專利名稱：大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
秸桿、樹枝、碎煤做成顆粒替代塊煤、焦炭制備環(huán)保節(jié)能燃氣和降霧霾領(lǐng)域，是一種大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備。
背景技術(shù)：
以秸桿焚燒方式發(fā)電為例:現(xiàn)有秸桿、樹枝、植物桿莖用于工業(yè)鍋爐、秸桿生物質(zhì)發(fā)電處于停頓和低效運行，致使大量的秸桿、樹枝、植物桿莖無法更好利用。其中主要原因是要求秸桿顆粒在機器內(nèi)需大于擠 孔徑5倍以上深長度孔內(nèi)一次成型，由于摩擦阻力大造成產(chǎn)量低效、費用大，以一種實際產(chǎn)量300kg/h顆粒機為例:48個擠壓孔、孔徑二十幾毫米、孔深長度180 mm以上，占用人員4名、電機功率30KW，以8小時為一班加工計算；產(chǎn)量0.3噸/hX8h=2.4 噸，電費 30KWX8h=240Kffh,240KffhX0.7 元 /KWh、=168 元，工資 100 元 / 工 X4人=400元,設(shè)備折舊30元/噸X 2.4噸=72元,合計加工費用:電費168元+工資400元+折舊72元/2.4噸=266元/噸。從中看出:加工產(chǎn)量低是不適應(yīng)工業(yè)燃料大量使用，力口工成本高形成制約對秸桿綜合利用障礙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備，其產(chǎn)生的氣體推動燃氣機發(fā)電、燃氣機尾氣余熱再發(fā)電，達到每公斤碎煤碾、壓揉和擠壓成顆粒后發(fā)電能效達到3.4-4.8Kffh,同時回收焦油90— 120g，碎煤柱體顆粒在煤氣發(fā)生爐改革中替代塊煤、焦炭作為原料，焦油回收是一項對石油能源巨大補充。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備提出如下步驟:
①將擠壓孔深或長度低于孔徑的5倍，使擠出柱體顆料燃料產(chǎn)出率提高十倍以上。②擠壓盤內(nèi)滾輪數(shù)量:Φ800 mm直徑內(nèi)布置2-4個滾輪組，Φ 1200 mm直徑內(nèi)布置4-6個滾輪組，Φ 1600 mm直徑內(nèi)布置8 —12個滾輪組，優(yōu)先選用Φ 1200 mm直徑布置6個滾輪組，其生產(chǎn)能力達到15噸/時，配用功率600KW。③根據(jù)步驟②所述設(shè)備結(jié)構(gòu)需要，將含水量15 — 30%秸桿、植物桿莖、樹枝用篩孔Φ20— 30 mm進行粉碎，利于產(chǎn)量高、成型快。④主要靠將步驟③粉碎秸桿增加多次碾壓、碾壓中揉和成泥狀，即擠壓顆粒產(chǎn)出率高、又能成型后密度達到200—1000 kg /m3。⑤為了增加顆粒密度適應(yīng)氣化、做成固體燃料、儲存要求，將步驟④基本成型顆粒轉(zhuǎn)到下一套顆粒機或重復(fù)碾壓、揉和后顆粒密度達到300—1000 kg /m3。根據(jù)二種方式實際試驗測出，第一種方式；擠孔直徑15 mm、孔深長度70 mm，兩個滾輪擠壓一次成型，顆粒產(chǎn)出率只有250— 350 kg /n。第二種方式；擠孔直徑15 mm、孔深長度少于45 mm，顆粒接近成型、產(chǎn)出量3000 kg /n，效率提高十倍以上。