一种用于加工纸浆的瞬间爆秸秆生产线及其生产工艺的制作方法

本发明属于造纸秸秆原料加工
技术领域：
，具体是涉及一种用于加工纸浆的瞬间爆秸秆生产线及其生产工艺。
背景技术：
：目前，对秸秆的粉碎技术，是一种物理处理方式和化学处理相结合的方法，不仅污染环境，成本还高。不能提供进行秸秆无公害加工纸浆生产线的原料，不能对秸秆原料进行快速高效的粉碎处理，还不能实现对农作物秸秆中含有的纤维素、半纤维素、木质素进行无害的粉碎处理。专利CN102059168A公开了一种粉碎机，能防止在打开第1和第2可动侧壁(13、14)时所触及、影响到粗粉碎刀刃(3)，且容易进行清洁工作的粉碎机。解决手段是，形成第1和第2可动侧壁(13、14)的凹槽(45)的侧壁(45b)在关闭两可动侧壁(13、14)时能够相互接合的结构，同时在第1和第2可动侧壁(13、14)之间配置具有相应于粗粉碎刀刃(3)的移动轨迹空间外周延伸状的承受面(76)的承受构件(75)使承受面(76)的可动侧壁(13、14)一侧的各端部(P)比连结旋转轴(7)的中心与该可动侧壁(13、14)的支轴(37)的中心的连线(w)更靠该可动侧壁(13、14)的打开摇摆侧。该专利结构虽然能对秸秆进行破碎，但是效率低，破碎效果不理想。技术实现要素：本发明要解决的技术问题在于，提供的一种秸秆无公害加工纸浆生产线和工艺，采用瞬间爆生产线和设备其相应的工艺方法，是一种在传统热喷放和闪爆技术基础上衍生的生产线，对粗秸秆原料进行快速高效的预处理。基于短时间内对切碎的秸秆进行施加高温和高压，使高压蒸汽迅速渗透进入秸秆原料内部，然后在短时间内再突然施行减压，利用高压蒸汽迅速膨胀对外做功的物理原理，使切碎的秸秆以被爆破的形式分解。为解决上述问题，本发明提供的一种用于加工纸浆的瞬间爆秸秆生产线，包括按照预先设定位置设置的且相互衔接工作的秸秆输送装置、瞬间爆装置、研磨装置和打包装置，所述秸秆输送装置包括内部设有送料螺旋杆的第一送料装置，在第一送料装置的秸秆输送上端的上部设有储料料斗，所述第一送料装置的秸秆输送下端设有送料出口，所述送料出口与第二送料装置的料仓进料口相对应设置，所述第二送料装置的出料口与瞬间爆罐体上设置的第一入料口连通，所述瞬间爆罐体上设有快速打开的仓门、蒸汽管和压缩空气入口，所述蒸汽管和压缩空气入口分别与蒸汽压力仓连接，所述蒸汽压力仓上设有双开的蒸汽压力仓门，其中所述仓门上设有压力阀门，所述压力阀门与仓门设有打开与关闭的联动结构，所述压力阀门与蒸汽压力仓内设有的气泵和蒸汽锅炉连通，所述瞬间爆罐体上设置的瞬间爆罐体出料口通过输送装置将经过瞬间爆破碎的秸秆输送到研磨机内，所述研磨机上的研磨机出料口与设置在研磨料输送机构上的第二入料口相对应设置，所述第二入料口将磨碎的秸秆输送到打包机内，设置在打包机上的驱动电机作为动力驱动打包机按照预先设定的规格参数将磨碎的秸秆进行压紧后进行包装。优选的技术方案，所述瞬间爆罐体上的瞬间爆罐体出料口为两个以上且在下部设有粉碎秸秆的收集装置，所述收集装置的出料口与输送装置的进料口相对应设置。优选的技术方案，所述第一送料装置上设有进水管和排污口，所述排污口设置进水管的下游且在第一送料装置的端口位置。优选的技术方案，所述瞬间爆罐体为圆球型，所述圆球型的圆心位置设有炸药安装平台，所述炸药安装平台上设有炸药罐，所述炸药罐内设有炸药、金属碎片和/或金属球的混合物且与引爆装置连接，所述引爆装置受设置在瞬间爆罐体外的控制装置连接优选的技术方案，所述混合物还包括陶瓷碎片和或陶瓷球。优选的技术方案，所述瞬间爆罐体的底部设有半球型的收集结构，所述收集结构的底部设有用于收集金属碎片和/或金属球和陶瓷碎片和或陶瓷球的仓门。