本实用新型属于农业和建材工业中水泥生产技术领域，具体涉及一种成型秸秆粉的加工设备及水泥熟料烧成系统。
背景技术：
生物质能是一种重要的可再生能源，是人类赖以生存的重要能源之一，它仅次于煤炭、石油、天然气，居世界能源消耗总量的第四位，其开发和利用即可以补充常规能源的短缺，又具有重大的环境效益。因此，生物质能的开发和利用已经成为世界性的研究课题。
生物质能的资源主要来自于农、林、牧领域，主要包括农作物秸秆、林木副产品、牲畜粪便。我国生物质资源十分丰富，仅农作物秸秆的年产量就有7亿吨以上，折合标准煤约3.5亿吨。农作物秸秆主要是纤维性废弃物，主要包括谷类作物秸秆如稻秸、麦秸、玉米秸等；豆类秸秆如大豆、绿豆等；薯类作物秸秆如甘薯藤、马铃薯藤、红薯藤等；棉花秸秆；油料作物秸秆如花生杆、油菜杆、芝麻杆等以及甘蔗、麻类秸秆等多种农作物秸秆。
目前，农作物秸秆除作为还田、养畜、秸秆代木、食用菌生产、秸秆制沼气、秸秆炭化外大部分都是农村炉灶炊事、取暖和田间焚烧，由于燃烧的不充分产生大量的CO和烟尘，给环境带来极大的危害，因此，有效地利用秸秆燃烧特性，使其充分燃烧，就可以避免产生大量的CO和烟尘，不影响环境，而且秸秆是一种清洁的低碳燃料，其含硫和含氮量均较低，合理的炉内燃烧组织还能有效地降低烟气中SO2、NOx的排放，秸秆生长过程中的光合作用要吸收CO2，所以，秸秆的生长和燃烧过程是CO2吸收和产生的循环过程，使CO2的排放量为零，秸秆作为高温窑、炉燃料还可以从根本上解决农民焚烧大量废弃秸秆对环境造成的严重污染，对生态环境改善有着非常重要的作用。
2008年，国务院办公厅下发了《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》(国办发〔2008〕105号)文件，2013年，国家发展和改革委员会、农业部、环境保护部下发了《关于加强农作物秸秆综合利用和禁烧工作的通知》(发改环资〔2013〕930号)文件，明确指出要充分认识秸秆综合利用和禁烧工作重要性和紧迫性：秸秆随意丢弃和焚烧现象仍屡禁不止，造成资源巨大浪费，带来空气重度污染，严重影响交通安全，威胁广大人民群众生命财产安全。
我国农作物秸秆资源相对于大农场较为分散，加之容重较小、储运不方便等使秸秆的收集费用增加，严重制约了其大规模应用。一般秸秆的堆积密度为50-120kg/m3，由于运输过程中经常出现超宽超高影响交通安全的现象，且装载量少又增加了能耗(柴油消耗)和运输成本，因此，运输是制约秸秆规模应用的最主要因素。
技术实现要素：
针对农作物秸秆随意丢弃和野外焚烧而导致空气污染和能源浪费的问题，本实用新型拟解决的技术问题是：提供一种成型秸秆粉的加工设备及水泥熟料烧成系统。
该设备将成型秸秆制备和成型秸秆粉制备结合起来，其中主要设备包括秸秆破碎机、秸秆成型机、成型秸秆粉碎机、成型秸秆粉输送泵等，能够实现成型秸秆粉的加工生产，克服了现有技术中农作物秸秆运输和储存困难、成本高的问题，并能实现秸秆的自动化加工，有利于秸秆产业化和规模化的应用。
该工艺将秸秆从田地收取至秸秆成型加工地点，先将秸秆加工成成型秸秆，再加工成成型秸秆粉，农作物秸秆加工成型后容重达到0.8-0.9t/m3，可以显著提高秸秆的容重，有利于运输，并解决了原始秸秆容重低运输能耗和成本高的问题，为秸秆产业化和规模化应用的推广及对农村经济的发展创造了条件。
