一种生物质颗粒燃料的生产方法及设备与流程

本发明涉及生物质颗粒燃料生产的技术领域，具体是一种生物质颗粒燃料的生产方法及设备。

背景技术：

我国是一个人口大国，又是一个经济迅速发展的国家，21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。经济的快速发展离不开能源，而传统化石能源石油、天然气和煤炭的紧缺问题日益严重。能源问题是影响社会经济发展的决定性因素之一，解决能源问题就解决了经济发展的动力问题，我国的常规能源供应紧张己严重影响了社会经济的快速发展，而且化石能源大规模的集中使用，释放出大量二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等物质，给人类的生存环境造成了危害，为此世界各国均大力加强可再生能源技术的开发研究。生物质能作为第四大能源，以其可再生、零碳排放等特点，成为新能源中发展潜力较大的一种能源。

生物质颗粒燃料属于国家支持推广的新型燃料，它可以如柴油、重油一样通过燃烧机进行自动燃烧和自动控制，且和燃油、燃气一样洁净，而费用只有燃油、燃气的一半不到。生物质颗粒燃料是指以木材、玉米秸秆、小麦秸秆、棉花杆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、树枝、树叶、锯末等农作物、固体废弃物为原料，经过粉碎、热塑加压、增密成型，即为“生物质颗粒燃料”，它是一种可再生资源。公开文献也报道了一些生物质颗粒燃料的生产技术，例如：

1、中国专利：生物质颗粒生产系统，申请号：201320501343.7，申请日：2013.08.16，专利权人：广东兆丰能源技术有限公司，地址：519000广东省珠海市斗门区井岸镇珠峰大道288号一区17栋，发明人：陈伟亮、朱金武、胡湘峰，摘要：本实用新型公开了一种生物质颗粒生产系统，旨在提供一种结构简单、生产成本低、产品一致性高且燃烧性能好的生物质颗粒生产系统。该生物质颗粒生产系统包括依次设置的原料进料装置(1)、通过第一输送装置(2)与所述原料进料装置(1)的出料口相连接的原料筛分装置(3)、通过第二输送装置(4)与所述原料筛分装置(3)的出料口相连接的螺旋震动装置(5)、通过绞龙送料装置(6)与所述螺旋震动装置(5)的出料口相连接的生物质颗粒成型装置(7)、通过第三输送装置(8)与所述生物质颗粒成型装置(7)的出料口相连接的颗粒分离装置(9)。本实用新型可广泛应用于生物质颗粒的制造领域。

2、中国专利：一种生物质颗粒燃料的生产工艺，申请号：201811316216.3，申请日：2018.11.07，申请人：江苏长鑫谊和生物质燃料有限公司，地址：225700江苏省泰州市兴化市新垛镇工业集中区，发明人：孙长坤、徐谊琴，摘要：本发明公开了一种生物质颗粒燃料的生产工艺，涉及生物质颗粒燃料的生产技术领域，包括以下步骤：sl、原材料预处理：s2、烘干、除尘：s3、筛选、分料：s4、搅拌、造粒：s5、除尘、筛选。本发明与现有技术相比，在其搅拌、造粒过程中添加一定量的粘合剂，可以使物料在造粒过程中，粘合性高，不易碎裂，同时采用的粘合剂为一种环保型粘合剂，便于使生物质颗粒燃料在燃烧时污染小，而且成本低，同时也便于存储，可以抑制细菌滋生，防止其发霉，并且在搅拌过程中加入一定量的煤粉，可以提高生物质颗粒的燃烧热能值，增强燃烧质量，本发明不仅可以加工出高质量的生物质颗粒燃料，而且生产效率高，资源浪费少，故障率低。

3、中国专利：一种生物质颗粒燃料的制备工艺，申请号：201611036548.7，申请日：2016.11.23，申请人：怀宁县鑫茂源生物质颗粒燃料有限公司，地址：246100安徽省安庆市怀宁县月山镇黄岭村，发明人：李叶春，摘要：本发明公开了一种生物质颗粒燃料的制备工艺，包括以下步骤：(1)将待加工的生物质原材料铺在干燥、防风、防雷的场地上进行暴晒，再将生物质原材料切成2-3cm小段的二次原料；(2)将上述切成小段的二次原料送入破碎机中进行粉碎，然后在搅拌机中充分搅拌混合均匀；(3)将混合后的料粉进入滚筒干燥机进行干燥；(4)对上述干燥处理后的混合料粉再次进行粉碎，再送入挤压成型颗粒机中挤压成粒状；(5)对上述制成的颗粒进行计量和入带包装，送入成品库。本发明工艺流程简单，能快速的制备出高质量的生物质颗粒燃料，生产成本低，经济效益高，同时本发明制得的生物质颗粒燃料具有高燃烧值且不易结渣的优点，可广泛应用于各种生物质燃烧设备。

