[发明专利]生物质颗粒燃料的生产工艺及成套设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物质颗粒燃料的生产工艺及成套设备。

背景技术

能源问题是影响社会经济发展的决定性因素之一，解决能源问题就解决了经济发展的动力问题，我国的常规能源供应紧张已严重影响了社会经济的快速发展，而且化石能源大规模的集中使用，释放出大量二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等物质，给人类的生存环境造成了危害，为此世界各国均大力加强可再生能源技术的开发研究。生物质作为第四大能源资源，在可再生能源中占有重要地位，开发生物质能既可以补充常规能源的短缺，也具有重大的环境效益，同其他生物质能源技术相比较，生物质颗粒燃料技术更容易实现大规模生产和使用，使用生物质颗粒燃料的方便程度可与燃气、燃油等能源媲美，利用生物质致密成型设备生产颗粒燃料项目符合国家产业政策，具有较好的经济效益和社会效益。 

目前普遍采用的生物质颗粒燃料的生产工艺，包括以下步骤：1）烘干：以减少原料中的水分，便于破碎；2）破碎：通过多次破碎将生物质原料破碎至10mm以下；3）添加粘合剂：提高其粘附性，便于造粒；4）干燥搅拌：将原料进行搅拌、干燥、混合均匀，使其含水量控制在12%左右； 5）挤压成型：获得粒度8-20mm的生物质颗粒燃料；6）风冷干燥：将生物质颗粒燃料；相应使用的生产成套设备，包括依次排列的烘干机、两台以上的生物质破碎机、烟气干燥搅拌机、成型挤压机、风冷干燥机，相邻两机器之间均设有皮带送料机，一热风炉通过风管分别与烟气干燥搅拌机和风冷干燥机的进料端相连，烟气干燥搅拌机和风冷干燥机的出料端均通过抽湿风管与风机相连，在烟气干燥搅拌机进料口上方还设有送料装置，以添加粘合剂。

使用时，由于生物质原料的范围广泛，包括秸秆、玉米杆、树枝、树皮、木质颗粒等，其自然的尺寸、柔韧性均有一定的差别，对其中柔韧性较好的秸秆等，须烘干并经多次破碎才能将其粒度控制在10mm以下，使用设备较多，导致能耗较高、生产效率较低；同时还需添加具有粘附性的生物质原料，并使其搅拌混合均匀，导致工艺较为繁琐，成型较为困难，且成型后颗粒的密度偏小，体积较大，不便于运输和储存。 

发明内容

 本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种生物质颗粒燃料的生产工艺及成套设备，它具有生产的连续性好、生物质原料适应范围广的优点，也适应高含水秸秆物料，可将生物质颗粒燃料的含水量控制在10%以下，前处理至成型工艺更为简便，能耗较低、容易成型、生产效率高的优点，且成型后颗粒的密度大、体积小，便于运输和储存。

为达到上述目的，本发明的生物质颗粒燃料的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：1）破碎：将生物质原料破碎至200mm以下；2）调质熟化：将破碎后的生物质进行螺旋式的搅拌、加压挤压、相互摩擦搓揉粉碎、以及机械粉碎，生物质的粒度和柔韧性得到提高，在此过程中生物质同时被自然地升温，其内部的结合水和焦油之类的活性有机物被挤压出来，成为天然的粘合剂，此时的含水量约在25%-35%；3）干燥搅拌：将调质熟化后的生物质原料进行搅拌、干燥，使其含水量控制在15%-25%； 4）挤压成型：获得粒度20mm以下的生物质颗粒燃料；5）风冷干燥：将生物质颗粒燃料的含水量控制在10%以下。

上述生产工艺由于在调质熟化工序中具有优良的粉碎效果，因此即使对柔韧性较好的秸秆等原料也无需进行预烘干工序，且破碎的粒度要求也大为降低，无需多次破碎，大大降低了能耗；且调质熟化时将生物质进行螺旋式的搅拌、加压挤压、相互摩擦搓揉粉碎、以及机械粉碎，使得生物质的粒度和柔韧性得到提高，便于后续的成型、获得更为紧密的颗粒，在此过程中生物质同时被自然地升温，其内部的结合水和焦油之类的活性有机物被挤压出来，成为天然的粘合剂，并自然的混合均匀，无需再添加粘合剂，工艺更为简便。

作为上述生产工艺的进一步改进，在调质熟化前还进行除尘：通过负压将原料中的轻质粉尘吸出，防止其外溢，从而保证清洁生产；除尘的同时也将生物质中的无机粉尘去除，以保证和提高生物质颗粒的热值。

作为上述生产工艺的进一步改进，在调质熟化后还添加辅料：将适量的煤粉加入到生物质原料中；若原料中含有的低热值生物质较多，添加煤粉可保证颗粒的热值。

作为上述生产工艺的进一步改进，在干燥搅拌后还对原料进行除铁器：通过磁铁吸附，去除原料中的铁质颗粒；可保护挤压成型设备的安全运行。