稻壳成型压块燃料的制备装置及方法与流程

本发明涉及燃料制作装置及方法的技术领域，更具体地说是涉及生物质固体成型燃料制作装置及方法的技术领域。

背景技术：

稻壳压块燃料是生物质固体成型燃料中的一种产品，是利用专用设备将稻壳经高温、高压挤压成型的新型燃料。成型的产品可直接用于生物质锅炉或者改造后的燃煤锅炉设备上，可替代传统的煤、天然气能源，其使用成本低于天然气，同时没有燃煤所带来的污染，是一种可再生的清洁能源。稻壳压块燃料的制作通常要经过粉碎、烘干、研磨、压块成型、冷却和包装等工序，目前市面上对稻壳进行压块成型所使用的较为普遍的压块装置为环模压块机，而环模压块机在生产过程中稻壳在环模与压辊的挤压摩擦作用下容易产生大量的热量，使环模温度持续升高，导致稻壳成型不稳定，并且容易堵塞环模孔。目前常见的稻壳压块制作方法也存在以下弊端：一是生产工艺较为繁琐，生产效率较低，制作出的稻壳压块热值不均匀，燃烧效率较低；二是制作出的稻壳压块不是十分紧实，燃烧热值较低，不易燃烧；三是在生产过程中一般需要添加粘结剂，不是十分环保。此外，目前常见的生物质固体成型燃料在锅炉内燃烧时，产生的烟气中夹带着熔化或半熔化的碱金属硅酸盐，在接触到锅炉内壁面时凝结，并不断积聚，最终产生严重的积灰、结渣现象，结渣现象不仅会影响燃烧设备的热性能，而且会危及燃烧设备的安全性。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决上述之不足而提供一种设计合理，操作方便，十分环保，稻壳压块成型效果好，不易堵塞，制作出的稻壳压块热值高、易燃烧的稻壳成型压块燃料的制备装置及方法。

本发明为了解决上述技术问题而采用的技术解决方案如下：

稻壳成型压块燃料的制备装置，它主要包括有成对的压辊、成对的固定板、挤压仓、底座、加热器、温度传感器、外罩、支架、隔板、压辊电机、减速器、底板、底板座、机架、底板电机、进料仓、输送带、输送仓、辊轮和辊轮电机，所述挤压仓固定安装在底座上，所述加热器安装在挤压仓上，该挤压仓的中部设置有环形压模，该环形压模上开设有一圈呈排的成型孔，该成型孔呈波纹状，在该环形压模的上部和下部分别开设有水道，该环形压模上分别开设有与该水道相连通的进水口和出水口，所述温度传感器安装在环形压模内，所述成对的固定板分为上固定板和下固定板，所述下固定板活动安装在挤压仓内，该下固定板上设置有成对的支杆，所述成对的压辊分别活动套置在该成对的支杆上，所述上固定板呈与下固定板平行状安装在成对的支杆上，将成对的压辊活动锁置在上固定板和下固定板之间，所述减速器的输出轴与下固定板固定连接，所述压辊电机与减速器传动连接，所述底板座固定安装在机架上，并位于底座外侧，所述底板活动安装在底板座上，并位于挤压仓下方，在该底板的底部设置有环形齿圈，该环形齿圈与底板电机传动连接，所述外罩固定安装在支架上，并位于底板外侧，该外罩上开设有落料口，所述隔板的两侧分别固定安装在挤压仓和外罩上，该隔板位于挤压仓和外罩之间，并位于外罩的落料口处，所述进料仓上开设有出料口，所述输送仓的入料口与该进料仓的出料口相连通，该输送仓的排料口位于挤压仓的上方，所述辊轮通过支撑杆呈排活动安装在输送仓内，所述输送带绕置在呈排的辊轮上，所述辊轮电机与辊轮传动连接。

所述挤压仓的环形压模由呈排的压模块呈环形排列而成。

所述底板和底板座均为环形，该底板座上开设有环形凹槽，底板通过其底部的支座活动安装在该环形凹槽内，所述底板上分别设置有外挡圈和内挡圈。

稻壳成型压块燃料的制备方法，其加工方法如下：

a、原料处理：通过湿度传感器检测稻壳原料内的含水量，对原料进行烘干或加湿，将稻壳原料的水分含量控制在10~30%，然后将稻壳原料送入进料仓内；

b、进料：通过加热器将挤压仓的温度预加热到100~120度，通过输送带将进料仓内的稻壳输送至挤压仓内，稻壳输送过程中通过调节辊轮电机的转速，控制输送带的输送速度，使挤压仓内的稻壳高度不超过挤压仓内壁高度的2/3；

c、挤压成型：当稻壳进入挤压仓内后，关闭加热器，启动压辊电机，带动成对的压辊进行转动，对挤压仓内的稻壳进行挤压成型，在进行挤压成型的过程中，通过温度传感器对环形压模的温度进行监测，向环形压模内的水道中通入冷却水，将环形压模的温度控制在110~130度；

