后顆粒的硬化效果越好。由于 前面的預(yù)破碎和粉碎的壓碎、劈切、鍘切使生物質(zhì)的各種組織充分暴露，因而， 使得這種鑲嵌、填充更加容易，由此，本方法中的壓力可以降低，從而節(jié)省能 耗。成型的生物質(zhì)顆粒從成型孔的另一個(gè)設(shè)在軸向通孔151中的出口排出，通 過對(duì)輥中間的軸向通孔排出進(jìn)入出料口 10。在成型步驟中設(shè)有切斷步驟，將壓 成的產(chǎn)品切斷成為大小均勻的生物質(zhì)致密顆粒。
例如可在對(duì)輥成型孔的出口處設(shè)有回轉(zhuǎn)切斷刀具，該切斷刀具可以固定在 機(jī)架上，探伸到所述輥?zhàn)拥妮S向通孔的孔口內(nèi)成型孔孔口上，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，切斷 刀與從成型孔輸出的條狀產(chǎn)品形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)而切斷之，形成生物質(zhì)致密顆粒。
如圖5所示，為了監(jiān)控成型過程中的壓力，可以在其中一個(gè)軋輥17的一 個(gè)凹模部的槽口內(nèi)側(cè)槽壁上開孔，在該孔中嵌設(shè)一壓力傳感器18。
設(shè)于成型孔15中的壓力傳感器上的導(dǎo)線和數(shù)據(jù)傳輸線通過輥?zhàn)?7的軸向 通孔引出，與一顯示屏連接，使得到的壓力值通過顯示屏顯示，操作者通過顯示的相應(yīng)數(shù)據(jù)，通過調(diào)節(jié)對(duì)輥的間距調(diào)節(jié)成型溫度和/或壓力。
對(duì)輥間距的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)可以是其中一個(gè)軋輥固定在機(jī)架1上，另一個(gè)固定 在一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)上，該移動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有螺孔螺桿調(diào)節(jié)裝置，螺桿上設(shè)有一手輪 或手柄，通過轉(zhuǎn)動(dòng)手輪調(diào)節(jié)兩壓輥的間距。操作者可參照通過顯示屏顯示的溫 度和/或壓力的數(shù)值，扳動(dòng)手輪或手柄，通過調(diào)節(jié)對(duì)輥的間距調(diào)節(jié)成型壓力和/ 或溫度。
還可以在螺桿上連接一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其支架固定在機(jī)架上，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主 動(dòng)件連接一驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置上連接一可編程序控制器(PLC)，壓力傳 感器18連接PLC的信號(hào)輸入端，用于將壓力信號(hào)傳輸給PLC，與其中對(duì)應(yīng)一 定產(chǎn)品密度要求事先設(shè)定的壓力值進(jìn)行比較，PLC的信號(hào)輸出端連接與螺桿連 接的電機(jī)。通過PLC自動(dòng)控制裝置根據(jù)監(jiān)測到的軋輥的壓力和設(shè)定的壓力值 比自動(dòng)啟動(dòng)或關(guān)閉電機(jī)以及給出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使對(duì)輥的間距自動(dòng)調(diào)節(jié)，繼而自 動(dòng)控制成型壓力和溫度。傳感器將信號(hào)傳給PLC自動(dòng)控制裝置，以調(diào)節(jié)成型 壓力的大小的上述自動(dòng)控制調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的自動(dòng)機(jī)構(gòu)，與主動(dòng) 件驅(qū)動(dòng)裝置例如電機(jī)的連接以及與PLC的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有技術(shù)中為成熟技術(shù)， 因?yàn)槠洳⒎潜景l(fā)明的發(fā)明點(diǎn)，故不贅述。
在機(jī)架上還設(shè)有一個(gè)操作站臺(tái)9。
使用上述設(shè)備具體工作時(shí)的操作過程如下操作人員站在操作站臺(tái)9上， 將原料由喂入保護(hù)機(jī)構(gòu)2喂入，經(jīng)壓輥13的壓扁以及其上劈刀12的劈切，壓 扁并切成細(xì)條后，進(jìn)入粉碎機(jī)構(gòu)4，由鍘刀鍘切后，符合粒度要求的顆粒經(jīng)篩 網(wǎng)落入成型進(jìn)料斗5,進(jìn)入進(jìn)料斗的物料被壓進(jìn)軋輥上的成型孔15中，通過兩 個(gè)軋輥相向轉(zhuǎn)動(dòng)，不斷有碎屑落在軋輥凹模部中，另一個(gè)軋輥上的凸模部在與 凹模部嚙合中將原料壓入成型孔15的外側(cè)的孔口，成型物從與軸向孔連通的 成型孔15的另一個(gè)孔口排出。
