[发明专利]一种玉米秸秆固体燃料的生产方法及制造工艺

说明书

所属技术领域：

本发明涉及一种玉米秸秆为原料生产固体燃料的方法及制造工艺。

背景技术：

目前，我国在利用农作物秸秆生物质能转化上有很大的发展。有用热化学法、生物化学法、物理化学法转化二次能源，但东北方地区气候温差较大，不适用热化学法、生物化学法的二次能源转化，但物理化学法的做法就是以下几种方式：1、湿基固体成型①。此种方法来源于纤维板的生产方法，就是将原料在水中浸泡数日或原料喷水，加粘合剂；搅拌均匀，压缩成型固体燃料。2、加热固体成型②。其工艺过程一般为原料粉碎、干燥、靠外加剂混合、加热挤压成型、冷即。3、炭化固体成型③。将原料经高温热解后，碳化成粉粒状木炭，然后在加一定量的粘结剂，用固体成型机挤压成一定规格和形状的成品木炭，上述几种秸秆固体燃料成型方式存在以下几个问题：1、湿基固体成型烘干费用高，燃料密度低，燃烧性能差，有废水排出。2、加热固体成型能源消耗大，加工过程有废气排放。3、碳化固体成型成本费用高，能耗大，有废气、焦油排放，上述问题必须得以解决。

发明内容：

本发明为解决现有技术中存在的能源消耗大，燃料密度低，造成二次污染问题。

为解决上述问题本发明提供了一种利用玉米秸秆为原料生产固体燃料的方法及制造工艺(附图1、2)。该方法是将含水率30％以下的玉米秸秆粉碎成一定尺寸范围内的颗粒物料，使含水率降至20％以下。计算粉碎后原料的表观密度④，比照褐煤⑤或烟煤⑥的表观密度确定成型固体燃料的密度。用原料的表观密度和成品固体燃料的密度比值确定压缩比，用压缩比确定制造工艺中所需的压力，功率转速和适用的挤出设备。

本发明与现有技术相比有以下优点和有道效果：1、玉米秸秆固体燃料成型时靠自身木质纤维素的含量及摩擦产生的温度和外加剂、稀释剂等辅料的加入降低了能耗。2、在外加剂辅料的作用下，靠机器的转速功率，筒体变径提高了固体成型燃料的密度。3、整个玉米秸秆固体燃料成型过程靠自身含水率外加剂的作用完全解决了废气、废水的排放，没有二次污染。4、由于玉米秸秆固体燃料的密度参照褐煤、烟煤密度计算得出的，使热值提高，加之外加剂辅料的加入，其烧后的剩余物是非常好的复合肥，可以重归大自然，完全形成良性循环。

附图说明：

以下结合附图对本发明玉米秸秆固体燃料生产方法及制造工艺进行详细说明。

附图1：是本发明玉米秸秆固体燃料生产流程框图

原料——粗粉碎——二次粉碎——称重——外加剂——称重——搅拌——挤压成型——入库堆放

附图2：是本发明玉米秸秆固体燃料制造工艺流程

1、铡草机2、强力粉碎机3磅4、辅料外加剂5、磅6、混合搅拌7、挤出成型8、堆放入库

具体实施方式：

本发明所用的方法是：1、确定备料段参数(1)根据原料的含水率、确定固体燃料颗粒的尺寸范围及表观密度。(2)参照褐煤、烟煤的堆积密度计算玉米秸秆固体燃料的密度。(3)用玉米秸秆固体燃料的密度与原料的表观密度之比值求出压缩比。(4)确定玉米秸秆固体燃料原料、外加剂、稀释剂的质量比。2、确定挤出过程中的工艺参数：(1)根据压缩比、密度、摩擦系数、含水率确定挤出机挤出固体燃料所用的功率、螺叶转速、压力。(2)选择合适的粉碎、搅拌挤出设备。

实施例：

1、备料段参数：(1)原料含水率30％以下，粗粉碎粒径10-20mm，二次粉碎粒径在5mm以下，含水率15-20％。(2)确定5mm以下原料的表观密度实测。110kg/m³。(3)参照褐煤的堆积密度560-600kg/m³，烟煤的堆积密度800-900kg/m³，确定玉米秸秆固体成型燃料的表观密度取750-900kg/m³，确定压缩比即750÷110＝6.8取7。(4)确定玉米秸秆固体燃料原料外加剂，稀释剂的重量比即(70-80)％：(20-30)％：(5-15)％。

2、确定挤出过程中的工艺参数：(1)原料压缩比6-9，密度750-900kg/m³，含水率25-35％。挤出机功率7.5KW-15KW，螺叶转速38r/min-51r/min、线速度0.6-0.8m/s。(2)设备选择①粗粉碎可用农用铡草机②二次粉碎用直刀与回转刀并用的强力粉碎机③挤出机选用不加热的螺旋式挤出机。

参考文献：

1、田宜水、孟海波《农作物秸秆利用技术》85页，化学工业出版社，2008年

2、田宜水、孟海波《农作物秸秆利用技术》85页，化学工业出版社，2008年