将该成型秸秆粉用于水泥熟料烧成系统中，成型秸秆粉燃烧所产生的热量可以替代一部分分解炉内所用煤粉产生的热量。将成型秸秆粉喷入分解炉内进行燃烧，燃烧迅速稳定，传热快，有利于水泥熟料烧成系统中分解炉内物料分解，有效解决秸秆焚烧所导致空气污染问题，生产过程清洁无污染，有效利用了可循环再生能源节约了一次能源煤炭，该水泥熟料烧成系统中分解炉连接了成型秸秆粉的加工设备，能够清洁的、有效的、规模的处理掉农作物秸秆废弃物，降低了秸秆处理过程中的成本，最终解决了秸秆焚烧引起的环保问题和充分的利用了循环再生能源，节约一次能源煤炭，经济效益和社会效益显著。
本实用新型的技术方案是：
一种成型秸秆粉的加工设备，其特征在于该加工设备包括秸秆计量地中衡、秸秆集料斗、秸秆给料机、第一胶带输送机、秸秆破碎机、第二胶带输送机、秸秆成型机、第三胶带输送机、成型秸秆卸车坑、定量给料机、第五胶带输送机、成型秸秆粉碎机、袋收尘器、排风机、成型秸秆粉螺旋输送机和成型秸秆粉储存仓；上述的秸秆计量地中衡、秸秆集料斗、秸秆给料机、第一胶带输送机、秸秆破碎机、第二胶带输送机、秸秆成型机和第三胶带输送机按照工艺条件依次连接，第三胶带输送机内的物料直接倒入第一成型秸秆贮存库或通过运输工具运至第二成型秸秆贮存库或成型秸秆卸车坑，所述第一成型秸秆贮存库内的物料也可通过运输工具运至第二成型秸秆贮存库或成型秸秆卸车坑；第二成型秸秆贮存库与成型秸秆卸车坑通过第四胶带输送机连接，成型秸秆卸车坑下方连接定量给料机，定量给料机出口依次与第五胶带输送机、成型秸秆粉碎机及袋收尘器连接，袋收尘器的出口通过管道连接排风机，袋收尘器下方连接成型秸秆粉螺旋输送机，成型秸秆粉螺旋输送机出口通过溜管连接到成型秸秆粉储存仓。
一种使用上述成型秸秆粉的加工设备的加工工艺，该加工工艺的具体步骤是：
1)制备并运输成型秸秆：
秸秆通过秸秆计量地中衡计量后由运输工具卸入秸秆集料斗内，秸秆集料斗下方的秸秆给料机将秸秆送入第一胶带输送机上，第一胶带输送机将秸秆送至秸秆破碎机，秸秆经过秸秆破碎机破碎后再由第二胶带输送机输送至秸秆成型机，即得成型秸秆；成型秸秆从秸秆成型机出来后落到第三胶带输送机上，然后直接送入第一成型秸秆贮存库或运输工具内，成型秸秆再由运输工具送至第二成型秸秆贮存库或直接运输到成型秸秆卸车坑；
2)制备成型秸秆粉：
经步骤1)将成型秸秆送至第二成型秸秆贮存库后，再通过第四胶带输送机送至成型秸秆卸车坑内，或由步骤1)直接送至成型秸秆卸车坑内后，再由定量给料机送至下方的第五胶带输送机，第五胶带输送机将成型秸秆送至成型秸秆粉碎机，经成型秸秆粉碎机粉碎的合格成型秸秆粉由排风机抽入袋收尘器内收集下来，即得成型秸秆粉；袋收尘器收集下来的成型秸秆粉由成型秸秆粉螺旋输送机送至成型秸秆粉储存仓。
一种水泥熟料烧成系统，该系统使用上述的加工设备，其特征在于该系统中的分解炉与成型秸秆粉燃烧器连接，所述成型秸秆粉燃烧器通过成型秸秆粉输送管道与螺旋输送泵的出口连接，螺旋输送泵的出口处还设有罗茨风机，螺旋输送泵的入口经成型秸秆粉计量给料秤与成型秸秆粉储存仓连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型加工设备能将秸秆先制成成型秸秆，再制成成型秸秆粉，采用电力秸秆破碎机破碎秸秆比传统使用柴油机为动力的秸秆破碎机破碎秸秆更节能和环保，秸秆破碎机为电力带动，电力没有二次污染空气，而柴油机产生柴油燃烧后的废气污染空气；能耗方面，电力拖动工作效率高于柴油机或拖拉机带动秸秆破碎机，因此，秸秆破碎机能耗低于柴油机为动力的秸秆破碎机。