本發(fā)明大型多輪碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備環(huán)保節(jié)能燃氣及設(shè)備；設(shè)計擠壓孔Φ 16 — 30 mm、孔深或長度小于70 mm時，滾輪碾壓、揉和后擠壓粉碎秸桿速度快，從長度70 mm孔中較小阻力排出松散顆粒，擠壓、排出過程將粉碎松散秸桿壓縮，孔中擠壓也起著揉和作用使粉碎秸桿密度達到150— 250 kg /m3，再進下一個碾壓、揉和過程，擠壓排出顆粒密度提高到200—1000 kg/m3、而且顆?；境尚?。利用縮短擠壓孔、多次碾壓、揉和從結(jié)構(gòu)原理解決高產(chǎn)量；適應(yīng)秸桿、植物桿莖、樹枝、碎煤大規(guī)模工業(yè)化消耗加工成所需用的顆粒燃料。按著擠壓盤直徑φ 1200 mm，每盤擠壓孔360個、孔徑Φ 26 mm，滾輪六組為一套，機內(nèi)上下兩套裝備成顆粒機效果是:產(chǎn)量15噸/時，功率=600KW，工人=12名，工資=100元/工，電費=0.70元/KWh。8小時為一個生產(chǎn)原班的產(chǎn)量與費用消耗:
1、產(chǎn)量 15 噸/hX8h=120 噸
2、耗電費用600KWX8h=4800KWh 4800KWhX0.7 元=3360 元 3、工資100元X 12人=1200元
4、設(shè)備磨損30元/噸30元/t X 120噸=3600元
加工費合計:3360元+1200元+3600元/120噸=68元/噸
秸桿、碎煤大規(guī)模實行工業(yè)大型機械化加工，每噸消耗費能夠控制在68元/噸，主要是靠大型多組滾輪碾壓、揉和通過縮短擠壓孔減少阻力摩擦形成快出加大產(chǎn)量提高，使顆粒產(chǎn)量達到5噸/時，10噸/時、15噸/時、30噸/時、50噸/時成型柱體顆粒，滿足工業(yè)秸桿、碎煤氣化發(fā)電的巨大用量。產(chǎn)出秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭、秸桿壓塊主要作用和意義:將投入柱體顆粒投入400—800°C高溫燃氣發(fā)生爐內(nèi)與氧氣劇烈反應(yīng)分解，產(chǎn)生無氮氣體即秸桿生物質(zhì)燃氣成分:C0>50%、H2>28%、CH4>3%，回收焦油6 —12%。用在氣體內(nèi)燃機發(fā)電結(jié)果:1.4—1.7Kffh/kg秸桿，比原有焚燒式1.4kg以上秸桿才能發(fā)出IKWh電能相比；用氧氣化1.4 kg秸桿顆粒發(fā)出電1.96-2.38Kffh提高發(fā)電量一倍以上，回收焦油90— 140g增加收入或減抵收購秸桿資金0.3元/kg秸桿，重新使秸桿發(fā)電和綜合利用起死回生。首先回收焦油后的燃氣推動內(nèi)燃機發(fā)電，內(nèi)燃機尾氣余熱再發(fā)電30%即實現(xiàn)高產(chǎn)秸桿、碎煤顆粒、又高效率氣化發(fā)電，使秸桿、植物桿莖、樹枝成為用之不盡，取之不竭，與大自然和諧綠色再生能源，大型多輪碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備環(huán)保節(jié)能燃氣及設(shè)備；解決了顆粒高產(chǎn)，加工費〈90元/噸低成本，并能夠大規(guī)模實行機械產(chǎn)業(yè)化制造，將秸桿、碎煤變成氣化用的顆粒替代塊煤、焦炭、秸桿壓塊有牢靠的基礎(chǔ)。本發(fā)明大型多輪碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備環(huán)保節(jié)能燃氣及設(shè)備；適用于褐煤、油頁巖、碎煤顆粒加工；①含15 — 30%水分褐煤經(jīng)過二至三次碾壓、揉和成極細煤粉泥狀再擠壓柱體顆粒，不需脫水、烘干直接在400— 800°C高溫燃氣發(fā)生爐容易與氧氣和蒸汽高效氣化產(chǎn)出燃氣推動燃氣機帶動發(fā)電機，比直接燒褐煤發(fā)電提高一倍，同時在氣化過程中極細煤粉較好釋放出焦油，達到回收焦油8 —12%。