木质颗粒燃料连续生产方法
【专利摘要】本发明公开一种木质颗粒燃料连续生产方法，其包括如下步骤：(1)备料工序：将木质原料进行削片，得到木片长度为3厘米以下；(2)粗粉碎工序：将木片粉碎至粒径为5-6毫米，形成粗木屑；(3)干燥工序：将粗木屑干燥，使其含水率10％-15％；(4)细粉碎工序：将粗木屑再次粉碎至粒径小于3毫米，形成细木屑；(5)制粒工序：将细木屑输送至造粒机进行造粒。本发明具有如下突出优点：扩大了原料适用范围，充分利用林业废弃物，连续生产工艺配备设备性能稳定，自动化程度高，操作简便，达到节能减排，且安全。
【专利说明】木质颗粒燃料连续生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物质燃料生产领域，具体一种木质颗粒燃料连续生产方法。
【背景技术】
[0002]现有木颗粒燃料的制造以收购木糠、刨花为原料，直接制粒。但是木糠、刨花等存在供料不稳定，且木屑形态各异，含水率难以控制；另外生产以人工上料为主，劳动强度大，工艺参数的条件难以保证在恰当的并且允许的范围内，导致产量质量差。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对以上所述现有技术存在的不足，提供一种原料来源广泛，生产效率搞，节能环保且可以连续不间断作业的木质颗粒燃料连续生产方法。
[0004]为了达到上述目的，本发明是这样实现的:木质颗粒燃料连续生产方法，其包括如下步骤:
[0005](I)备料工序:将木质原料进行削片，得到木片长度(宽度、厚度均小于长度)为3厘米以下；
[0006](2)粗粉碎工序:将木片粉碎至粒径为5-6毫米，形成粗木屑；
[0007](3)干燥工序:将粗木屑干燥，使其含水率10% -15% ；
[0008](4)细粉碎工序:将粗木屑再次粉碎至粒径小于3毫米，形成细木屑；
[0009](5)制粒工序:将细木屑输送至造粒机进行造粒。
[0010]所述木质原料经原料堆场堆放后，由装载车运到原料平台，然后经上料送入皮带进入削片机内进行切削加工成木片，加工好的木片经螺旋运送机推至皮带机运送至斗式提升机进入木片仓中贮存。
[0011]所述(2)步骤中，所述木片经斗式提升机提升至皮带运输机送至锤式粉碎机进行粗粉碎。
[0012]所述(3)步骤的干燥是将粗木屑输送至通道式干燥机的管道内进行干燥。
[0013]所述(4)步骤中，所述细木屑输送至环模制粒机进行造粒，制粒成型后的颗粒通过筛选机，把不成型的木质颗粒回收至造粒机中重新造粒；把合格的木质颗粒进行冷却。
[0014]所述(2)步骤中，所述粉碎机连接吸附式出料装置，所述吸附式出料装置包括设置在所述粉碎机上的可调节呼吸口、砂石清除装置、风机、输送凤管和分离器，所述粉碎机的出料口通过输送管道与砂石清除装置连接，所述砂石清除装置的出料口通过输送管道与所述风机连接，风机的出料口通过输送风管与分离器连接。
[0015]所述粉碎机的出料口设置筛网，用于拦截粒径不合格的粗颗粒。
[0016]所述分离器可以是旋风分离器；在所述分离器的排料口设置排料阀。
[0017]所述旋风分离器与Z型干燥除尘管道连接、所述Z型干燥除尘管道包括箱式烟气管道、Z型隔板和固定角钢，最少一块Z型隔板安装于所述箱式烟气管道内形成Z型曲折管道。
[0018]所述木质原料包括芒果、椰子、荔枝树木；风倒橡胶木、正常更新橡胶木的边角余料；木材加工剩余物以及各种木质废弃物。