本实用新型加工工艺，先制成成型秸秆，再加工成成型秸秆粉，相比现有技术中，大多采用将秸秆直接破碎为丝状后直接进行使用，本实用新型加工工艺加工得到的成型秸秆比秸秆破碎为丝状用于燃烧更节能和节约成本。丝状秸秆用于水泥熟料烧成系统分解炉和生物质热电厂的燃烧其容重低，约为100-150kg/m3，而成型秸秆的容重约为800-1000kg/m3，相同重量的秸秆，成型秸秆比丝状秸秆体积缩小近10倍，运输成型秸秆比运输丝状秸秆在运输频次和消耗柴油的量上都大幅度降低，运输成型秸秆的成本也大幅度降低，由于运输过程中消耗柴油量的降低，节约了能源消耗和降低了汽车柴油燃烧产生的有害气体量，从运输角度比较，成型秸秆运输更节能和环保。
成型秸秆容重高易于贮存。成型秸秆容重高与煤的容重基本一样，与用于水泥熟料烧成系统分解炉和生物质热电厂燃烧的丝状秸秆相比，占地小，而且成型秸秆不自燃，不腐烂，储存期达一年以上。在成型秸秆贮存库内可以实现机械自动堆料和取料，避免装载机堆取料浪费能源且不环保。
本实用新型的水泥熟料烧成系统采用成型秸秆粉作为燃料，显著提高了系统的处理量。成型秸秆粉的容重约在400-500kg/m3，高于目前用于水泥熟料烧成系统分解炉和生物质热电厂燃烧的丝状秸秆的容重，采取气力输送，输送能力可达到20t/h以上，而丝状秸秆只能采取机械输送，同样每小时20t的能力，设备庞大数量也多，基本不可以实现。
成型秸秆粉的燃烧速度快。目前用于水泥熟料烧成系统分解炉和生物质热电厂燃烧的丝状秸秆形状不规则，粗细长短不一，而成型秸秆粉颗粒尺寸小于1mm，采取气力喷入分解炉内，在炉内与高温气体混合均匀，而丝状秸秆只能靠机械设备送入分解炉边缘，与高温气体混合速度慢且不均匀，燃烧散热也不均匀，因此，成型秸秆粉的燃烧速度比丝状秸秆快得多，在分解炉内的温度分布区域也更合理。
本实用新型加工工艺制得的成型秸秆粉可以替代燃料用于水泥熟料烧成系统中，能够使秸秆作为替代燃料大量的被使用，在分解炉的高温环境中快速燃烧，燃烧率100％，秸秆的灰分完全进入水泥熟料中，秸秆燃烧产生的气体有害成分如SO2和NOx都比煤低得很多。秸秆的灰分一般在6％左右，较低，因此，掺入水泥熟料里的量也很少，不会对水泥熟料质量造成影响。有害元素硫和氮含量也较低，对大气影响远比煤的影响低，更加清洁环保。
附图说明
图1是本实用新型成型秸秆粉的加工设备与水泥熟料烧成系统的分解炉连接示意图；
图中，5—分解炉，12—秸秆计量地中衡，13—卡车，14—秸秆集料斗，15—秸秆给料机，16—第一胶带输送机，17—秸秆破碎机，18—第二胶带输送机，19—秸秆成型机，20—第三胶带输送机，21—第一成型秸秆贮存库，22—第二成型秸秆贮存库，23—第四胶带输送机，24—成型秸秆卸车坑，25—定量给料机，26—第五胶带输送机，27—成型秸秆破碎机，28—袋收尘器，29—排风机，30—成型秸秆粉螺旋输送机，31—成型秸秆粉储存仓，32—成型秸秆粉计量给料机，33—螺旋输送泵，34—罗茨风机，35—成型秸秆粉输送管道，36—成型秸秆粉燃烧器。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步说明本实用新型，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。