4、中国专利：生物质颗粒燃料的生产工艺及成套设备，申请号：201110024969.9，申请日：2011.01.24，申请人：四川雷鸣生物环保工程有限公司，地址：643012四川省自贡市大安区凉高山李亨路19号，发明人：雷建国，摘要：本发明公开了一种生物质颗粒燃料的生产工艺及成套设备，所述生产工艺包括以下步骤：1）破碎：将生物质原料破碎至200mm下；2）调质熟化：将破碎后的生物质进行螺旋式的搅拌、加压挤压、相互摩擦搓揉粉碎、以及机械粉碎，生物质的粒度和柔韧性得到提高，在此过程中生物质同时被自然地升温，其内部的结合水和焦油之类的活性有机物被挤压出来，成为天然的粘合剂；3)干燥搅拌：将调质熟化后的生物质原料进行搅拌、干燥，使其含水量控制在15%-25%；4）挤压成型：获得粒度20mm以下的生物质颗粒燃料；5）风冷干燥：将生物质颗粒燃料的含水量控制在10%以下。本发明具有生产的连续性好、生物质原料适应范围广、能耗较低、容易成型、生产效率高的优点，且成型后颗粒的体积较小，便于运输和储存。

经应用研究发现，现有的生物质颗粒燃料生产，有的生产工艺过于繁琐，且资源浪费大，有的难实现连续性生产。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种生产工艺简单、不受原料干湿程度限制、投资少、生产效率高生物质颗粒燃料的生产方法及设备。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种生物质颗粒燃料的生产方法，其生产步骤为：

（1）将收集的生物质原料采用粉碎机粉碎，筛分后取粒度小于1厘米的生物质碎粒；生物质原料包括秸秆、树枝、树皮、木头锯末等；

（2）将生物质碎粒输送进入烘干滚筒中，采用热风炉的热风进行烘干，烘干至生物质碎粒含水量为10-13%；

（3）将烘干后的生物质碎粒经旋风分离器分离后，生物质碎粒进入到储料仓中；

（4）采用环模成型机将储料仓中的生物质碎粒挤压成生物质颗粒燃料；

（5）采用风冷输送带将成型后的生物质颗粒燃料一边风冷一边输送到储料框中，即可完成生物质颗粒燃料的生产。

所述的采用热风进行烘干时热风温度为300-400℃，烘干滚筒内不能流通空气，避免生物质碎粒烘干时燃烧。采用这样的温度烘干能使生物质碎粒半碳化，结合其烘干的含水量能更好的挤压成型，挤压成型过程不需要添加助剂，挤压后不易松散。

生物质颗粒燃料生产过程采用的设备包括粉碎机、筛分机、热风炉、烘干滚筒、旋风分离器、环模成型机和储料框，粉碎机的出料口通过输送带与筛分机的进料口连接，筛分机的出料口通过入料接头与烘干滚筒的烘干筒进口管连接，热风炉的尾气管也与入料接头连接；烘干滚筒的烘干筒出口管通过出料接口和引风机与旋风分离器连接，旋风分离器的出料口连接有储料仓，储料仓与环模成型机的入口连接，环模成型机的出口通过风冷输送带与储料框连接。入料接头和出料接口分别将烘干筒进口管和烘干筒出口管包裹在里面，且它们之间架设耐高温密封圈，避免在烘干滚筒转动时，空气进入到烘干筒内。入料接头的进料是通过星型下料器下料，能减少或避免在落料时空气跟随进入到烘干筒内。风冷输送带是能输送物料的同时还能吹冷风将物料吹冷却的输送带。环模成型机和风冷输送带都可以从市场上购买得到。

所述的储料框为网状透气的储料框。避免挤压后的生物质颗粒燃料还带有余热，网状透气的储料框能及时的散热量。储料框的底部为倒v形的出料口，出料口安装有下料器，便于生物质颗粒燃料的精确排放。

所述的烘干筒包括筒体、托轮架和托轮，筒体外表面设有传动齿轮圈和滚轮，滚轮安装在托轮上，托轮安装在托轮架上，传动齿轮圈与电动机转轴上的齿轮啮合，筒体的两端分别设置有烘干筒进口管和烘干筒出口管。