本发明还提供了一种用于加工纸浆的瞬间爆秸秆生产线的生产工艺，所述工艺包括以下步骤：步骤1、将待破碎秸秆进行预破碎处理，预破碎处理后待破碎秸秆被破碎为30mm-500mm的秸秆粗料，使用秸秆输送装置将秸秆粗料送入到瞬间爆罐体内；步骤2、关闭所述瞬间爆罐体的仓门，再启动气泵和蒸汽锅炉通过蒸汽管向瞬间爆罐体内输送高温高压力蒸汽，通过气泵与瞬间爆罐体上的压缩空气入口向瞬间爆罐体内输入压缩空气；步骤3、观测压力表和温度表，当所述步骤2中瞬间爆罐体内的高温压力蒸汽达到2.5MPa，压缩空气达到1.0MPa时；步骤4、步骤3中的高温压力蒸汽将仓门上设置的压力阀门打开，所述压力阀门带动仓门瞬间打开，将步骤1中所述瞬间爆罐体内的秸秆粗料爆破后经过爆仓出料口到瞬间爆罐体外，分解成秸秆碎料；步骤5、将步骤4中所述秸秆碎料输送到输送装置内，在输送装置内的螺杆驱动下，将秸秆碎料通过研磨机进料口送到研磨机内进行研磨，研磨碎的秸秆为0.1-0.3mm，研磨后的秸秆碎料通过研磨机出料口进入研磨料输送机构内，从第二出料口出来被输送到打包机，秸秆碎料在打包机驱动电机的驱动下被压缩成型带送入造纸设备内备用。优选的技术方案，在所述步骤1之后还包括以下步骤：将蒸汽管的阀门关闭，打开瞬间爆罐体上的仓门，在放入粗秸秆后，在瞬间爆罐体圆球型的圆心位置设有的炸药安装平台上，安放好炸药罐，关闭仓门；使用瞬间爆罐体外的控制装置来引爆装置所述炸药罐内的炸药、金属碎片和/或金属球的混合物；瞬间爆罐体内的秸秆粗料被爆碎后，粗秸秆被分解成秸秆碎料；将秸秆碎料送入研磨机后，对爆破后的金属碎片和/或金属球的混合物进行回收，再次利用；完成上述步骤后，打开蒸汽管的阀门，再按照上述步骤2以后的步骤进行。优选的技术方案，所述混合物还包括陶瓷碎片和/或陶瓷球，用来瞬间爆罐体内的秸秆粗料被引爆，来将瞬间爆罐体的粗秸秆被分解成秸秆碎料。本发明提供的秸秆无公害加工纸浆生产线应用技术，基于短时间内对切碎的秸秆进行施加高温，使高压蒸汽迅速渗透进入秸秆原料内部，然后在短时间内再突然施行减压，利用高压蒸汽迅速膨胀对外做功的物理原理，使切碎的秸秆以被爆破的形式分解。设备和工艺过程是在一个秸秆闪爆内进行。整个爆破过程只有0.0087秒，瞬间完成的高压蒸汽的释放会破坏和分解秸秆的完整结构，当秸秆被爆破的一瞬间，也被压力将全部被分解的秸秆料释放出罐体。附图说明图1是本发明所述的用于加工纸浆的瞬间爆秸秆生产线的俯视图；图2是本发明所述的用于加工纸浆的瞬间爆秸秆生产线的主视图；图3是图1中A-A向的结构剖视图；图4是图1中B-B向的结构剖视图；图5是图1中C向的结构剖视图；图6是图1的打包机和研磨料输送机构的结构图；图7是本发明所述用于加工纸浆的瞬间爆秸秆生产线的部分生产工艺流程图；图8是本发明所述用于加工纸浆的瞬间爆秸秆生产线的部分生产工艺流程图。附图标记图中：10—第一入料口，11—驱动电机，12—第二入料口，13—打包机；21—研磨机，22—研磨机出料口，23—研磨机进料口，24—研磨料输送机构，25—输送电机，26—输送装置，27—第二电机，28—瞬间爆罐体出料口，29—瞬间爆罐体；31—蒸汽管，32—气泵，33—蒸汽锅炉，34—蒸汽压力仓，35—蒸汽压力仓门；41—储料料斗，42—第二送料装置，43—支腿，44—送料出口，45—料仓进料口，46—送料螺旋杆，47—，48—第一送料装置，49—进水管，50—排污口，51—闪爆装置料斗，52—输送料斗，53—搅拌分料装置，54—输送料架，55—压缩空气入口。其中，图7中A点、B点和图8中的A'点、B'点相连接构成整个工艺流程图。