②含水分15 — 30%碎油頁巖或摻入少量碎煤碾壓、揉和成泥狀擠壓出柱體顆粒在400—900°C高溫度中快速與氧氣劇烈反應(yīng)釋放出氣體，經(jīng)冷卻系統(tǒng)凝成頁巖油，多余氣體送入燃氣機發(fā)電，這種方法較好解決油頁巖煉油和開發(fā)利用。③將含水分15—30%碎煤碾壓、揉和成極細煤粉泥狀擠壓出柱體顆粒，投入400—800°C高溫燃氣發(fā)生爐與氧氣和蒸汽，或空氣和蒸汽很好快速高效氣化和釋放出煤粉內(nèi)焦油，其產(chǎn)生的氣體推動燃氣機發(fā)電、燃氣機尾氣余熱再發(fā)電，達到每公斤碎煤碾、壓揉和擠壓成顆粒后發(fā)電能效達到3.4-4.8KWh，同時回收焦油90— 120g，碎煤柱體顆粒在煤氣發(fā)生爐改革中替代塊煤、焦炭作為原料，焦油回收是一項對石油能源巨大補充。


附圖1是大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)剖面示意圖；附圖2是附圖1A視六組滾輪布置結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是附圖1碾壓揉和擠壓孔盤結(jié)構(gòu)斷面示意圖，附圖4是附圖3碾壓揉和擠壓孔盤中擠壓孔結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5是附圖1裝在發(fā)生爐上端示意圖。
具體實施例方式選擇碾壓揉和擠壓孔盤8直徑1200 mm時，底板架5、上板架7與板架套6組合中裝六套碾壓揉和滾輪4后，中間穿轉(zhuǎn)動軸I有上外筒11、中外筒12上支承座10內(nèi)軸承20，底外筒13底支承座14內(nèi)軸承15支承與軸鍵18合成旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)整體。旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)整體轉(zhuǎn)動軸I在動力驅(qū)動時六組滾輪4各自在碾壓揉和擠壓孔盤8碾壓揉和槽21內(nèi)進行轉(zhuǎn)動，運行中轉(zhuǎn)動軸I帶動螺旋大于500 m m軸筒2、螺旋葉3將粉碎秸桿均勻分散壓入六個滾輪組4，每個滾輪組4將碎秸桿切向壓入碾壓揉和槽21內(nèi)，強大碾壓力、碾壓中揉和將槽21內(nèi)碎秸桿壓縮在擠壓孔9克服一定長度內(nèi)孔9摩擦阻力排出呈柱體狀態(tài)顆粒。為了增加密實度擠出的顆粒再進入下一個碾壓揉和過程，這一過程根據(jù)實際需要2次、3次、4次即可。附圖3、附圖4是碾壓揉和擠壓孔盤8內(nèi)設(shè)置碾壓槽21、三排擠壓孔9，為了達到高產(chǎn)能力，主要通過碾壓槽21設(shè)計深度15 — 25 mm、寬度與碾壓輪4厚(寬)度匹配，碾壓輪4均勻旋轉(zhuǎn)碾壓剪切碎秸桿于槽21內(nèi)，槽21內(nèi)布置三排或多排擠壓孔9，上、下兩排外圓相互間隔4一 10 mm，中間錯位圓孔半徑切入同等直徑擠壓孔9，減少秸桿被墊阻滾輪4。即增加擠壓孔9有效排出面積，又提高擠壓孔9碎秸桿排出產(chǎn)量。產(chǎn)量的提高主要是在上、下兩排中心錯位半徑切入一排孔、中間這排孔不單是增加產(chǎn)量三分之一，而是減少滾輪4阻力60%以上，加上六組碾壓輪4比原有單排孔二組碾壓輪的顆粒機生產(chǎn)能力提高3倍以上。