本实用新型成型秸秆粉的加工设备(简称加工设备，参见图1)包括秸秆计量地中衡12、秸秆集料斗14、秸秆给料机15、第一胶带输送机16、秸秆破碎机17、第二胶带输送机18、秸秆成型机19、第三胶带输送机20、成型秸秆卸车坑24、定量给料机25、第五胶带输送机26、成型秸秆粉碎机27、袋收尘器28、排风机29、成型秸秆粉螺旋输送机30和成型秸秆粉储存仓31；上述的秸秆计量地中衡12、秸秆集料斗14、秸秆给料机15、第一胶带输送机16、秸秆破碎机17、第二胶带输送机18、秸秆成型机19和第三胶带输送机20按照工艺条件依次连接，第三胶带输送机20内的物料直接倒入第一成型秸秆贮存库21或通过运输工具(卡车13)运至第二成型秸秆贮存库22或成型秸秆卸车坑24，所述第一成型秸秆贮存库21内的物料也可通过运输工具运至第二成型秸秆贮存库22或成型秸秆卸车坑24；第二成型秸秆贮存库22与成型秸秆卸车坑24通过第四胶带输送机23连接，成型秸秆卸车坑24下方连接定量给料机25，定量给料机25出口依次与第五胶带输送机26、成型秸秆粉碎机27及袋收尘器28连接，袋收尘器28的出口通过管道连接排风机29，袋收尘器27下方连接成型秸秆粉螺旋输送机30，成型秸秆粉螺旋输送机30出口通过溜管连接到成型秸秆粉储存仓31。
所述秸秆破碎机17为电力驱动。
一种使用上述成型秸秆粉的加工设备的工艺，该工艺的具体步骤是：
1)制备并运输成型秸秆：
秸秆通过秸秆计量地中衡12计量后由运输工具(卡车13)卸入秸秆集料斗14内，秸秆集料斗14下方的秸秆给料机15将秸秆送入第一胶带输送机16上，第一胶带输送机16将秸秆送至秸秆破碎机17，秸秆经过秸秆破碎机17破碎后再由第二胶带输送机18输送至秸秆成型机19，即得成型秸秆；成型秸秆从秸秆成型机19出来后落到第三胶带输送机20上，然后直接送入第一成型秸秆贮存库21或运输工具内，成型秸秆再由运输工具送至第二成型秸秆贮存库22或直接运输到成型秸秆卸车坑24；
2)制备成型秸秆粉：经步骤1)将成型秸秆送至第二成型秸秆贮存库22后，再通过第四胶带输送机23送至型秸秆卸车坑24内，或由步骤1)直接送至成型秸秆卸车坑24内后，再由定量给料机25送至下方的第五胶带输送机26，第五胶带输送机26将成型秸秆送至成型秸秆粉碎机27，经成型秸秆粉碎机27粉碎的合格成型秸秆粉由排风机29抽入袋收尘器28内收集下来，即得成型秸秆粉；袋收尘器28收集下来的成型秸秆粉由成型秸秆粉螺旋输送机30送至成型秸秆粉储存仓31，可对成型秸秆粉进行存储。
本实用新型还保护一种应用上述加工工艺制得成型秸秆粉作为燃料的水泥熟料烧成系统。
上述的水泥熟料烧成系统，该系统中的分解炉5与成型秸秆粉燃烧器36连接，所述成型秸秆粉燃烧器36通过成型秸秆粉输送管道35与螺旋输送泵33的出口连接，螺旋输送泵33的出口处还设有罗茨风机34，螺旋输送泵33的入口经成型秸秆粉计量给料秤32与成型秸秆粉储存仓31连接。
