植物能颗粒压缩成形装置、系统及生产工艺的制作方法_2

文档序号:9391594阅读:来源:国知局
46]附图标记:
[0047]1-螺旋推进杆; 2-压缩腔;3-成形腔
[0048]31-成形通道
[0049]4-主轴5-螺旋形叶片 6-进料腔
[0050]7-预处理装置 8-传输装置9-颗粒收集装置
[0051]10-驱动装置
【具体实施方式】
[0052]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0053]在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0054]在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0055]现代科学已经证实,每年太阳照射植物生长而在地球上产生的植物能,其能量总值是我们全人类每年消耗的所有能量总和的10倍。我们地球有近1.5亿平方公里的陆地面积,这是我们人类免费得到的一个巨大的太阳能接收器,它每时每刻都在为我们接收太阳能,转换成植物能,存储起来,等待我们来利用。只要我们能利用一小部分这些植物能,我们人类所需要的绝大部分能源问题就解决了。但是,我们人类并没有有效利用这些可循环的植物能,而是让其载体植物秸杆腐烂到地里,变成C02,白白流失。我们更热心的是去挖掘地球亿万年来留在地下的煤,石油,天然气,作为我们的主要能源使用。这样做的结果,是使我们的大气里温室气体C02越聚越多,使气候变暖。
[0056]如果我们能有效利用秸杆类植物能,不但不会增加大气的C02含量,反而会使之减少。烧掉植物秸杆,当然会有C02排放入大气。但紧接着,植物的下一代又把这些排放的C02吸收回来,经光合作用,把其转换成新的秸杆和氧气,氧气进入大气。假如烧秸杆排放100份C02,新一代植物生长吸收的C02的量,会远高于100份。因为新一代植物不但要重新生产等量的秸杆,还要生产果实(粮食)和根系。生产果实和根系吸收的C02,燃烧获能时,不包括在内,没有重回大气。因此植物能的利用,C02排放率,是负数。植物能是洁净可循环能源。我们大量利用植物能,会帮助我们减少大气里的C02含量,根治地球气候变暖的大问题。
[0057]但现实是,我们人类大量用煤,石油和天然气作为主要能源,让植物秸杆烂到地里。燃烧这些地下化石能源,有大量C02排放进入大气;而烂到地里的植物秸杆,绝大部分是烂在地面之上,被好氧菌吃掉,转换成C02,同样造成大量C02排放进入大气。这两股C02流量,加在一起,让我们的大气层温室气体越聚越多,使我们的气候变暖。
[0058]我们人类不愿意利用植物能的道理很简单:植物能的载体植物秸杆太松散,运输不方便,燃烧不方便。我们喜好用煤,因为它密度高,好运好用。就这么简单的差别,让我们人类偏爱煤,鄙弃植物能。
[0059]如果我们能把松散的植物秸杆压成高密度的颗粒,使其接近于煤,上述植物能利用的障碍就不存在了。压制植物秸杆颗粒,提高植物秸杆密度,就可以取代煤。很多人尝试过走这条路,但都失败了,或正在失败。
[0060]目前的秸杆颗粒高密度成形技术,耗能高,浪费高,机器故障率高,致使秸杆颗粒成形后,成本太高,远远高于挖煤的成本。因此植物能在市场上竞争不过煤,所以植物能在人类的能源份额上始终不能形成气候。
[0061]煤炭是这个世界上最便宜,但也是污染最严重的能源。如果我们能开发一种高效的植物能颗粒成形技术,把植物秸杆颗粒的压制成本降低到等于或低于煤炭的开采成本,这看似是一个小变化,其实我们能跨过这一步,就是跨过了一个临界点,我们就可以用秸杆植物能取代煤炭,得到一个洁净可循环能源,人类再也不会为能源危机而苦恼,可能会引发一场世界范围的能源革命。
[0062]为解决植物能颗粒生产成本问题,本发明实施例1提供了如图1所示的植物能颗粒压缩成形装置,包括:螺旋推进杆1、压缩腔2和成形腔3 ;
[0063]其中压缩腔2具有圆台状内壁,与成形腔3连通;
[0064]其中,成形腔3可以具有一个或多个成形通道31 ;
[0065]成形通道31的数量,可以根据需要的产能、最终颗粒产品的尺寸规格设计,如图1?2中,成形通道为I个;而图3中,成形通道31的数量为2个,当然更多也可以。通过大尺寸的压缩腔配合多个小尺寸成形通道,将使生产效率大幅度提升,有助于进一步降低生产成本。
[0066]成形通道31的内径从与压缩腔2连接的一端到另一端可以如图2所示不变,也可以有连续变化或者阶梯变化,或者连续变化与阶梯变化的混合,成形通道内径的设计变化,会影响最终产品的成形效果,如颗粒的密度均匀性、产品表面的完整性等,由于不同设计会影响不同的最终产品性能,这里无法一一举例,因此这里不再赘述。
[0067]另外,成型通道31横截面可以是矩形、圆形、三角形等任意形状;其中,圆形、椭圆形或者近似的圆形的一些无棱角形状拥有较好的成形效果,相比矩形、三角形等有棱角的形状,最终产品整体致密度比较平均,不易产生边角部分的致密度降低的情况。
[0068]螺旋推进杆I设置在压缩腔2内,包括:主轴4及围绕主轴外壁设置的螺旋形叶片5。
[0069]在生产时,将植物原料如秸杆等投入压缩腔2,并通过外部驱动使主轴4转动,植物秸杆原料将在螺旋形叶片5与压缩腔2的圆台状内壁之间的间隙中逐渐压缩、摩擦生热、脱水,产生塑性变形,并被逐渐推动至成形腔3内,通过成形腔3内的成形通道冷却塑形,最终形成密致的秸杆颗粒。
[0070]其中,压缩腔2的圆台状内壁压缩区,配合螺旋推进杆1,压缩效率极高,经本实施例的压缩成形装置形成的植物能颗粒,其比重能够达到1.2以上(以植物秸杆为例),此时,单位重量的植物能颗粒制造成本,仅为目前同类设备的1/3左右,实现了颗粒生产耗能仅为生产颗粒获能的6%左右,首次实现单位热能的植物能颗粒制造成本低于同量热能的煤炭开采成本,为人类用洁净可循环的植物能源取代煤炭这种目前价格最低污染最严重的现行能源,奠定了价值基础。
[0071]除此之外,本发明实施例的植物能颗粒压缩成形
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