擠壓孔9原來有40— 50孔，本發(fā)明Φ 1200 mm碾壓揉和擠壓孔盤8結(jié)構(gòu)360個擠壓孔9，其加工顆粒產(chǎn)量提高12倍以上，即每小時產(chǎn)量高于15噸，滿足工業(yè)、電廠氣化巨大需用量要求。圖中16是耐高溫石棉密封，17是連接軸套、19是壓蓋、22是固定螺母孔。本發(fā)明一種大型多輪碾擠秸桿、碎煤顆粒制備環(huán)保節(jié)能燃氣及設(shè)備，目的實現(xiàn)含水15-30%碎秸桿、煤粉高強碾壓、碾壓中揉合成精細泥漿狀，利用碾壓成泥漿狀擠壓出顆粒直接投入高溫爐內(nèi)與氧劇烈反應(yīng)，顆粒有效燃料成分揮發(fā)后，體積縮小變?yōu)闋t渣性顆粒相互粘聯(lián)成蜂窩，并始終保持0.9-2.0m以上厚度的爐渣性顆粒蜂窩層，構(gòu)成氧氣與蒸汽從底部輸入爐渣性蜂窩顆粒層制造成絮亂氣流經(jīng)燃料顆粒層劇烈燃燒產(chǎn)生無氮燃氣，同時0.9-2.0m以上爐渣性顆粒起著隔熱、隔爆和保護爐篦的作用。擠壓成顆粒作用是:秸桿、碎煤在高強力度碾壓、揉合中再次加工極細粉粒度并揉成泥漿狀，這種擠壓成進入高溫干餾層時:顆粒中極細煤粉被干餾順利揮發(fā)或釋放出碳氫氣體、焦油氣、水蒸氣。剩余的70%燃料內(nèi)部形成蜂窩顆粒，利用這一蜂窩在燃燒層與氧氣、蒸汽較好結(jié)合充分劇烈反應(yīng)。本發(fā)明的大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備，包括下述步驟:①將擠壓孔9深或長度低于孔徑的5倍，使擠出顆粒料率提高十倍以上；
②碾壓、揉和、擠壓孔盤8內(nèi)滾輪最佳數(shù)量:Φ800mm直徑內(nèi)布置四個滾輪組4，Φ1200mm直徑內(nèi)布置六個滾輪組4，Φ 1600 mm直徑內(nèi)布置10 —12個滾輪組4，優(yōu)先選用Φ 1200 mm直徑布置六個滾輪組4，其生產(chǎn)能力達到15噸/時，配用功率600-1000KW ；
③根據(jù)步驟②所述設(shè)備結(jié)構(gòu)，需要將含水量15— 30%秸桿、植物桿莖、樹枝、煤炭用篩孔Φ20— 30 mm進行粉碎，利于產(chǎn)量高、成型快；
④主要靠將步驟③粉碎秸桿、煤炭增加多次碾壓、碾壓中揉和成漿泥狀，多余水分擠壓中被溢出，即產(chǎn)出率高、又能成型密度達到200—1000 kg /m3 ；
⑤為了增加顆粒密度適應(yīng)氣化、用作固體燃料及儲存要求，將步驟④基本成型顆粒轉(zhuǎn)到下一套顆粒機或重復(fù)碾壓、揉和后顆粒強度大、密度達到300—1200 kg /m3。步驟②中所述的設(shè)備結(jié)構(gòu):選擇碾壓揉和擠壓孔盤8直徑1200 mm時，底板架5、上板架7與板架套6組合中，裝六套碾壓揉和滾輪4后，中間穿轉(zhuǎn)動軸I有上外筒11、中外筒12上支承座10內(nèi)軸承20，底外筒13底支承座14內(nèi)軸承15支承與軸鍵18合成旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)整體。旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)整體轉(zhuǎn)動軸I在動力驅(qū)動時六組滾輪4各自在碾壓揉和擠壓孔盤8碾壓揉和槽21內(nèi)進行轉(zhuǎn)動，運行中轉(zhuǎn)動軸I帶動螺旋大于500 mm軸筒2、螺旋葉3將粉碎秸桿均勻分散壓入六個滾輪組4，每個滾輪組4將碎秸桿切向壓入碾壓揉和槽21內(nèi)，強大碾壓力、碾壓中揉和將槽21內(nèi)碎秸桿壓縮在擠壓孔9克服一定長度內(nèi)孔9摩擦阻力排出呈柱體狀態(tài)顆粒；為了增加密實度擠出的顆粒再進入下一個碾壓揉和過程，這一過程根據(jù)實際需要2次、3次、4次即可。