专利名称：一种玉米秸秆固体燃料的生产方法及制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种玉米秸秆为原料生产固体燃料的方法及制造工艺。
背景技术：
目前，我国在利用农作物秸秆生物质能转化上有很大的发展。有用热化学法、生物 化学法、物理化学法转化二次能源，但东北方地区气候温差较大，不适用热化学法、生物化 学法的二次能源转化，但物理化学法的做法就是以下几种方式1、湿基固体成型①。此种 方法来源于纤维板的生产方法，就是将原料在水中浸泡数日或原料喷水，加粘合剂；搅拌均 勻，压缩成型固体燃料。2、加热固体成型②。其工艺过程一般为原料粉碎、干燥、靠外加剂 混合、加热挤压成型、冷即。3、炭化固体成型③。将原料经高温热解后，碳化成粉粒状木炭， 然后在加一定量的粘结剂，用固体成型机挤压成一定规格和形状的成品木炭，上述几种秸 秆固体燃料成型方式存在以下几个问题1、湿基固体成型烘干费用高，燃料密度低，燃烧性 能差，有废水排出。2、加热固体成型能源消耗大，加工过程有废气排放。3、碳化固体成型成 本费用高，能耗大，有废气、焦油排放，上述问题必须得以解决。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的能源消耗大，燃料密度低，造成二次污染问题。为解决上述问题本发明提供了一种利用玉米秸秆为原料生产固体燃料的方法及 制造工艺(附
图1、2)。该方法是将含水率30%以下的玉米秸秆粉碎成一定尺寸范围内的 颗粒物料，使含水率降至20%以下。计算粉碎后原料的表观密度④，比照褐煤⑤或烟煤⑥的 表观密度确定成型固体燃料的密度。用原料的表观密度和成品固体燃料的密度比值确定压 缩比，用压缩比确定制造工艺中所需的压力，功率转速和适用的挤出设备。本发明与现有技术相比有以下优点和有道效果1、玉米秸秆固体燃料成型时靠自 身木质纤维素的含量及摩擦产生的温度和外加剂、稀释剂等辅料的加入降低了能耗。2、在 外加剂辅料的作用下，靠机器的转速功率，筒体变径提高了固体成型燃料的密度。3、整个玉 米秸秆固体燃料成型过程靠自身含水率外加剂的作用完全解决了废气、废水的排放，没有 二次污染。4、由于玉米秸秆固体燃料的密度参照褐煤、烟煤密度计算得出的，使热值提高， 加之外加剂辅料的加入，其烧后的剩余物是非常好的复合肥，可以重归大自然，完全形成良 性循环。
以下结合附图对本发明玉米秸秆固体燃料生产方法及制造工艺进行详细说明。附图1 是本发明玉米秸秆固体燃料生产流程框图原料——粗粉碎——二次粉碎——称重——外加剂——称重——搅拌——挤压 成型——入库堆放附图2 是本发明玉米秸秆固体燃料制造工艺流程
1、铡草机2、强力粉碎机3磅4、辅料外加剂5、磅6、混合搅拌7、挤出成型8、堆放 入库
具体实施例方式本发明所用的方法是1、确定备料段参数(1)根据原料的含水率、确定固体燃料 颗粒的尺寸范围及表观密度。(2)参照褐煤、烟煤的堆积密度计算玉米秸秆固体燃料的密 度。(3)用玉米秸秆固体燃料的密度与原料的表观密度之比值求出压缩比。(4)确定玉米 秸秆固体燃料原料、外加剂、稀释剂的质量比。2、确定挤出过程中的工艺参数(1)根据压 缩比、密度、摩擦系数、含水率确定挤出机挤出固体燃料所用的功率、螺叶转速、压力。(2)选 择合适的粉碎、搅拌挤出设备。实施例1、备料段参数(1)原料含水率30%以下，粗粉碎粒径10-20mm，二次粉碎粒径在 5mm以下，含水率15-20%。(2)确定5mm以下原料的表观密度实测。110kg/m3。(3)参照 褐煤的堆积密度560-600kg/m3，烟煤的堆积密度800_900kg/m3，确定玉米秸秆固体成型燃 料的表观密度取750-900kg/m3，确定压缩比即750 + 110 = 6. 8取7。(4)确定玉米秸秆固 体燃料原料外加剂，稀释剂的重量比即(70-80) % (20-30) % (5-15) % 2、确定挤出过程中的工艺参数(1)原料压缩比6-9，密度750-900kg/m3，含水率 25-35%。挤出机功率 7. 5KW-15KW，螺叶转速 38r/min_51r/min、线速度 0. 6-0. 8m/s。(2) 设备选择①粗粉碎可用农用铡草机②二次粉碎用直刀与回转刀并用的强力粉碎机③挤出 机选用不加热的螺旋式挤出机。参考文献1、田宜水、孟海波《农作物秸秆利用技术》85页，化学工业出版社，2008年2、田宜水、孟海波《农作物秸秆利用技术》85页，化学工业出版社，2008年3、田宜水、孟海波《农作物秸秆利用技术》86页，化学工业出版社，2008年4、王春阳《建筑材料》6页，高等教育出版社，2006年5、田宜水、孟海波《农作物秸秆利用技术》36页，化学工业出版社，2008年6、田宜水、孟海波《农作物秸秆利用技术》36页，化学工业出版社，2008年