具体实施方式下文参照附图对本发明的具体实施例进行详细说明。实施例1如图1至6所示，本发明提供的一种用于加工纸浆的瞬间爆秸秆生产线，包括按照预先设定位置设置且相互衔接工作的秸秆输送装置、瞬间爆装置、研磨装置和打包装置，所述秸秆输送装置包括内部设有送料螺旋杆46的第一送料装置48，在第一送料装置48的秸秆输送上端的上部设有储料料斗41，所述第一送料装置48的秸秆输送下端设有送料出口44，所述送料出口44与第二送料装置42的料仓进料口45相对应设置，所述第二送料装置42的出料口与瞬间爆罐体29上设置的第一入料口10连通，所述瞬间爆罐体29上设有快速打开的仓门、蒸汽管31和压缩空气入口55，所述蒸汽管31和压缩空气入口55分别与蒸汽压力仓34连接，所述蒸汽压力仓34上设有双开的蒸汽压力仓门35，其中所述仓门上设有压力阀门，所述压力阀门与仓门设有打开与关闭的联动结构，所述压力阀门与蒸汽压力仓34内设有的气泵32和蒸汽锅炉33连通，所述瞬间爆罐体29上设置的瞬间爆罐体出料口28通过输送装置26将经过爆破破碎的秸秆输送到研磨机21内，研磨机21上设有第二电机27，输送装置26上通过输送电机25提供动力工作，所述研磨机21上的研磨机出料口22与设置在研磨料输送机构24上的第二入料口12相对应设置，所述第二入料口12将磨碎的秸秆输送到打包机13内，设置在打包机13上的驱动电机11作为动力驱动打包机13按照预先设定规格将磨碎的秸秆进行压紧后进行包装。其中，所述瞬间爆罐体29上的瞬间爆罐体出料口28为两个以上且在下部设有粉碎秸秆的收集装置，所述收集装置的出料口与输送装置26的进料口相对应设置。第一送料装置48下设有若干个高度不同的支腿43，第一送料装置48上设置的送料出口44上设有料仓进料口45，第一送料装置48内设有送料螺旋杆46进行旋转来将秸秆输送，料仓进料口45设置在输送料斗52的上部，料仓进料口45的开口与输送料斗52对应设置，输送料斗52的外侧设有搅拌分料装置53，输送料斗52的下料开口设置在的上部第二送料装置42，第二送料装置42的送料开口设置在闪爆装置料斗51向上的开口处，其中输送料斗52被设置在输送料架54上，所述第一送料装置48上设有进水管49和排污口50，所述排污口50设置进水管49的下游且在第一送料装置48的端口位置。如图7和8所示，本实施例中，还提供了一种使用用于加工纸浆的瞬间爆秸秆的生产工艺，还在控制系统内针对不同植物杆茎能在各个设备环节和秸秆的数个变量间进行调整。这些变量包括杆茎尺寸、杆茎体积与重量、秸秆含水量以湿度表示、蒸汽压力、温度、保压时间、研磨时间、秸秆运送时间等。秸秆生产工艺过程是间断批次加工、连续作业。生产控制系统在设备各环节中配备各种传感器和可调执行装置，并连接至显示控制台实现实时监视和控制。其中的监测点设置具体数据和监测位置如下：杆茎尺寸和预设是加工设备提前完成；杆茎体积和重量检测范围：为1.5—3.0立方米，重量范围为500-900公斤；其中，生产线监测测点：设置在瞬间爆罐体出口和包装机入口，具体数据见下表1表1：重量(公斤)500700900体积(立方米)1.523研磨时间(s)300480600烘干时间(s)600600600运送时间(s)300480600其中，秸秆含水量以湿度表示，监测的秸秆湿度范围15％--50％，监测测点设置在秸秆输送前进入生产线前，具体位置设置在瞬间爆罐体出口、研磨机出口和烘干机出口；其中，蒸汽压力的监测与控制范围为：1.4—1.9MPa；具体位置设置在蒸汽锅炉出口、瞬间爆罐体内出口位置；其中，温度监测与控制饱和蒸汽温度计算或测量，