所述的步驟①、③、④、⑤所述的方法、結(jié)構(gòu):本發(fā)明碾壓揉和擠壓孔盤8內(nèi)設(shè)置碾壓槽21、三排擠壓孔9，為了達到高產(chǎn)能力:主要通過碾壓槽21設(shè)計深度15 — 25 mm、寬度與碾壓輪4厚(寬)度匹配，碾壓輪4均勻旋轉(zhuǎn)碾壓剪切碎秸桿于槽21內(nèi)，槽21內(nèi)布置三排或多排擠壓孔9，上、下兩排外圓相互間隔4一6 mm，中間錯位圓孔半徑切入同等直徑擠壓孔9，減少秸桿被墊阻滾輪4 ；即增加擠壓孔9有效排出面積，又提高擠壓孔9碎秸桿排出產(chǎn)量；產(chǎn)量的提高主要是在上、下兩排中心錯位半徑切入一排孔、中間這排孔不單是增加產(chǎn)量三分之一，而是減少滾輪4阻力60%以上，加上六組碾壓輪4比原有單排孔二組碾壓輪的顆粒機生產(chǎn)能力提高3倍以上；擠壓孔9原來有40— 50孔，本發(fā)明Φ 1200 mm碾壓揉和擠壓孔盤8結(jié)構(gòu)360個擠壓孔9，其加工顆粒產(chǎn)量提高12倍以上。本發(fā)明高產(chǎn)方法及設(shè)備適用于褐煤、油頁巖、碎煤、碎秸桿加工成顆粒；
①含15— 30%水分褐煤經(jīng)過二至三次碾壓、揉和成精細煤粉泥狀多余水分被溢出再擠壓柱體顆粒，不再將褐煤脫水烘干，直接在400— 800°C高溫燃氣發(fā)生爐容易與氧氣和蒸汽氣化產(chǎn)出燃氣推動燃氣機帶動發(fā)電機，比直接焚燒褐煤發(fā)電提高一倍，同時在氣化過程中極細煤粉較好釋放出焦油，達到回收焦油8 —12% ；
②含水分15— 30%碎油頁巖或摻入少量碎煤碾壓、揉和成泥狀擠壓出柱體顆粒在400— 900°C高溫快速與氧氣劇烈反應(yīng)釋放出氣體，經(jīng)冷卻系統(tǒng)凝成頁巖油，多余氣體送入燃氣機發(fā)電，這種方法較好解決油頁巖煉油和開發(fā)利用；
③將含水分15— 25%碎煤碾壓、揉和成極細煤粉泥狀擠壓出柱體顆粒，投入400—800°C高溫燃氣發(fā)生爐與氧氣和蒸汽或空氣和蒸汽很好快速高效氣化和釋放出煤粉內(nèi)焦油，其產(chǎn)生的氣體推動燃氣機發(fā)電、燃氣機尾氣余熱再發(fā)電，達到每公斤碎煤碾壓、揉和擠壓成顆粒后發(fā)電能效達到3.4-4.8Kffh同時回收焦油90— 120g，碎煤柱體顆粒用在煤氣發(fā)
生爐改革中替代塊煤、焦炭作為原料，焦油回收也是一項對石油能源巨大補充；
④將含水碎煤15-35%秸桿粉碎經(jīng)過三至四次碾壓、揉合成泥漿狀，多余水分被碾擠
壓溢出成柱體顆粒，直接送入400-800°C高溫燃氣發(fā)生爐很容易與氧氣、蒸汽混合氣化產(chǎn)出高熱值燃氣推動燃氣機發(fā)電，比直接焚燒秸桿方式發(fā)電提高:由1、4公斤發(fā)Ikwh提高到
1.96-2.3kwh,效能成倍增長，并回收焦油6-10%。碾壓揉合擠壓孔盤8內(nèi)設(shè)置4-12組滾輪4合成一套碾壓、揉合擠壓秸桿結(jié)構(gòu)，可以單套或二套、三套串接組成一臺設(shè)備；組成設(shè)備工作方式有兩種:
①底外筒13與燃氣發(fā)生爐上端連接，擠壓出柱體顆粒在密閉高氣壓中直接落入400-900°C溫度爐內(nèi)，上部外筒11連接秸桿受料口，由于顆粒擠壓孔中產(chǎn)生摩擦阻力形成密閉投料功能；