在對(duì)玉米秸稈加工的具體實(shí)施例中，秸稈含水量可以是25-30%;在預(yù)處 理的壓扁劈切工序中，壓扁生物質(zhì)的壓力可以是10KPa，粉碎及壓輥13的轉(zhuǎn) 動(dòng)功率小于4KW。在成型工序中，成型的壓力可以控制在50MPa，并被切成 短節(jié)。軋輥16、 17的轉(zhuǎn)動(dòng)功率小于IIKW，轉(zhuǎn)速不高于100rpm。由此制成的 生物質(zhì)顆粒的密度為0.9-1.3T/m3。由此可以看出，本方法每噸產(chǎn)量的能量消 耗只有幾十千瓦時(shí)。
如果加工棉花秸，秸稈含水率一般在20%，壓扁劈切工序中的壓力為 10Kpa，成型壓力控制在70-80 MPa。
如果加工麥秸或稻草，可以取消壓扁劈切工序，將壓輥13變成光滑表面 的物料喂入輥，將生物質(zhì)喂入橫向鍘切的粉碎機(jī)構(gòu)中橫向鍘切成5-8mm、斷面面積為0.5cm2的碎屑，即可投入如前一樣的成型機(jī)中成型。成型壓力為40-50 MPa。
本發(fā)明公開的可移動(dòng)式生物質(zhì)致密成型加工方法，它是在一個(gè)機(jī)架上，順 序布置進(jìn)料壓扁劈切機(jī)構(gòu)，鍘切粉碎機(jī)構(gòu)，對(duì)輥壓制成型機(jī)構(gòu)，減速機(jī)以及傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)。使生物質(zhì)原料(農(nóng)作秸稈，荊棘雜草等)從進(jìn)料、粉碎、壓制到致密 成型均在一套機(jī)組上完成的生物質(zhì)致密成型的加工方法。除了各加工工段能量 的合理利用外，還利用溫度和壓力傳感器及PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)成型壓 力，以優(yōu)化能源利用。本方法不需要對(duì)原料進(jìn)行千燥，也不需要進(jìn)行加溫成型 及成型后冷卻，大大節(jié)約了能源。本方法的另一特點(diǎn)就是機(jī)動(dòng)、靈活，既可以 采用電機(jī)，也可以使用農(nóng)用車的柴油機(jī)作為動(dòng)力，整機(jī)可以隨農(nóng)用車轉(zhuǎn)移到不 同地點(diǎn)，在生物質(zhì)原產(chǎn)地進(jìn)行加工。這樣不僅大提高了農(nóng)民的積極性，而且， 也使一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，缺乏電力地區(qū)的生物質(zhì)原料得到加工利用，大大提高資源 利用率。
權(quán)利要求
1、一種生物質(zhì)致密成型加工方法，其特征是包括粉碎步驟和對(duì)輥式成型步驟，所述粉碎和對(duì)輥式成型所使用的設(shè)備設(shè)置在同一個(gè)機(jī)架上，粉碎設(shè)備出口排出的碎屑輸入到所述對(duì)輥式成型設(shè)備的進(jìn)料口中；生物質(zhì)原料首先在粉碎步驟中粉碎成碎屑，然后，粉碎的碎屑進(jìn)入對(duì)輥式成型設(shè)備中進(jìn)行成型加工；對(duì)輥式成型設(shè)備包括一對(duì)可轉(zhuǎn)動(dòng)且其間距可調(diào)或不可調(diào)地固定在所述機(jī)架上的凹凸對(duì)輥，每個(gè)輥?zhàn)拥膱A周表面設(shè)有凹模部和凸模部，在所述輥?zhàn)拥陌寄２可显O(shè)有徑向成型孔，在該輥?zhàn)拥妮S心沿其軸向設(shè)有軸向通孔，使之成為空心輥，該徑向成型孔與該軸向通孔連通；一個(gè)所述軋輥的凸模部深入另一個(gè)所述軋輥的凹模部，將輸入到所述進(jìn)料口中再落到凹模部中間的碎屑?jí)喝氚寄２可系膹较虺尚涂字胁⑹?，使得碎屑在成型孔中被壓結(jié)成型，成型的生物質(zhì)致密產(chǎn)品從徑向成型孔的位于軸向通孔中的孔口排出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)致密成型加工方法，其特征是 所述粉碎步驟是將細(xì)長的生物質(zhì)原料縱向輸入粉碎設(shè)備中進(jìn)行橫向鍘切生成碎屑，即是將生物質(zhì)沿尺寸較小的截面進(jìn)行鍘切；或者，在所述粉碎步驟包括預(yù)先破碎和橫向鍘切兩步驟，在所述預(yù)先破碎步驟中，將 生物質(zhì)原料壓扁，并沿其縱向劈開；然后，在下面的橫向鍘切步驟中，將壓扁并縱 向劈開的生物質(zhì)進(jìn)行橫向鍘切，即是將生物質(zhì)沿尺寸較小的截面進(jìn)行鍘切。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物質(zhì)致密成型加工方法，其特征是在包括預(yù)先 破碎步驟的所述粉碎步驟中，在所述預(yù)先破碎步驟中，將生物質(zhì)縱向送到一個(gè)旋轉(zhuǎn) 的壓輥和一個(gè)靜止的進(jìn)料導(dǎo)板之間，該壓輥的圓周面上分布有將生物質(zhì)縱向劈開的 劈刀。