上述水泥熟料烧成系统，尤其指申请人在先专利中所描述的水泥熟料烧成系统(申请号为：2015108686358)。
本实用新型加工工艺制得的成型秸秆粉还可以应用于锅炉燃烧系统中。
本实用新型成型秸秆粉作为燃料用于水泥熟料烧成系统的工艺方式是：成型秸秆粉计量给料秤32将成型秸秆粉储存仓31内成型秸秆粉送至螺旋输送泵33，成型秸秆粉被安装在螺旋输送泵33出口的罗茨风机34经成型秸秆粉输送管道35和成型秸秆粉燃烧器36喷入分解炉5内。从成型秸秆粉燃烧器36喷入分解炉5内的成型秸秆粉在分解炉5内燃烧。
本实用新型中成型秸秆的制备过程和成型秸秆粉制备过程可以不在一个区域内，相隔数公里，也可以在一个区域内。成型秸秆贮存库可以设在成型秸秆制备的区域内，也可以设在成型秸秆粉制备的区域内，也可以在两个区域内均设置成型秸秆贮存库，也可以均不设置成型秸秆贮存库。
本实用新型加工设备中所涉及的各种机器均可采用现有技术，其他粉体计量与输送设备同样适用于本实用新型。本实用新型中成型秸秆粉燃烧器与分解炉的连接不局限于一根。
本实用新型成型秸秆粉的加工工艺的工艺原理是：秸秆在被压缩成型时由于温度到70℃以上，秸秆的结构在压力和温度下发生变化，秸秆中的木质素随着温度的升高而软化并有一定的粘性，起着粘结剂的作用，能够粘结秸秆中的纤维素、半纤维素等，使得成型秸秆形状稳定，即使破碎后细颗粒的密度也不会有变化，加工后的成型秸秆粉的容重也不是很低，与煤粉的容重基本一致。
本实用新型成型秸秆粉作为替代燃料用于水泥熟料烧成系统的应用工艺原理是：秸秆成型后再加工成成型秸秆粉，成型秸秆粉燃烧温度250℃，燃尽温度440℃，其燃烧速率最大时对应温度与其着火温度相差无几，说明着火后能够很快达到最大燃烧速率，分解炉(高温燃烧系统)内环境温度在1000℃左右，远高于秸秆粉的燃烧温度，能够使成型秸秆粉更迅速的燃烧放热，秸秆的热值一般在15.5兆焦左右，约为标准煤热值的一半，即1吨秸秆的热值相当于0.5吨标准煤的热值，采用气力输送的方式将成型秸秆粉经成型秸秆粉燃烧器喷入分解炉内，能够使成型秸秆粉均匀地、迅速地与高温气体接触燃烧。从成型秸秆粉的燃烧特性、分解炉内的环境温度和气力喷入分解炉的方式证明成型秸秆粉作为替代燃料能够很好地用于水泥熟料烧成系统。同样，成型秸秆粉适用于锅炉内燃烧，燃烧温度能够达到1300-1450℃，燃烧完全，产生的SO2和NOx量非常少，是非常清洁环保的可循环再生的能源。
实施例1
本实施例成型秸秆粉的加工设备包括秸秆计量地中衡12、秸秆集料斗14、秸秆给料机15、第一胶带输送机16、秸秆破碎机17、第二胶带输送机18、秸秆成型机19、第三胶带输送机20、成型秸秆卸车坑24、定量给料机25、第五胶带输送机26、成型秸秆粉碎机27、袋收尘器28、排风机29、成型秸秆粉螺旋输送机30和成型秸秆粉储存仓31；上述的秸秆计量地中衡12、秸秆集料斗14、秸秆给料机15、第一胶带输送机16、秸秆破碎机17、第二胶带输送机18、秸秆成型机19和第三胶带输送机20按照工艺条件依次连接，第三胶带输送机20内的物料直接倒入第一成型秸秆贮存库21或通过运输工具(卡车13)运至第二成型秸秆贮存库22或成型秸秆卸车坑24，所述第一成型秸秆贮存库21内的物料也可通过运输工具运至第二成型秸秆贮存库22或成型秸秆卸车坑24；第二成型秸秆贮存库22与成型秸秆卸车坑24通过第四胶带输送机23连接，成型秸秆卸车坑24下方连接定量给料机25，定量给料机25出口依次与第五胶带输送机26、成型秸秆粉碎机27及袋收尘器28连接，袋收尘器28的出口通过管道连接排风机29，袋收尘器27下方连接成型秸秆粉螺旋输送机30，成型秸秆粉螺旋输送机30出口通过溜管连接到成型秸秆粉储存仓31。