②底外筒13與各種結(jié)構(gòu)床體連接作為底部固定點，擠出的顆粒通過輸送裝置排出，上部外筒11連接碎秸桿受料口，將輸進的碎秸桿或碎煤通過螺旋葉3均勻分散壓入每個滾輪組4。擠壓槽21中擠壓孔9為了增加耐磨損、延長使用周期，用壁厚2_4mm、長度20-40mm硬質(zhì)合金套鑲?cè)雰?nèi)孔側(cè)，其使用周期達到上萬噸秸桿顆粒后更換。本發(fā)明目的:實現(xiàn)含水15-30%碎秸桿、煤粉高強碾壓、碾壓中揉合成精細泥漿狀，利用碾壓成泥漿狀擠壓出顆粒直接投入高溫爐內(nèi)與氧劇烈反應(yīng)，顆粒關(guān)鍵作用是在有效燃料成分揮發(fā)后，體積縮小變?yōu)闋t渣性顆粒相互粘聯(lián)成蜂窩，并始終保持0.9-2.0m以上厚度的爐渣性顆粒蜂窩層，構(gòu)成氧氣與蒸汽從`底部輸入爐渣性蜂窩顆粒層制造成絮亂氣流經(jīng)燃料顆粒層劇烈燃燒產(chǎn)生無氮燃氣，同時0.9-2.0m以上爐渣性顆粒起著隔熱、隔爆和保護爐篦的作用。擠壓成顆粒作用是:秸桿、碎煤或摻入少量石粉在高強力度碾壓、揉合中再次加工極細粉粒度并揉成泥漿狀，這種擠壓成均勻柱體顆粒進入高溫干餾層時:顆粒中極細煤粉被干餾時順利揮發(fā)或釋放出碳氫氣體、焦油氣、水蒸氣；剩余的70%燃料內(nèi)部形成蜂窩顆粒，利用這一蜂窩在燃燒層與氧氣、蒸汽較好結(jié)合充分劇烈反應(yīng)分解，而摻入少量石粉從根源上保持硫與石粉化合成爐渣固體，降低硫化氣體產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備，其特在于:包括下述步驟: ①將擠壓孔(9)深或長度低于孔徑的5倍，使擠出顆粒料率提高十倍以上； ②碾壓、揉和、擠壓孔盤(8)內(nèi)滾輪最佳數(shù)量:Φ800ιμ直徑內(nèi)布置四個滾輪組(4)，Φ 1200 mm直徑內(nèi)布置六個滾輪組(4)，Φ 1600 mm直徑內(nèi)布置10 —12個滾輪組(4)，優(yōu)先選用Φ 1200 mm直徑布置六個滾輪組(4)，其生產(chǎn)能力達到15噸/時，配用功率600-1000KW ; ③根據(jù)步驟②所述設(shè)備結(jié)構(gòu)，需要將含水量15— 30%秸桿、植物桿莖、樹枝、煤炭用篩孔Φ20— 30 mm進行粉碎，利于產(chǎn)量高、成型快； ④主要靠將步驟③粉碎秸桿、煤炭增加多次碾壓、碾壓中揉和成漿泥狀，多余水分擠壓中被溢出，即產(chǎn)出率高、又能成型密度達到200—1000 kg /m3 ； ⑤為了增加顆粒密度適應(yīng)氣化、用作固體燃料及儲存要求，將步驟④基本成型顆粒轉(zhuǎn)到下一套顆粒機或重復(fù)碾壓、揉和后顆粒強度大、密度達到300—1200 kg /m3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備，其特征在于:步驟②中所述的設(shè)備結(jié)構(gòu):選擇碾壓揉和擠壓孔盤(8)直徑1200 mm時，底板架 (5)、上板架(7)與板架套(6)組合中，裝六套碾壓揉和滾輪(4)后，中間穿轉(zhuǎn)動軸(I)有上外筒(11)、中外筒(12)上支承座(10)內(nèi)軸承(20)，底外筒(13)底支承座(14)內(nèi)軸承(15)支承與軸鍵(18)合成旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)整體；旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)整體轉(zhuǎn)動軸(I)在動力驅(qū)動時六組滾輪(4)各自在碾壓揉和擠壓孔盤(8)碾壓揉和槽(21)內(nèi)進行轉(zhuǎn)動，運行中轉(zhuǎn)動軸(I)帶動螺旋大于500 