[发明专利]一种生物质燃料块生产方法及设备

说明书

本发明公开了一种生物质燃料块生产方法及设备，将秸秆切成块，秸秆挤搓机挤搓，在一定温度下生物质燃料活模成型机挤压填充活动模具，保温仓中190℃以上2‑5min定型，脱模。秸秆挤搓机采用绞龙和挤搓头相互配合挤搓，使秸秆纤维结构压缩，体积缩小、密度增加，由此增加成型机的物料喂入量。生物质燃料活模成型机采用活动模具，增加了活模轨道和保温仓，省略了挤压机中的喉管，缩短了保型区的定型管道，减小了物料与模具之间的摩擦力和模具的损耗，降低成本，节约能耗；一个模具装填完毕后自动转入保温装置中，挤压设备继续工作，缩短单个燃料块的生产时间，增加保型时间，生产的生物质燃料块成型好、密度大，质地均匀、规格统一。

技术领域

本发明属于生物质燃料技术领域，具体涉及一种生物质燃料块生产方法，及实现该方法的秸秆挤搓机、生物质燃料活模成型机和生物质燃料生产系统。

背景技术

近年来由于农村生活水平提高，农民对秸秆作物燃料的依赖性降低，致使每年都有大量农作物秸杆留存，给秸杆处理和来年的春耕生产带来了不小的麻烦。由于耕地的土壤层薄和耕作投入大等原因，对于秸杆的深耕还田处理实施难度大，丢弃堆放又占用大量耕地资源,因此农民对于秸杆的处理方式多还是采用直接焚烧。然而焚烧秸秆不仅存在引发火灾的风险，还会导致空气污染，这既危害环境，又浪费资源。近年来，政府就禁止秸秆焚烧问题出台了很多办法和意见，但都没有收到显著的成效，究其根本原因，是秸杆作为一种生物质能源未被有效开发与利用，也未能体现其应有的社会与商业价值。

与此同时我国经济的迅速发展消耗了大量的能源，这不仅导致矿物能源的逐年减少，随着能源消耗的增多环境污染问题也日趋严重。因此要想在保护环境的前提下加速我国新型工业化道路和全面实现小康社会的进程，就必须利用可再生能源来代替和补充传统能源。农作物秸杆就是很好的生物质能源，秸杆经过成型设备挤压成质地致密、形状规则的固体燃料后，具有体积小、密度大、储运方便；品位较高、燃料特性优良；绿色无污染、干净卫生、使用方便等优点，可以替代矿物能源广泛用于人们生产和生活的各个领域。从而缓解煤炭等资源的消耗速度，降低污染气体的排放量，改善我国的能源结构，对于保障国家能源安全、改善生态环境、促进节能减排、实现低碳经济、为新农村建设提供清洁能源均具有重大意义。

生物质燃料块固化成型技术主要分为热压缩成型技术、冷压缩成型技术和碳化成型技术。热压缩成型技术是指；将生物质原料加热至170℃-220℃之间，通过施加一定的压力，将生物质原料压缩至具有一定密度的成型燃料。其成型机理是通过加热的方式，使生物质原料中的木质素软化。木质素在常温下不溶于任何有机溶剂，但当温度在200-300℃时，木质素会因温度的变化而软化。在木质素软化的过程中通过对其施加一定压力，可使其与生物质原料中的纤维素等物质紧密粘接并发生机械变形和塑性流变，在垂直于最大应力方向上，粒子主要以相互啮合，而在垂直于最小应力方向上，粒子主要以相互靠紧的方式结合，冷却后即可固化成型。

目前国内外的生物质成型燃料生产设备主要有压辊式挤压成型机、螺杆连续挤压成型机、机械驱动冲压式成型机和液压驱动冲压式成型机。这些成型设备都广泛存在着工作能耗高、生产效率低、模具磨损严重、成型后的生物质燃料品质特性差异较大等诸多技术问题。

活塞式热压成型机，包括：压紧区（预挤压）、压变区（致密挤压）、保型区（模具）以及加热装置，从物料保型区挤出后，生物质燃料挤出块自然冷却定型。为了保证挤出块不产生型变，不得不加长模具，摩擦行程长；有的在压变区和保型区之间加装喉管，加大了摩擦力，模具摩损也增大，消耗模具，浪费能源。

生物质成型设备是农作物秸杆生物质成型燃料生产的关键，其生产效率决定着生物质成型燃料的产量，技术指标决定着生物质成型燃料的质量，能耗决定着生物质成型燃料的生产成本。因此，开发新型的高效、节能生物质成型生产设备是生物质成型燃料行业发展的首要课题。

发明内容