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的生物質(zhì)致密成型加工方法，其特征是在成型 步驟后面還設(shè)有切斷步驟，將壓成的產(chǎn)品切段使之成為生物質(zhì)致密顆粒。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的生物質(zhì)致密成型加工方法，其特征是在所述 成型步驟中，對(duì)成型孔中的溫度和/或壓力進(jìn)行監(jiān)測，對(duì)于所述凹凸對(duì)輥可轉(zhuǎn)動(dòng)且其 間距可調(diào)地固定在所述機(jī)架上的對(duì)輥式成型設(shè)備，根據(jù)成型溫度和/或壓力，相應(yīng)調(diào) 整對(duì)輥間距，以便調(diào)整成型生物質(zhì)致密產(chǎn)品的密度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物質(zhì)致密成型加工方法，其特征是通過手動(dòng)方式或自動(dòng)方式調(diào)整所述對(duì)輥間距。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的生物質(zhì)致密成型加工方法，其特征是在所述 機(jī)架上設(shè)有一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，與所述粉碎和對(duì)輥式成型所使用的設(shè)備的主動(dòng)件連接，該 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接動(dòng)力源，所述動(dòng)力源為電機(jī)或柴油機(jī)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的生物質(zhì)致密成型加工方法，其特征是所述對(duì) 輥式成型步驟中使用的成型設(shè)備中，所述的兩個(gè)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)向相反地轉(zhuǎn)動(dòng)，其上的凹模 部和凸模部在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中， 一個(gè)輥?zhàn)拥囊粋€(gè)凸模部逐漸嵌入到另一輥?zhàn)拥陌寄２康?凹陷處，相互嵌合、再逐漸從凹模部脫出脫離嵌合，在凸模部進(jìn)入凹模部和相互嵌 合過程中，經(jīng)前一粉碎步驟粉碎為碎屑的生物質(zhì)進(jìn)到凹模部中間，被凸模部壓入凹 模部上的徑向成型孔中并施壓，壓結(jié)成型。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物質(zhì)致密成型加工方法，其特征是所述的兩個(gè) 輥?zhàn)拥耐鼓２亢桶寄２康耐饫男螤顬樵撏鼓２康耐饫獮橥馔够⌒伪砻?，與凹模 部內(nèi)凹弧形表面吻合，使得在兩個(gè)軋輥相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)凸模部與凹模部形成相嵌或稱為 嚙合結(jié)構(gòu)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物質(zhì)致密成型加工方法，其特征是所述凹模部 底部開有的所述徑向成型孔從內(nèi)向外，順序?yàn)殄F形孔段和直形孔段，或者，所述成 型孔為直孔。
全文摘要
本發(fā)明公開一種可移動(dòng)式生物質(zhì)致密成型加工方法，其包括預(yù)先破碎、粉碎和對(duì)輥式成型步驟；在預(yù)先破碎步驟中，將生物質(zhì)原料先壓扁，并沿其縱向劈開；在下面的粉碎步驟中，將壓扁并縱向劈開的生物質(zhì)送入粉碎機(jī)構(gòu)進(jìn)行橫向鍘切；將鍘切粉碎后的生物質(zhì)輸入對(duì)輥式成型機(jī)，壓縮致密，成型為生物質(zhì)顆粒產(chǎn)品輸出；所有加工步驟都是在一帶腳輪可移動(dòng)的機(jī)架上完成。本方法不需要對(duì)原料進(jìn)行干燥，也不需要加溫成型，大大節(jié)約了能源。本方法機(jī)動(dòng)、靈活，既可采用電機(jī)，也可使用農(nóng)用車的柴油機(jī)作為動(dòng)力，整機(jī)可隨農(nóng)用車轉(zhuǎn)移到不同地點(diǎn)，在生物質(zhì)原產(chǎn)地進(jìn)行加工。其可提高農(nóng)民的積極性，且使一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，缺乏電力地區(qū)的生物質(zhì)原料得到加工利用，大大提高資源利用率。
文檔編號(hào)B30B9/00GK101254663SQ20071012041
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月17日
發(fā)明者洪毓安, 王永明, 蔣振山 申請(qǐng)人:洪毓安;王永明