具体位置设置在蒸汽锅炉出口和瞬间爆罐体内的出口位置；具体数据见下表2：表2含水量(％)15253750蒸汽压力(MPa)1.61.71.81.9温度(℃)200210220230保压时间(s)200260330400其中，对升压时间控制与设定范围为100—300s，其分快、缓速升压档两档，快速升压档的时间小于等于3min达到适用的压力范围，在达到压力范围后再保压3～6min；缓速升压档的时间大于3min以达到适用的压力范围，达到压力范围后保压0～3min，具体监测位置设置的控制点为：蒸汽锅炉出口、瞬间爆罐体入口和瞬间爆罐体出口，采用的具体数值方案见表3：表3：升压档位缓速升压档快速升压档锅炉2吨锅炉4吨锅炉其中，具体的数据范围如下(参见表2)：保压时间，控制台控制与设定范围为：100—400s，具体监测位置设置的控制点在蒸汽锅炉出口、瞬间爆罐体入口和瞬间爆罐体出口处；研磨时间，控制台控制与设定范围为：100—600s，具体监测位置设置的控制点在研磨机电机上；烘干时间，控制台自动控制与设定范围为：100—600s，具体监测位置设置的控制点：烘干机；秸秆运送时间，控制台控制与设定范围：100—600s，具体监测位置设置的控制点：原料传送带、螺旋输送机、提升机构和包装机；本实施例中，秸秆的破碎具体数值选取优选以下数值，能取得更好的效果，选用秸秆的重量为800公斤，含水量为28％，温度为200摄氏度，研磨时间为：500s，保压时间为：300s，蒸汽压力2MPa，烘干时间为：600s，选用2吨锅炉的缓速升压档，缓速升压档的时间等于4min。。本实施例中，还优选的方案是，秸秆的具体数值，能取得更好的效果，选用秸秆的重量为200公斤，含水量为15％，温度为250摄氏度，研磨时间为400s，保压时间为300s，蒸汽压力2MPa，烘干时间为600s，期中选用4吨锅炉的快速升压档，快速升压档的时间为2min。本实施例中提供的生产线，控制台的控制系统采用PLC及微机控制系统，能进行数据设定、采集与分析，根据上述不同秸秆原材料的特性综合判定，在生产线控制系统上可设定和调整上述不同控制点的参数，经过调试实验和数据采集分析，以获得最佳工艺模式，保证上述各变量达到合理匹配关系，以满足所需秸秆加工的要求，最终形成针对现场秸秆生产的合理工艺程序。一旦生产工艺中的上述工艺参数设定后，控制系统按照此工艺流程自动运行。如果改变原料或现场秸秆的参数发生变化，对不同控制点的参数重应该新设定和进行调整，形成针对现场秸秆生产的新的合理工艺程序。其中，控制系统能将所获得的如秸秆的某种杆茎的最佳工艺模式汇总，依据数组不同的初始秸秆状态参数，如：杆茎体积或重量、秸秆含水量如湿度，排列固化数个最佳工艺工序模块。本生产线的在控制台上具有选择这些固化最佳工艺工序模块选择器，正常生产时，只要依据初始秸秆状态参数确定选择一个工艺工序即可。其中，控制台上还可动态显示生产过程中每一批次的秸秆位置和状态。但是，控制系统还能设有与各个监测点数据联机的声光报警或停机装置，根据出现异常情况的重要程度对应有自动声光报警或停机。当现场物料发生异常变化、机器发生故障或参数超出程序限定，控制系统将报警提示，在整个生产过程中显示各控制点数据，标出异常值。以达到出现紧急情况时生产线自动停机，保证安全的目的。实施例2本实施例中，在实施例1的基础上进行了进一步改进，不同的是所述瞬间爆罐体29结构为圆球型，所述圆球型的圆心位置上设有炸药安装平台，所述炸药安装平台上设有炸药罐，所述炸药罐内设有炸药、金属碎片和/或金属球的混合物且与引爆装置连接，所述引爆装置受设置在瞬间爆罐体29外的控制装置控制。