一种双液压加热秸秆压缩成型工艺及设备制造技术

一种双液压加热秸秆压缩成型工艺及设备，该设备含有低压液压机构、高压液压机构、鼠笼冷却器和导热油炉。高压液压机构包括固定在往复运动机座上的高压液压活塞、预成型段和加热成型段。低压液压机构与高压液压机构的预成型段垂直相通。原料经低压液压机构压缩成预成型原料，而后在高压液压机构的加热成型段形成成型颗粒，并进入鼠笼冷却器进行冷却。导热油炉以成型颗粒为燃料，为加热加压过程提供热量，并燃尽加热过程产生的醛类气体。本发明专利技术与现有螺旋压缩成型机械比，功耗低，磨损小；与现有的液压压缩成型机械比，单位时间产量大幅提高；与现有的电加热压缩成型机械比，避免了挥发份释放造成的醛类污染，优化了能源消费结构，提高了经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种压缩成型机械，特别有关一种秸秆压缩成型机械。
技术介绍
煤、石油和天然气等化石能源在为人类社会的发展提供能源动力的同时，也对人 类的生存环境造成巨大的危害，如温室效应、NOx排放、S02排放和粉尘污染等。与此同时人 类社会也面临着化石能源枯竭的问题。所以寻求开发新的能源，实现社会的可持续发展日 益受到世界各国的重视。生物质能源作为一种可再生的清洁能源，有着良好的发展前景。美 国国家科学院在《1985-2010年的能源转换》中明确指出“到2010年，大规模生物质转化 所获得的能量将是1985年能源总需求量的20倍”。我国也提出了“到2020年，可再生能源 在能源构成中的比例要占10%左右”的可再生能源发展战略。秸秆是最重要的生物质能源 之一。但是秸秆资源具有能源密度低、可利用半径小、生产具有季节性、存储损耗大和存储 费用高的缺点。秸秆压缩成型是克服上述缺点的有效技术手段之一。目前世界各地研制生产的秸秆压缩成型机械设备按照机械作用原理可以分为三 类，即螺旋压缩成型、活塞压缩成型和模压成型1)螺旋压缩成型机械秸秆原料依靠重力落入螺旋压缩成型机械中，锥形螺杆在其他动力机械的拖动 下，推动秸秆原料进入横截面积渐渐变小的压缩成型筒内，秸秆原料在锥形螺杆和压缩成 型筒的作用下，压应力越来越大，在压缩成型筒的顶端达到最大压应力而成型，再经过一段 时间的应力松弛，被推出螺旋压缩成型机械，成为秸秆成型颗粒。螺旋压缩成型机械的缺点是功耗大、设备磨损，尤其是锥形螺杆的磨损严重；优 点是单机产量高，能达到800-1000Kg/h。为了降低螺旋压缩成型设备的功耗，可以在成型原料中加入粘结剂，这导致了人 们对燃烧效率下降和污染物排放增加的担心。为了降低螺旋压缩成型设备的功耗，人们又开发了加热螺旋压缩技术，加热装置 以电加热装置为主，也有导热油加热装置使用。加热螺旋压缩过程中秸秆挥发份释放，尤其 是醛类的释放污染生产环境，危害操作工人的身体健康，此外加热螺旋压缩的磨损也比普 通螺旋压缩严重。2)活塞压缩成型机械活塞压缩成型机械，避免了螺旋压缩成型磨损严重的问题，分为飞轮活塞压缩和 液压活塞压缩两种。飞轮活塞压缩依靠存储于飞轮中的转动动能压缩生物质原料，使其成 型。飞轮活塞压缩机械体积庞大、震动强烈而且噪音剧烈，推广和应用都有一定困难。液压 活塞压缩避免了飞轮活塞压缩上述缺点，但是由于秸秆原料压缩成型时，表观密度增加很 多，因此液压机械行程很大，导致单位时间产量很受限制。3)模压压缩成型机械模压压缩成型机械主要有两种一种是平模压缩成型机械；另一种是环模压缩成型机械，都是根据饲料颗粒成型机械改造而来的。 环模压缩成型机械产量大，耗电少，但是对于秸秆等难成型的粗纤维，需要很大压 力。环模压缩成型机械由于其结构限制，压力不可调，压制这些物料就会超出压力负 荷，导致模具压轮轴承磨损或坏掉。平模压缩成型机械转速低、压力大、模具正反两面都可以使用、模具压轮轴承不易 磨损或损坏，但是产量小、功耗大。
技术实现思路
为克服现有秸秆压缩成型机械的缺点和不足，本专利技术的目的是提供一种双液压 加热秸秆压缩成型工艺及设备，使其与现有技术相比，不仅功耗低，磨损小，大幅提高单位 时间的产量，而且可有效避免挥发份释放造成的醛类污染，提高经济效益，优化能源消费结 构。本专利技术的技术方案如下一种双液压加热秸秆压缩成型设备，其特征在于所述设备含有低压液压机构、高 压液压机构、鼠笼冷却器和导热油炉；所述高压液压机构包括高压液压活塞、预成型段和加 热成型段，所述高压液压活塞固定在往复运动的机座上；所述低压液压机构包括低压液压 活塞和设置在低压液压机构上的进料口，低压液压机构的出料端与所述高压液压机构的预 成型段垂直相通；所述的加热成型段的出料端通过耐压隔板阀与鼠笼冷却器相连接；所述 的加热成型段包括加热成型段内套筒、加热成型段外套筒、导热油进口和导热油出口 ；在所 述的鼠笼冷却器上分别设有成型颗粒出口、空气进口和热烟气出口，该热烟气出口通过热 烟气管道与导热油炉的底部连接；在所述的导热油炉内部布置热交换器，该热交换器分别 通过冷油管路和热油管路与加热成型段的导热油进口和导热油出口连接；并在所述的冷油 管路上设有导热油泵和导热油池。