mm軸筒(2)、螺旋葉(3)將粉碎秸桿均勻分散壓入六個滾輪組(4)，每個滾輪組(4)將碎秸桿切向壓入碾壓揉和槽(21)內(nèi)，強大碾壓力、碾壓中揉和將槽(21)內(nèi)碎秸桿壓縮在擠壓孔(9)克服一定長度內(nèi)孔(9)摩擦阻力排出呈柱體狀態(tài)顆粒 ；為了增加密實度擠出的顆粒再進入下一個碾壓揉和過程，這一過程根據(jù)實際需要2次、3次、4次即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備，其特征在于:步驟①、③、④、⑤所述的方法、結(jié)構(gòu):本發(fā)明碾壓揉和擠壓孔盤(8)內(nèi)設(shè)置碾壓槽(21)、三排擠壓孔(9)，為了達到高產(chǎn)能力:主要通過碾壓槽(21)設(shè)計深度15 — 25 mm、寬度與碾壓輪(4)厚(寬)度匹配，碾壓輪(4)均勻旋轉(zhuǎn)碾壓剪切碎秸桿于槽(21)內(nèi)，槽(21)內(nèi)布置三排或多排擠壓孔(9)，上、下兩排外圓相互間隔4一6 mm，中間錯位圓孔半徑切入同等直徑擠壓孔(9)，減少秸桿被墊阻滾輪(4);即增加擠壓孔(9)有效排出面積，又提高擠壓孔(9)碎秸桿排出產(chǎn)量；產(chǎn)量的提高主要是在上、下兩排中心錯位半徑切入一排孔、中間這排孔不單是增加產(chǎn)量三分之一，而是減少滾輪(4)阻力60%以上，加上六組碾壓輪(4)比原有單排孔二組碾壓輪的顆粒機生產(chǎn)能力提高3倍以上；擠壓孔(9)原來有40— 50孔，本發(fā)明Φ1200 mm碾壓揉和擠壓孔盤(8)結(jié)構(gòu)360個擠壓孔(9)，其加工顆粒產(chǎn)量提高12倍以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備，其特征在于:本發(fā)明高產(chǎn)方法及設(shè)備適用于褐煤、油頁巖、碎煤、碎秸桿加工成顆粒； ①含15 — 30%水分褐煤經(jīng)過二至三次碾壓、揉和成精細煤粉泥狀多余水分被溢出再擠壓柱體顆粒，不再將褐煤脫水烘干，直接在400— 800°C高溫燃氣發(fā)生爐容易與氧氣和蒸汽氣化產(chǎn)出燃氣推動燃氣機帶動發(fā)電機，比直接焚燒褐煤發(fā)電提高一倍，同時在氣化過程中極細煤粉較好釋放出焦油，達到回收焦油8 —12% ；②含水分15— 30%碎油頁巖或摻入少量碎煤碾壓、揉和成泥狀擠壓出柱體顆粒在400— 900°C高溫快速與氧氣劇烈反應(yīng)釋放出氣體，經(jīng)冷卻系統(tǒng)凝成頁巖油，多余氣體送入燃氣機發(fā)電，這種方法較好解決油頁巖煉油和開發(fā)利用； ③將含水分15— 25%碎煤碾壓、揉和成極細煤粉泥狀擠壓出柱體顆粒，投入400—800°C高溫燃氣發(fā)生爐與氧氣和蒸汽或空氣和蒸汽很好快速高效氣化和釋放出煤粉內(nèi)焦油，其產(chǎn)生的氣體推動燃氣機發(fā)電、燃氣機尾氣余熱再發(fā)電，達到每公斤碎煤碾壓、揉和擠壓成顆粒后發(fā)電能效達到3.4-4.8Kffh同時回收焦油90— 