所述的烘干筒的内壁设置有螺旋搅拌叶片，在烘干筒转动时，螺旋搅拌叶片将物料往烘干筒出口管输送。

本发明生物质颗粒燃料的生产方法的优点：

1、本生产方法的生产工艺简单、不受原料干湿程度限制、投资少、采用生产线的生产方式，能实现连续性生产，生产效率高，每小时能生产高达两吨生物质颗粒燃料。

2、本申请采用热风进行烘干时热风温度为300-400℃，烘干滚筒内不能流通空气，避免生物质碎粒烘干时燃烧。采用这样的温度烘干能使生物质碎粒半碳化，结合其烘干的含水量控制在10-13%，能更好的挤压成型，挤压成型过程不需要添加助剂，挤压后不易松散，且生物质碎粒半碳化后再挤压成型，进入锅炉燃烧后燃烧充分，燃烧效率高。

附图说明

图1是实施例的生产工艺的示意图；

图2是图1中烘干滚筒的结构示意图；

图3是图1中入料接头的连接示意图；

图中序号的名称为：

1、粉碎机，2、输送带，3、筛分机，4、输送机构，5、入料接头，6、尾气管，7、热风炉，8、烘干滚筒，9、出料接口，10、引风机，11、旋风分离器，12、储料仓，13、环模成型机，14、风冷输送带，15、储料框，16、出料口，17、下料器，18、烘干筒进口管，19、筒体，20、托轮架，21、托轮，22、滚轮,23、电动机，24、传动齿轮圈，25、螺旋搅拌叶片，26、烘干筒出口管，27、星型下料器，28、密封圈。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的具体实施方式进一步的详细描述。

实施例1：

采用以下步骤即可生产得到生物质颗粒燃料：

（1）将木头锯末筛分后取粒度小于1厘米的生物质碎粒。

（2）将生物质碎粒输送进入烘干滚筒中，采用热风进行烘干，烘干至生物质碎粒含水量为10-13%；烘干时热风温度为300-400℃，烘干滚筒内不能流通空气，避免生物质碎粒烘干时燃烧。

（3）将烘干后的生物质碎粒经旋风分离器分离后，生物质碎粒进入到储料仓中。

（4）采用环模成型机将储料仓中的生物质碎粒挤压成生物质颗粒燃料。

（5）采用风冷输送带将成型后的生物质颗粒燃料一边风冷一边输送到储料框中，即可完成生物质颗粒燃料的生产。

生物质颗粒燃料生产过程采用的设备包括粉碎机1、筛分机3、热风炉7、烘干滚筒8、旋风分离器11、环模成型机13和储料框15，粉碎机1的出料口通过输送带2与筛分机3的进料口连接，筛分机3的出料口通过输送机构4和入料接头5与烘干滚筒8的烘干筒进口管18连接，热风炉7的尾气管6也与入料接头5连接；烘干滚筒8的烘干筒出口管26通过出料接口9和引风机10与旋风分离器11连接，旋风分离器11的出料口连接有储料仓12，储料仓12与环模成型机13的入口连接，环模成型机13的出口通过风冷输送带14与储料框15连接。所述的储料框15为网状透气的储料框15；储料框15的底部为倒v形的出料口16，出料口16安装有下料器17。入料接头5和出料接口9分别将烘干筒进口管18和烘干筒出口管26包裹在里面，且它们之间架设耐高温的密封圈28，避免在烘干滚筒8转动时，空气进入到烘干筒8内。入料接头5的进料是通过星型下料器27下料，能减少或避免在落料时空气跟随进入到烘干筒8内。

所述的烘干筒12包括筒体19、托轮架20和托轮21，筒体19外表面设有传动齿轮圈24和滚轮22，滚轮22安装在托轮21上，托轮21安装在托轮架20上，传动齿轮圈24与电动机23转轴上的齿轮啮合，筒体19的两端分别设置有烘干筒进口管18和烘干筒出口管26。所述的烘干筒12的内壁设置有螺旋搅拌叶片25，在烘干筒12转动时，螺旋搅拌叶片25将物料往烘干筒出口管26输送。

应用实施例

1、南宁某锅炉制造有限公司，采用本方法及设备，采用木头锯末生产生物质颗粒燃料，每小时能生产2吨左右的生物质颗粒燃料，不受天气和原料干湿程度影响，只要原料充足就可以实现连续生产。