d、冷却：将成型后的稻壳压块燃料通过成品皮带输送机输送到成品仓冷却；

e、包装：将冷却后的稻壳压块燃料计量包装入库。

所述原料处理过程中，向稻壳原料内加入煤粉，并混合搅拌均匀，煤粉与稻壳原料的重量份比例为3：100。

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：在环形压模内开设有水道，通过在该水道内通入冷却水，可有效降低挤压成型过程中成对压辊在对稻壳进行挤压摩擦时产生的热量，通过温度传感器对环形压模的温度进行监测，使环形压模的温度处于最适合稻壳成型的区间内，大大提高了稻壳的成型效果，同时使得环形压模的成型孔不易堵塞，大大提高了生产效率；环形压模的成型孔呈波纹状，稻壳原料在通过该波纹状的成型孔时，经过其不规则内壁的反复挤压，使得成型后的稻壳压块十分紧实，有效提高其燃烧热值，且在挤压过程中产生的热量可对稻壳压块起到一定的碳化作用，有利于其燃烧；在原料处理阶段，通过湿度传感器对稻壳原料内的水分含量进行测定，通过烘干或加湿的方式将稻壳原料内的水分含量控制在最利于稻壳成型的区间内，且在稻壳原料中加入了煤粉，不仅可提高稻壳压块燃料的燃烧热值，减少其在燃烧过程中的结渣现象，而且可起到助燃的效果；该制备方法无需添加粘结剂，十分环保。

附图说明

图1为稻壳成型压块燃料的制备装置的结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3和图4分别为挤压仓的俯视结构示意图；

图5为挤压仓环形压模的压模块的结构示意图；

图6为环形压模成型孔的结构示意图。

具体实施方式

由图1和图2所示，稻壳成型压块燃料的制备装置，它主要包括有成对的压辊1、成对的固定板、挤压仓2、底座3、加热器4、温度传感器5、外罩6、支架7、隔板8、压辊电机9、减速器10、底板11、底板座12、机架13、底板电机14、进料仓15、输送带16、输送仓17、辊轮18和辊轮电机19，所述挤压仓2固定安装在底座3上，所述加热器4安装在挤压仓2上，该挤压仓2的中部设置有环形压模20，由图3和图6所示，该环形压模20上开设有一圈呈排的成型孔21，该成型孔21呈波纹状，稻壳原料在通过该波纹状的成型孔21时，经过其不规则内壁的反复挤压，使得成型后的稻壳压块十分紧实，可有效提高其燃烧热值。由图5所示，该环形压模20由呈排的压模块33呈环形排列而成，可根据需要更换不同尺寸的压模块。加热器4可对挤压仓2进行加热，由图4所示，环形压模20的上部和下部分别开设有水道22，该环形压模20上分别开设有与该水道22相连通的进水口23和出水口24，冷却水从该进水口23进入水道22，从出水口24排出，对环形压模20进行冷却。所述温度传感器5安装在环形压模20内，通过该温度传感器5对环形压模20的温度进行监测。所述成对的固定板分为上固定板25和下固定板26，所述下固定板26活动安装在挤压仓2内，该下固定板26上设置有成对的支杆27，所述成对的压辊1分别活动套置在该成对的支杆27上，所述上固定板25呈与下固定板26平行状安装在成对的支杆27上，将成对的压辊1活动锁置在上固定板25和下固定板26之间，所述减速器10的输出轴28与下固定板26固定连接。所述压辊电机9与减速器10传动连接，通过该压辊电机9驱动下固定板26进行转动，从而带动成对的压辊1在挤压仓2内做圆周运动，对挤压仓2内的稻壳进行碾压，稻壳在成对压辊1的挤压作用下从环形压模20的成型孔21被挤出成型。所述底板座12固定安装在机架13上，并位于底座3外侧，所述底板11和底板座12均为环形，底板座12上开设有环形凹槽34，底板11通过其底部的支座35活动安装在该环形凹槽34内。所述底板11位于挤压仓2下方，在该底板11的底部设置有环形齿圈29，该环形齿圈29与底板电机14传动连接，通过底板电机14驱动底板11进行转动。所述外罩6固定安装在支架7上，并位于底板11外侧，该外罩6上开设有落料口30，所述底板11上分别设置有外挡圈36和内挡圈37，外挡圈36可防止底板11上的稻壳碎屑进入外罩6与底板11之间的间隙内，内挡圈37可防止底板11上的稻壳碎屑进入挤压仓2与底板11之间的间隙内，防止堵塞设备。所述隔板8的两侧分别固定安装在挤压仓2和外罩6上，该隔板8位于挤压仓2和外罩6之间，并位于外罩6的落料口30处。稻壳挤压成型后在自身重力作用下自行发生断裂，并掉落至旋转的底板11上，并被运送至隔板8处，在隔板8的阻挡作用下从外罩6的落料口30排出。所述进料仓15上开设有出料口，所述输送仓17的入料口与该进料仓15的出料口相连通，该输送仓17的排料口31位于挤压仓2的上方。所述辊轮18通过支撑杆32呈排活动安装在输送仓17内，所述输送带16绕置在呈排的辊轮18上，所述辊轮电机19与辊轮18传动连接，通过辊轮电机19驱动辊轮18转动，带动输送带16转动，将进料仓15内的稻壳原料输送至挤压仓2内。