本专利技术的技术特征还在于在所述的加热成型段内套筒和加热成型段外套筒之间 用有缺口的环肋或螺旋肋片隔成导热油的螺旋通道。专利技术的另一技术特征是所述鼠笼冷却器包括鼠笼冷却器内筒和鼠笼冷却器外 筒，内筒壁上设有方形网眼或圆形网眼；所述网眼的开孔率3% -5%。本专利技术的又一技术特征在于所述方形网眼对角线长度为成型颗粒通过尺寸的 1/3-1/2 ；所述圆形网眼的直径为成型颗粒通过尺寸的1/3-1/2。本专利技术的再一技术特征是所述的低压液压活塞端部成半圆柱缺口，与高压液压 机构的预成型段配合。本专利技术还提供了一种采用所述压缩成型设备的双液压加热秸秆压缩成型工艺，其 特征在于该工艺包括如下步骤1)秸秆原料从料斗经进料口落入低压液压机构中，将秸秆原料压缩成圆柱状的预 成型原料；低压液压机构提供的压缩比占总压缩比的60% _64%，压缩比是指成型颗粒视 在密度与原料视在密度的比；2) 一旦低压液压机构完成压缩动作，往复运动的机座立即动作，带动高压液压活 塞整体向前运动，高压液压活塞推动预成型原料通过预成型段，到达加热成型段；预成型原料在加热成型段被导热油加热到230-30(TC，并被高压液压活塞压缩，形成为成型颗粒，高 压液压机构提供的压缩比占总压缩比的36% -40% ；3)高压液压活塞完成压缩动作后，耐压隔板阀打开，往复运动的机座带动高压液 压活塞整体向前运动，将成型颗粒推入鼠笼冷却器内筒中；空气自大气环境，经空气进口从 鼠笼型冷却器的内筒与外筒之间的夹层端部流入，穿过内筒的网眼结构，进入内筒冷却成 型颗粒，并携带预成型原料加热过程中产生的醛类气体，经热烟气管路进入导热油炉底部， 与部分成型颗粒混合并参与燃烧，释放的热量用来加热导热油；4)被冷却后的成型颗粒从成型颗粒出口排出。在本专利技术提供的所述工艺中，所述鼠笼冷却器内筒与鼠笼冷却器外筒之间夹层的 真空度至少为200Pa。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果本专利技术提供的双液压加热秸秆压缩成型机，由于采用了活塞压缩技术，避免了主 动压缩部件与秸秆原料以及预成型原料之间的干摩擦，从而有效降低功耗，减小磨损；由于 采用了低压液压机构和高压液压机构重叠动作的方式，有效利用活塞复位时间，单位时间 产量大幅提高；独特的鼠笼冷却器与导热油炉相结合的设计，避免了挥发份释放造成的醛 类污染，优化了能源消费结构，提高了经济效益。附图说明图1为本专利技术的双液压加热秸秆压缩成型设备的结构示意图。图2为本专利技术的往复运动的基座的示意图。图3为本专利技术的高压液压成型机构预成型段的结构示意图。图4为本专利技术的高压液压成型机构加热成型段的结构示意图。图5为本专利技术的鼠笼冷却器的结构示意图。图中1_鼠笼冷却器；2-耐压隔板阀；3-料斗；4-低压液压机构；5-进料口 ； 6_加热成型段；7-高压液压活塞；8-机座；9-高压液压机构；10-导热油炉；11-预成型段； 12-热交换器；13-燃料仓；14-引风机；15-导热油泵；16-导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双液压加热秸秆压缩成型设备，其特征在于：所述设备含有低压液压机构（４）、高压液压机构（９）、鼠笼冷却器（１）和导热油炉（１０），所述高压液压机构（９）包括高压液压活塞（７）、预成型段（１１）和加热成型段（６），所述高压液压活塞（７）固定在往复运动的机座（８）上；所述低压液压机构（４）包括低压液压活塞和设置在低压液压机构上的进料口（５），低压液压机构（４）的出料端与所述高压液压机构的预成型段垂直相通；所述的加热成型段的出料端通过耐压隔板阀（２）与鼠笼冷却器（１）相连接；所述的加热成型段（６）包括加热成型段内套筒（３３３）、加热成型段外套筒（３３４）、导热油进口（３３１）和导热油出口（３３２）；在所述的鼠笼冷却器上分别设有成型颗粒出口（１７）、空气进口（２０）和热烟气出口，该热烟气出口通过热烟气管道（１９）与导热油炉的底部连接；在所述的导热油炉内部布置热交换器，该热交换器分别通过冷油管路（２１）和热油管路（２２）与加热成型段的导热油进口（３３１）和导热油出口（３３２）连接；并在所述的冷油管路（２１）上设有导热油泵（１５）和导热油池（１６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王启民，张小辉，关新，
申请(专利权)人：沈阳工程学院，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]