权利要求
一种玉米秸秆固体燃料的生产及制造工艺，其特征在于，用含水率30％左右的原料粗粉碎，用二次粉碎后的颗粒尺寸物料测算原料的表观密度，参照褐煤、烟煤的表观密度，确定固体燃料成品的密度，用两密度之比求出压缩比，在确定固体燃料成型所用原料、外加剂、稀释剂的重量比，根据混合后固体燃料原料含水率、压缩比、密度确定挤压机所用功率，压力、线速度等工艺参数，并选择合适的机械设备。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述二次粉碎原料粒径在5mm以下，含水率 15 20%。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，二次粉碎后原料的表观密度0.10 0. 128g/cm3。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述参照褐煤、烟煤表观密度确定固体燃料 成品密度0. 65 0. 90g/cm3。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述原料表观密度与固体燃料成品密度之 比求得压缩比5-9。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述固体燃料原料、外加剂、稀释剂重量比 (70-80) % (15-20) % (50-10)%。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述混合搅拌10-15分钟，混合料含水率 25-35%。
8.一种用于实现权利要求1所述玉米秸秆固体燃料生产方法及制造工艺包括原料粗 粉碎、二次粉碎、称量、外加剂、称量，搅拌、投料挤压，成品等。其特征在于所述二次粉碎所 用单一循环粉碎工艺，粉碎机不带锤片，用直刀与廻旋刀共同工作，筛网按最大粒径设置。
9.根据权利要求8所述方法，其特征在于所述外加剂由粉煤灰、碳酸钙、硫酸钙、羟甲 基纤维素、水构成，比例(72-84) (2-4.5) (1 3) (1-1.5) (12-19)
10.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述混合搅拌机采用的是两条相对，反向 单循环螺带式搅拌机，功率5. 5-10KW，转速27-55转/分。
11.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述螺旋挤压机挤出参数，压力40-60MPa， 电机功率7. 5-15KW,线速0. 6-0. 8m/s，成品直径50_100mm。
全文摘要
本发明涉及一种用玉米秸秆为原料生产固体燃料的方法及制造工艺，主要解决现有技术中存在的“能源消耗大，固体燃料成品直径小，制造过程中有废气、废水排放问题。”本发明的主要特点是原料粗粉碎后经二次粉碎粒径在规定的尺寸，含水率的要求下，以两个参数粒径、含水率确定原料的表观密度(实测)，参照褐煤、烟煤的堆积密度确定成品固体燃料的密度，用两密度之比计算压缩比，用压缩比确定固体燃料所需原料、外加剂、稀释剂的重量比。混合搅拌后入螺旋挤压机挤出成型。本发明的优点通过备料段参数的调整，操作过程中粉碎、搅拌、挤压设备的改造，降低能耗，解决了废水、废气排放问题，增加模具就可获得不同规格的固体燃料，产成品的使用范围广大，适应性很强，烧后的剩余物含有大量的氧化钾、氧化铝、氧化铁、钙、磷，是可以利用的有机肥料。
文档编号C10L5/44GK101851541SQ20101018415
公开日2010年10月6日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者宋庆华 申请人:宋庆华