120g，碎煤柱體顆粒用在煤氣發(fā)生爐改革中替代塊煤、焦炭作為原料，焦油回收也是一項對石油能源巨大補充； ④將含水碎煤15-35%秸桿粉碎經(jīng)過三至四次碾壓、揉合成泥漿狀，多余水分被碾擠壓溢出成柱體顆粒，直接送入400-800°C高溫燃氣發(fā)生爐很容易與氧氣、蒸汽混合氣化產(chǎn)出高熱值燃氣推動燃氣機發(fā)電，比直接焚燒秸桿方式發(fā)電提高:由1、4公斤發(fā)Ikwh提高到1.96-2.3kwh,效能成倍增長，并回收焦油6-10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備，其特征在于:碾壓揉合擠壓孔盤(8)內(nèi)設(shè)置4-12組滾輪(4)合成一套碾壓、揉合擠壓秸桿結(jié)構(gòu)，可以單套或二套、三套串接組成一臺設(shè)備；組成設(shè)備工作方式有兩種: ①底外筒(13)與燃氣發(fā)生爐上端連接，擠壓出柱體顆粒在密閉高氣壓中直接落入400-900°C溫度爐內(nèi)，上部外筒(11)連接秸桿受料口，由于顆粒擠壓孔中產(chǎn)生摩擦阻力形成密閉投料功能； ②底外筒(13)與各種結(jié)構(gòu)床體連接作為底部固定點，擠出的顆粒通過輸送裝置排出，上部外筒11連接碎秸桿受料口，將輸進的碎秸桿或碎煤通過螺旋葉(3)均勻分散壓入每個滾輪組(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備，其特征在于:擠壓槽(21)中擠壓孔(9)為了增加耐磨損、延長使用周期，用壁厚2-4mm、長度20-40mm硬質(zhì)合金套鑲?cè)雰?nèi)孔側(cè)，其使用周期達到上萬噸秸桿顆粒后更換。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備，其特征在于:目的實現(xiàn)含水15-30%碎秸桿、煤粉高強碾壓、碾壓中揉合成精細泥漿狀，利用碾壓成泥漿狀擠壓出顆粒直接投入高溫爐內(nèi)與氧劇烈反應(yīng)，顆粒關(guān)鍵作用是在有效燃料成分揮發(fā)后，體積縮小變?yōu)闋t渣性顆粒相互粘聯(lián)成蜂窩，并始終保持0.9-2.0m以上厚度的爐渣性顆粒蜂窩層，構(gòu)成氧氣與蒸汽從底部輸入爐渣性蜂窩顆粒層制造成絮亂氣流經(jīng)燃料顆粒層劇烈燃燒產(chǎn)生無氮燃氣，同時0.9-2.0m以上爐渣性顆粒起著隔熱、隔爆和保護爐篦的作用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備，其特征在于:擠壓成顆粒作用是:秸桿、碎煤或摻入少量石粉在高強力度碾壓、揉合中再次加工極細粉粒度并揉成泥漿狀，這種擠壓成均勻柱體顆粒進入高溫干餾層時:顆粒中極細煤粉被干餾時順利揮發(fā)或釋放出碳氫氣體、焦油氣、水蒸氣；剩余的70%燃料內(nèi)部形成蜂窩顆粒，利用 這一蜂窩在燃燒層與氧氣、蒸汽較好結(jié)合充分劇烈反應(yīng)分解，而摻入少量石粉從根源上保持硫與石粉化合成爐渣固體，降低硫化氣體產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種大型碾擠秸桿、碎煤顆粒替代塊煤、焦炭制備燃氣及設(shè)備，碾壓揉和擠壓孔盤內(nèi)設(shè)置碾壓槽、三排擠壓孔，為了達到高產(chǎn)能力主要通過碾壓槽設(shè)計深度15—25mm、寬度與碾壓輪厚(寬)度匹配，均勻旋轉(zhuǎn)碾壓剪切碎秸桿、碎煤于槽內(nèi)，槽內(nèi)布置三排或多排擠壓孔，上、下兩排外圓相互間隔4—6mm，中間錯位圓孔半徑切入同等直徑擠壓孔，減少秸桿、碎煤被墊阻滾輪。即增加擠壓孔有效排出面積，又提高擠壓孔碎秸桿成顆粒排出產(chǎn)量，六組碾壓輪的顆粒機效率提高10倍。
文檔編號C10L5/04GK103230761SQ20131014980
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月18日
發(fā)明者孔令增 申請人:孔令增