[0019]所述木质原料为碎单板、橡胶木和桉木组成，其中，碎单板:橡胶木:桉木5:3: 2 (按重量比)，得到的木质颗粒燃料产品热值达到4000-4300大卡，密度达600kg/m3，是一种非常优质的颗粒燃料。
[0020]与现有技术相比，本发明具有如下突出优点:
[0021]扩大了原料适用范围，充分利用林业废弃物，顺应国家关于以三剩物和次小薪材为原料生产加工的综合利用的有关政策，属于林木质可再生能源范畴，是可再生能源的重要组成部分，充分利用林业资源开发生物质能源，可以优化我国能源结构，减少对化石燃料的依赖，保障国家能源安全；
[0022]连续生产工艺配备设备性能稳定，自动化程度高，操作简便，全线各工段现场可采用可编程逻辑控制(PLC)系统，控制系统和马达控制中心遍布工厂现场，通过网络通讯，操作员就可以在中心控制室上对工艺进行监视和控制；如干燥系统，操作员可以在控制室知道工艺流量、掌握现场各种参数值，如温度、流量、压力等；也知道现场各种仪器仪表、阀门等的状态，如气阀的开度；在控制室亦可以对干燥系统进行单个或成组启动或停止操作；
[0023]随着自动化程度的提高，设备基本可以做到实现无人值守，反复不间断操作，这样可以进一步提高生产效率，降低人工劳动强度，消除生产故障，同时实现计算机系统管理，如能够实现信息实时处理和自动输出工作报表，从而提高生产的管理效率和优化操作进程;
[0024]采用单通道干燥一体化能源中心，利用生产过程中产生的废料作为燃料，即环保又可以进一步降低运行成本；设备配有全自动的火花探测器和灭火装置；体积传热系数高，热效率高，最终含水率均匀；使用高效分离器可以达到较高除尘效果；
[0025]本发明符合当今木煤工艺技术发展趋势，设备性能可靠，自动化程度高，注重人机协调性，原料主要以林业采伐剩余物、林业加工剩余物、次小薪材为主，辅以木材加工剩余物利用，并选用先进的能源中心，达到节能减排效果，注重安全和消防性。
[0026]本发明可以充分利用当地的资源，研发出以碎单板、橡胶木、桉木段5: 3: 2的原料配比，产品热值达到4000-4300大卡，密度达600kg/m3，是一种非常优质的颗粒燃料。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明木质颗粒燃料连续生产方法的流程示意图；
[0028]图2为本发明木质颗粒燃料连续生产方法的粉碎机吸附式出料装置的结构示意图；
[0029]图3为本发明木质颗粒燃料连续生产方法的Z型干燥烟气除尘管道的外部结构示意图；
[0030]图4为本发明木质颗粒燃料连续生产方法的Z型干燥烟气除尘管道的内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述，需要说明的是，实施例并不构成对本发明要求保护范围的限制。
[0032]本发明根据造粒机的工作原理，充分利用无采伐指标的经济林比如芒果、椰子和荔枝树木；风倒橡胶木和正常更新橡胶木的边角余料；木材加工剩余物(如指板皮、板条、木竹截头、锯沫、碎单板、木芯、刨花、木块、边角余料等)以及各种采伐指标林木的枝桠材等各种废弃物来加工形成木质颗粒燃料。
[0033]一种木质颗粒燃料连续生产方法，如图1所示，其包括如下步骤:
[0034](I)备料工序:将木质原料进行削片，得到木片长度(宽度、厚度均小于长度)为3厘米以下。