实施例1：稻壳成型压块燃料的制备方法，其制备方法如下：

a、原料处理：通过湿度传感器检测稻壳原料内的含水量，对原料进行烘干或加湿，将稻壳原料的水分含量控制在10%，通过向稻壳原料内加入煤粉，并混合搅拌均匀，煤粉与稻壳原料的重量比例为3：100，然后将稻壳原料送入进料仓内；

b、进料：通过加热器4将挤压仓2的温度预加热到100度，通过输送带16将进料仓15内的稻壳输送至挤压仓2内，稻壳输送过程中通过调节辊轮电机19的转速，控制输送带16的输送速度，使挤压仓2内的稻壳高度不超过挤压仓2内壁高度的2/3；

c、挤压成型：当稻壳进入挤压仓2内后，关闭加热器4，启动压辊电机9，带动成对的压辊1进行转动，对挤压仓2内的稻壳进行挤压成型，在进行挤压成型的过程中，在成对压辊1的挤压摩擦作用下，环形压模20的温度持续升高，通过温度传感器7对环形压模20的温度进行监测，向环形压模20内的水道22中通入冷却水，将环形压模20的温度控制在110度；

d、冷却：将成型后的稻壳压块燃料通过成品皮带输送机输送到成品仓冷却；

e、包装：将冷却后的稻壳压块燃料计量包装入库。

实施例2：稻壳成型压块燃料的制备方法，其制备方法如下：

a、原料处理：通过湿度传感器检测稻壳原料内的含水量，对原料进行烘干或加湿，将稻壳原料的水分含量控制在15%，通过向稻壳原料内加入煤粉，并混合搅拌均匀，煤粉与稻壳原料的重量比例为3：100，然后将稻壳原料送入进料仓内；

b、进料：通过加热器4将挤压仓2的温度预加热到110度，通过输送带16将进料仓15内的稻壳输送至挤压仓2内，稻壳输送过程中通过调节辊轮电机19的转速，控制输送带16的输送速度，使挤压仓2内的稻壳高度不超过挤压仓2内壁高度的2/3；

c、挤压成型：当稻壳进入挤压仓2内后，关闭加热器4，启动压辊电机9，带动成对的压辊1进行转动，对挤压仓2内的稻壳进行挤压成型，在进行挤压成型的过程中，在成对压辊1的挤压摩擦作用下，环形压模20的温度持续升高，通过温度传感器7对环形压模20的温度进行监测，向环形压模20内的水道22中通入冷却水，将环形压模20的温度控制在120度；

d、冷却：将成型后的稻壳压块燃料通过成品皮带输送机输送到成品仓冷却；

e、包装：将冷却后的稻壳压块燃料计量包装入库。

实施例3：稻壳成型压块燃料的制备方法，其制备方法如下：

a、原料处理：通过湿度传感器检测稻壳原料内的含水量，对原料进行烘干或加湿，将稻壳原料的水分含量控制在30%，通过向稻壳原料内加入煤粉，并混合搅拌均匀，煤粉与稻壳原料的重量比例为3：100，然后将稻壳原料送入进料仓内；

b、进料：通过加热器4将挤压仓2的温度预加热到120度，通过输送带16将进料仓15内的稻壳输送至挤压仓2内，稻壳输送过程中通过调节辊轮电机19的转速，控制输送带16的输送速度，使挤压仓2内的稻壳高度不超过挤压仓2内壁高度的2/3；

c、挤压成型：当稻壳进入挤压仓2内后，关闭加热器4，启动压辊电机9，带动成对的压辊1进行转动，对挤压仓2内的稻壳进行挤压成型，在进行挤压成型的过程中，在成对压辊1的挤压摩擦作用下，环形压模20的温度持续升高，通过温度传感器7对环形压模20的温度进行监测，向环形压模20内的水道22中通入冷却水，将环形压模20的温度控制在130度；

d、冷却：将成型后的稻壳压块燃料通过成品皮带输送机输送到成品仓冷却；

e、包装：将冷却后的稻壳压块燃料计量包装入库。

通过上述实施例中的制备方法制作出的成品稻壳压块燃料，其产品参数如下：密度800~1100 kg/m³， 热值3400~3600kcal/kg，灰分≤2%，水分≤12%，挥发分60~70%，含硫量0.02~0.21%。