[发明专利]一种生物质秸秆压块机

说明书

技术领域

本发明是一种生物质秸秆压块机，是由机械结构、液压元件、电力驱动及电控装置组成的机电设备。

其主要用途是将农作物秸秆及其它植物茎秆或叶皮经粉碎后的碎粒压制成一定密度、一定体积和形状的块状物。目前主要用于替代日趋紧缺的煤炭，作为广大农村和中小城镇的炊饮和取暖燃料，同时也可以作为养殖业的饲料。随着技术进步和市场的成熟，亦可将这种压块作为炼制燃料油的原料。

背景技术

从上世纪50年代开始，先后有许多国家开始研制和生产各种生物质致密成型设备。从上世纪80年代开始，我国通过引进、消化吸收和自主创新，也研制和生产了各种结构的致密成型机，用于压制颗粒形、条形、棒形及块形燃料，以及用于养殖业的颗粒和块状饲料。

从技术结构看，当前国内外生产的生物质燃料致密成型机，其工作原理可以分为三类：一是螺旋式挤压成型机，二是柱塞式冲压成型机，三是辊压式颗粒成型机。

1.螺旋式挤压成型机。

从螺旋式积压成型机的结构看，其主要构件有电机及传动系统、螺旋杆、螺旋杆套筒、耐热螺旋杆套筒延伸筒、套在延伸筒上的电加热器及给料装置。它的工作原理是木质素融凝固化成型原理，利用螺旋杆的螺旋运动将秸秆颗粒从给料装置下方，经过一段距离后，输送到螺旋杆的前端头部。利用螺旋的前端斜面，将物料挤入连接在螺旋杆套筒前端的耐热延伸筒内。在延伸筒内的已致密物料和筒壁的摩擦阻力的相互作用下，将物料挤压成一定密度的成型物，同时将成形后的致密物料推出。

2.柱塞式冲压成型机。

这种成型机的主要构件有压缩缸、往复运动的柱塞冲头和提供往复运动动力的液压系统或曲柄连杆机构。在压缩缸上，有三个工作段，摩擦阻塞段、给料区段及柱塞冲头导向段。它的工作原理是在给料段由螺旋给料或重力给料后，由往复运动的柱塞冲头将物料推向摩擦阻塞区，利用摩擦阻力和柱塞推力将物料压实致密，同时由柱塞推力克服摩擦阻力后将致密后的物料推出。

3.辊压式颗粒成型机。

这类工作原理的成型机，基本结构有两种，一种是双圆辊外切，在两辊错位开孔，利用双辊柱面对碾，将物料挤入对面辊上的开孔中，从辊内(或环内)的空腔中将致密颗粒排出。这种原理也称为对辊式成型机。另一种是双圆内切，在外圆环开孔，由内圆柱将物料从外环的开孔碾压挤出，最大开孔直径可达30mm，挤出的致密物料成棒状，长度不确定。这种结构的设备也称为环模成型机。

目前国内生产和使用的生物质成型机主要是这三种类型。

螺旋挤压机主要用于压制燃料条，它的生产能力多在100-200kg/小时，单位能耗为70-120kwh/t，产品规格为50-70mm棒状。这种机型，对水分要求较严，通常需要加热烘干。产品产出率较低，一般在2∶1，即需两吨秸秆生产出一吨压块商品，另一吨需要作为燃料，加热烘干秸秆颗粒，并补偿在加热过程中产生的烧蚀损失。所以该机型的产品成本较高，固定成本在280元/t以上。

柱塞冲压机型也用于生产燃料块，规格为直径80-120mm条棒状。由于该机型是在物料压实后的外表面加热(秸秆粉的热传导性极差)，所以内外的加热温度不一致，产品的稳定性不好，部分产品有爆裂。这种机型原料不需要加热烘干，没有燃料消耗和烧蚀损失，产品成本较低。但由于工作原理的限制，单位能耗在80-140kwh/t之间。

环模成型机一般用于养殖业的饲料压制，也可用于压制锅炉燃料。这种方式原料不需加热烘干，在压制过程中不需电加热，产量也较高，产品电耗根据各机型压制密度不同在40-80kwh/t之间。但这种机型压制的产品由于颗粒较小(10-20mm长、宽、高)，堆积体积仍然很大。在一般民用炉灶内燃烧时燃烧速度过快，燃烧时间短，虽然火焰温度很高，但大部分热量不能利用，只是提高了炉灶的排气温度。所以这种机型的产品作为燃料使用不适合。

综上所述，以上三种机型是当前已在使用的机型，由于受结构和产品规格的限制(产品规格只在直径或宽高方向定形，长度方向不确定，是定形不定型)，这三种机型的产品使用面并不宽，它们产生的经济效益还不足以驱动市场加工利用全部的农作物秸秆和林业、轻工业生物质废弃物。