期中的所述混合物，还优选的包括陶瓷碎片和或陶瓷球，当爆炸时陶瓷碎片和或陶瓷球被爆炸的力量冲击到瞬间爆罐体29的仓壁上，由于瞬间爆罐体29是圆弧形的仓壁，陶瓷碎片和/或陶瓷球会被多次反弹且能进行不同方向呈放射状的弹射，对秸秆进行多次破碎，提高秸秆的破碎程度，提高利用率，节省能量。优选的方案还有，所述瞬间爆罐体29的底部设有半球型的收集结构，所述收集结构的底部设有用于收集金属碎片和/或金属球和陶瓷碎片和/或陶瓷球的仓门，达到进行重复利用，提高使用效率，降低成本的目的。实施3本实施例在实施例1的基础上进行了进一步改进，区别在于本发明还提供了一种使用用于加工纸浆的瞬间爆秸秆生产线的生产工艺，所述工艺包括以下步骤：步骤1、将待破碎秸秆进行预破碎处理，预破碎处理后待破碎秸秆被破碎为30mm-500mm长度的秸秆粗料，使用秸秆输送装置将秸秆粗料送入到瞬间爆罐体29内；步骤2、关闭所述瞬间爆罐体29的仓门，再启动气泵32和蒸汽锅炉33通过蒸汽管31向瞬间爆罐体29内输送高温压力蒸汽，通过气泵32与瞬间爆罐体29上的压缩空气入口55向瞬间爆罐体29内输入压缩空气；步骤3、观测压力表和温度表，当步骤2中瞬间爆罐体29内的高温压力蒸汽达到2.5MPa，压缩空气达到1.0MPa时；步骤4、将步骤3中的高温压力蒸汽仓门上设置的压力阀门打开，所述压力阀门带动仓门的瞬间打开，步骤1中所述瞬间爆罐体29内的秸秆粗料被爆破后经过爆仓出料口28到瞬间爆罐体29外，分解成秸秆碎料；步骤5、将步骤4中所述秸秆碎料被输送到输送装置26内，在输送装置26内的螺杆驱动下，将秸秆碎料通过研磨机进料口23送到研磨机21内进行研磨，研磨碎的秸秆长度范围为0.1-0.3mm，优选秸秆长度为0.15、0.20或0.25mm，经过研磨后的成品秸秆碎料，通过研磨机出料口22进入研磨料输送机构24内，从第二出料口12被输送到打包机13，秸秆碎料在打包机13驱动电机11的驱动下被压缩成型带送入造纸系统备用。本实施例中，优选的，在所述步骤1之后还包括以下步骤：将蒸汽管31的阀门关闭，打开瞬间爆罐体29上的仓门，在放入粗秸秆后，在瞬间爆罐体29圆球型的圆心位置设有的炸药安装平台上，安放好炸药罐，关闭仓门；使用瞬间爆罐体29外的控制装置引爆装置所述炸药罐内的炸药、金属碎片和/或金属球的混合物；瞬间爆罐体29内的秸秆粗料被爆碎后，瞬间爆罐体29的粗秸秆被分解成秸秆碎料；将秸秆碎料送入研磨机21后，对爆破后的金属碎片和/或金属球的混合物进行回收，再次利用；完成上述步骤后，打开蒸汽管31的阀门，再按照进行步骤2以后的步骤进行破碎。其中，所述混合物还包括陶瓷碎片和/或陶瓷球，在瞬间爆罐体29内的秸秆粗料被引爆爆炸时，用来将瞬间爆罐体29的粗秸秆被分解成秸秆碎料。本实施例中，优选的炸药是一种具有氧化剂组分和燃料组分的混合炸药组合物，其中氧化剂组分包含一种或多种氧化剂盐，燃料组分包含碳质材料和黏合剂，并且其中黏合剂选自长链竣酸及其盐和衍生物中的一种或多种，其中氧化剂盐是硝酸铵，其中氧化剂盐是作为粒的单独的离散颗粒形式，其中碳质材料是燃料油，其是硝酸铵/燃料油(ANFO)型炸药组合物，是与硝酸铵基乳液(ANE)型炸药组合物混合的硝酸铵/燃料油(ANFO)型炸药组合物，其中所述长链竣酸是C8至C100长链竣酸，其中所述长链竣酸是硬脂酸或油酸，所述长链竣酸的衍生物选自酯、内酯和丙酰胺，所述黏合剂选自二聚酸、三聚酸、油酸、硬脂酸、脱水山梨糖醇三硬脂酸醋中的一种或混合物。上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。当前第1页1 2 3