[0035]由于收购的各种枝桠木质原料一般造材长度在1.2米-2米的范围，直径在3-8厘米不等，而碎单板、板皮、板条、木竹截头、锯沫、木芯、刨花、木块、边角余料等形态各异，且含水率多数情况在30% -50%的范围内，直接粉碎至木屑将消耗大量的能量，经济能耗比较低。因此先将大件的木质原料经过削片机进行削片形成木片，所述木片的长度(宽度、厚度均小于长度)控制在3厘米以下。具体操作是，收购的木质原料经原料堆场堆放后，由装载车运到原料平台，经人工上料送入皮带运输机后进入削片机内进行切削加工，然后将加工好的木片经螺旋运送机输送至皮带机，然后经斗式提升机进入木片仓中贮存。
[0036](2)粗粉碎工序:将木片仓中贮存的切削合格的木片则经斗式提升机和皮带运输机送至粉碎机进行粗粉碎，粗粉碎后得到粒径为5-8毫米的粗木屑；为了提高工作效率，所述粉碎机选用锤式粉碎机，且所述锤式粉碎机更加节能。优选的，所述粗木屑的粒径为5-6毫米，这样可以做到最节能，且效率极高。
[0037](3)干燥工序:将粗木屑直接在通道式干燥机的管道中进行干燥，通道式干燥机的加热介质为洁净的高温烟气。高温烟气来自热能中心，所述高温烟气经混合室与空气混合后进入干燥管道内，将湿的粗木屑从通道式干燥机的管道传送到管道末端的旋风分离器，在旋风分离器中，湿润空气与木屑分离，木屑被干燥至工艺要求的含水率10% -15% ；
[0038](4)细粉碎工序:将干燥后粗木屑送至粉碎机进行再次粉碎，得到粒径小于3毫米的细木屑，为造粒提供最佳粒径要求；优选的，所述细木屑的粒径在0.5-1.5毫米之间，这样得到的木质颗粒燃料燃烧将更为充分，释放热值最高。
[0039](5)制粒工序:细木屑从细粉碎机出来后输入分配仓进行分配，然后送至最少一台造粒机进行造粒。造粒机可以使用现有市场上销售的造粒机。目前，所述造粒机是平模和环模两种工作原理。其中，所述环模制粒机的技术更成熟，且产量更可控，维护使用成本更经济。所述环模制粒机压制室由压模、压辊、喂料刮刀、切刀及模辊间隙调节螺钉等组成。细木屑通过压模罩和喂料刮刀，将粉状细木屑送入两个压制区，通过压模与压辊相对旋转，对木屑逐渐挤压，挤入压模孔，在压模孔中成型，并不断向压模孔外端被挤出。模具外侧有若干把切刀，通过切刀把成型条状物切成所需长度，最后成型颗粒流出。制粒成型后的颗粒通过筛选机，把不成型的木质颗粒从合格品中分离，通过如输送带等回收设备直接送回造粒机中重新造粒；合格的木质颗粒经过冷却系统进行冷却，然后送入产品自动包装线。
[0040](6)包装工序:产品自动包装线采用现有技术非常成熟的自动封装系统；自动包装线具有生产速度高、包装质量好、重量控制稳定等优点，是一种机、电、仪、气、机器人一体化的高科技产品，可自动称重、供袋、取袋、装袋、夹口、折边、封袋、批号打印、倒袋整形、等作业全部实现自动化，可最大化地提升产品生产线效率。同时，改自动包装线可以通过与互联网连接，实时提供产品的生产信息，便于生产车间的监控和管理，以及财务的实时生产成本核算，产品库存的科学管理。
[0041]对于上述(2)步骤的粗粉碎工序，由于物料含水率在30% -50%的范围内，特别是含水率30% -50%内，在各种粉碎机中因适应原料水分范围窄出料非常困难，原料水分高时，产量大幅下降，且严重影响产量，同时还存在沙石等异物无法清除和粉尘外排等缺陷，本发明设计吸附式出料装置，可以完全的解决了上述问题。所述吸附式出料装置，如图2所示，其包括设置在所述粉碎机2上的可调节呼吸口 1、砂石清除装置3、风机4、输送凤管5和分离器6，所述粉碎机2的出料口通过输送管道与砂石清除装置3连接，所述砂石清除装置3的出料口通过输送管道与所述风机4连接，风机4的出料口通过输送风管5与分离器6连接。在所述分离器6的排料口设置排料阀，用于将所述粉料排出。