本实施例成型秸秆粉的加工设备的工艺，该工艺的步骤是：
1)制备并运输成型秸秆：
秸秆通过秸秆计量地中衡12计量后由运输工具(卡车13)卸入秸秆集料斗14内，秸秆集料斗14下方的秸秆给料机15将秸秆送入第一胶带输送机16上，第一胶带输送机16将秸秆送至秸秆破碎机17，秸秆经过秸秆破碎机17破碎后再由第二胶带输送机18输送至秸秆成型机19，即得成型秸秆；成型秸秆从秸秆成型机19出来后落到第三胶带输送机20上，然后直接送入第一成型秸秆贮存库21或运输工具内，成型秸秆再由运输工具送至第二成型秸秆贮存库22或直接运输到成型秸秆卸车坑24；
2)制备成型秸秆粉：经步骤1)将成型秸秆送至第二成型秸秆贮存库22后，再通过第四胶带输送机23送至型秸秆卸车坑24内，或由步骤1)直接送至成型秸秆卸车坑24内后，再由定量给料机25送至下方的第五胶带输送机26，第五胶带输送机26将成型秸秆送至成型秸秆粉碎机27，经成型秸秆粉碎机27粉碎的合格成型秸秆粉由排风机29抽入袋收尘器28内收集下来，即得成型秸秆粉；袋收尘器28收集下来的成型秸秆粉由成型秸秆粉螺旋输送机30送至成型秸秆粉储存仓31，可对成型秸秆粉进行存储。
实施例2
本实施例成型秸秆粉的加工设备的连接关系及工艺的步骤同实施例1，不同之处在于本实施例秸不设置第一成型秸秆贮存库21，成型秸秆由运输工具(卡车13)直接送入第二成型秸秆贮存库22或成型秸秆卸车坑24。本实施例适用于水泥工厂场地可以布置成型秸秆贮存库的情况。
实施例3
本实施例成型秸秆粉的加工设备的连接关系及工艺的步骤同实施例1，不同之处在于本实施例不设置第二成型秸秆贮存库22，第三胶带输送机20将成型秸秆直接送入第一成型秸秆贮存库21，再由运输工具(卡车13)，卡车13将成型秸秆直接送至成型秸秆卸车坑24。本实施例适用于水泥工厂场地小，不能布置成型秸秆贮存库的情况。
实施例4
本实施例成型秸秆粉的加工设备的连接关系及工艺的步骤同实施例1，不同之处在于本实施例不设置第一成型秸秆贮存库21和第二成型秸秆贮存库22，第三胶带输送机20将成型秸秆装入卡车13，卡车13将成型秸秆直接送至成型秸秆卸车坑24。本实施例适用于农作物秸秆废弃物产量小的情况，水泥熟料烧成系统将送来的成型秸秆随时可以使用掉，无需储存。
实施例5
本实施例为一种水泥熟料烧成系统，该系统应用了实施例1的加工工艺制成的成型秸秆粉作为燃料。
实施例6
本实施例成型秸秆粉的加工设备的连接关系及工艺的步骤同实施例1，实施例1所制得的成型秸秆粉应用于申请号为：2015108686358的水泥熟料烧成系统中作为替代燃料。
实施例7
本实施例成型秸秆粉的加工设备的连接关系及工艺的步骤同实施例1，实施例1所制得的成型秸秆粉应用于燃煤锅炉及生物质发电厂中。
本实用新型未述及之处适用于现有技术。