在所述粉碎机的出料口设置筛网，用于拦截粒径不合格的粗颗粒。所述分离器6可以是旋风分离器。所述吸附式出料装置工作原理如下:在粉碎机2工作时，风机I产生高速气流，物料由进料口吸入粉碎机2的粉碎室进行粉碎，粉碎后的物料以足够大的动能向筛网喷射，不合格的粗料吸附在网上，重新粉碎，同时一部分空气通过呼吸口 I进入，使得碎料充分扩散到气流中，粉料不截团，随气流透过筛网，因此粉碎的产量大、效率高、不粘网、不堵网孔、细度均匀。由于沙石附壁流动，当空气混合碎料流经沙石清除装置3时，沙石因为重力而沉积下来。合格料由引风机4引出进入旋风分离器6，混合气体沿轴向进入旋风分离管后，气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度大的碎料在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管排料阀口排出。旋转的气流在筒体内收缩向中心流动，向上形成二次涡流经导气管经设备顶部出。通过调节呼吸口调节进入粉碎机的空气量，达到最佳混合木屑空气流；沙石清除装置是利用混合气流中的沙石自重，通过装置是堆积下来，方便清理；风机4、输送风管5和分离器6、排料阀组成气力输送，增加粉碎机木屑排除速度，防止含水高的木屑堵塞网孔，并且完成木屑和空气的分离。所述吸附式出料装置适合大型木屑生产使用，其结构简单，机结构合理，制造容易，由于设有可调节呼吸口，空气与物料同时进入，使粉碎后的物料不易堵塞筛孔，特有的沙石清除装置，效果明显，本方案适合含水高的原料，生产效率特别高。吸附式出料装置有效解决粗粉碎出料难题，大幅提高粗粉碎产量。同是同样45kw粉碎机，产量可以提高一倍以上。
[0042]由于旋风分离器对烟气木屑组合进行分离，烟气与木屑分离效果一般不好。本发明设计一种Z型干燥除尘管道与所述旋风分离器连接、如图3和图4所示，Z型干燥除尘管道包括箱式烟气管道8、Z型隔板9和固定角钢10，最少一块Z型隔板9安装于所述箱式烟气管道8内形成Z型曲折管道。所述Z型隔板9用固定角钢10固定于所述箱式烟气管道8内。利用木屑在Z型管道内的阻力和木屑自身重力，通过调节风力大小，结合旋风分离器，达到较好的除尘效果。Z型干燥除尘管道可以大大减少木屑进入旋风分离器，从而加强分离效果，减少分离器搭桥、堵塞状况。
[0043]Z型干燥除尘管道的工作原理是:其与旋风分离器连接，在干燥的箱式烟气管道8中，设置曲折的Z型曲折管道，木屑随烟气流出时，由于Z型曲折管道的阻尼作用和木屑自身重力，较大的和合格木屑不能随气流上升排除，粉尘随混合气流进入旋风分离器，进行进一步分离。
[0044]本发明是针对现有木颗粒制造以收购木糠、刨花为原料来进行直接制粒，存在供料不稳定的缺点，且无法充分理由现有可再生资源，导致部分资源白白浪费了。通过采用削片系统，将无采伐指标的经济林比如芒果、椰子、荔枝树木；风倒橡胶木、正常更新橡胶木的边角余料；木材加工剩余物，如指板皮、板条、木竹截头、锯沫、碎单板、木芯、刨花、木块、边角余料等以及各种采伐指标林木的枝桠材等等各种废弃物切成木片，经过上述生产步骤后连续生产合格木质颗粒燃料。同时，辅助保留原有木糠、刨花上料装置，致使原料来源范围非常广泛。目前市场上同类粉碎机适应原料水分范围窄，当原料水分高时，产量大幅下降，同时还存在沙石等异物无法清除和粉尘外排等缺陷。通过设置吸附式出料装置，粉碎后的物料不易堵塞筛孔，特有的沙石清除装置，效果明显，即使是含水高的原料，生产效率特别高。项目设备性能稳定，自动化程度高，操作简便，全线各工段现场采用可编程逻辑控制(PLC)系统，取代由大量中间继电器、时间继电器、计数继电器等组成的传统继电-接触控制系统，提闻全线自动控制能力。
[0045]优选的，所述木质原料为碎单板、橡胶木和桉木组成，其中，碎单板:橡胶木:桉木5: 3: 2 (按重量比)，这样的配比关系按上述工艺得到的木质颗粒燃料产品热值达到4000-4300大卡，密度达600kg/m3，是一种非常优质的颗粒燃料。
[0046]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术人员依本发明构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。
【权利要求】
1.木质颗粒燃料连续生产方法，其特征在于，其包括如下步骤: (1)备料工序:将木质原料进行削片，得到木片长度为3厘米以下； (2)粗粉碎工序:将木片粉碎至粒径为5-6毫米，形成粗木屑； (3)干燥工序:将粗木屑干燥，使其含水率10%-15% ； (4)细粉碎工序:将粗木屑再次粉碎至粒径小于3毫米，形成细木屑； (5)制粒工序:将细木屑输送至造粒机进行造粒。
2.按照权利要求1所述的木质颗粒燃料连续生产方法，其特征在于，所述木质原料经原料堆场堆放后，由装载车运到原料平台，然后经上料送入皮带进入削片机内进行切削加工成木片，加工好的木片经螺旋运送机推至皮带机运送至斗式提升机进入木片仓中贮存。
3.按照权利要求1所述的木质颗粒燃料连续生产方法，其特征在于，所述(2)步骤中，所述木片经斗式提升机提升至皮带运输机送至锤式粉碎机进行粗粉碎。
4.按照权利要求1所述的木质颗粒燃料连续生产方法，其特征在于，所述(3)步骤的干燥是将粗木屑输送至通道式干燥机的管道内进行干燥。
5.按照权利要求1所述的木质颗粒燃料连续生产方法，其特征在于，所述(4)步骤中，所述细木屑输送至环模制粒机进行造粒，制粒成型后的颗粒通过筛选机，把不成型的木质颗粒回收至造粒机中重新造粒；把合格的木质颗粒进行冷却。
6.按照权利要求1所述的木质颗粒燃料连续生产方法，其特征在于，所述(2)步骤中，所述粉碎机连接吸附式出料装置，所述吸附式出料装置包括设置在所述粉碎机上的可调节呼吸口、砂石清除装置、风机、输送凤管和分离器，所述粉碎机的出料口通过输送管道与砂石清除装置连接，所述砂石清除装置的出料口通过输送管道与所述风机连接，风机的出料口通过输送风管与分离器连接。
7.按照权利要求6所述的木质颗粒燃料连续生产方法，其特征在于，所述粉碎机的出料口设置筛网，用于拦截粒径不合格的粗颗粒。
8.按照权利要求6所述的木质颗粒燃料连续生产方法，其特征在于，所述旋风分离器与Z型干燥除尘管道连接、所述Z型干燥除尘管道包括箱式烟气管道、Z型隔板和固定角钢，最少一块Z型隔板安装于所述箱式烟气管道内形成Z型曲折管道。
9.按照权利要求1所述的木质颗粒燃料连续生产方法，其特征在于，所述木质原料包括芒果、椰子、荔枝树木；风倒橡胶木、正常更新橡胶木的边角余料；木材加工剩余物以及各种木质废弃物。
10.按照权利要求1所述的木质颗粒燃料连续生产方法，其特征在于，所述木质原料为碎单板、橡胶木和桉木组成，且碎单板:橡胶木:桉木5: 3: 2。
【文档编号】C10L5/44GK104232200SQ201310239795
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月18日 优先权日:2013年6月18日
【发明者】李文琪 申请人:海南福佳能源开发有限公司