秸秆压块机的工艺流程介绍

2024-07-02

秸秆压块机的工艺流程介绍（共4篇）

1.秸秆压块机的工艺流程介绍篇一

2020年秸秆压块站消防及生产安全规定规章制度

一、各乡镇要落实“属地管理”责任，必须安排专人对辖区内的压块站进行严格管理。

二、农业局要按照“三个必须”的原则，安排专人负责“行业监管”工作，对xx家压块站进行不定期的监督检查。

三、压块站要落实企业消防及生产安全管理的主体责任，安排专人负责日常自检自查、隐患整改工作，落实全员安全生产责任制，并落实好以下规定和要求。

（一）关于消防安全

1.建立消防安全责任机制。

2.根据建筑设计防火规范要求，储量在10吨和5000吨之间的，堆垛与堆垛之间、堆垛与民房之间防火间距不应小于25米；储量在5000吨和10000吨之间的，堆垛与堆垛之间、堆垛与民房之间防火间距不应小于30米；储量在10000吨以上的，堆垛与堆垛之间、堆垛与民房之间防火间距不应小于40米；储量在20000吨以上的，宜分设堆场。堆垛与室外变配电站防火间距不应小于50米，堆垛与明火或散发火花地点的防火间距应在不同储量堆垛与民房防火间距基础上增加25%，堆垛与压块站站内主要道路路边距离不小于10米，与站内次要道路路边距离不小于5米，与站外道路路边距离不小于15米。

3.秸秆收储场周围50米范围内严禁烟火，且不能存放任何易燃性物质，并在四周设置严禁烟火等醒目的警示标识。

4.堆垛存储应码放整齐，保证稳定不坍塌，高压线下严禁堆放秸秆，每垛秸秆之间需要保留防火间距，确保消防和运输车辆畅通。

5.应有人工照明、应急照明和值班照明，消防和存储监控区应有备用照明，每个压块站至少保证两口机井作为水源，有条件的压块站应设置室外消火栓系统，同时配齐配全水枪水带等基础消防设施，灭火器等基础灭火设备要保证完整好用。

6.根据建筑设计防火规范要求，当储量大于5000吨时应设置环形消防车道，其中消防车道要求宽度和净空高度不应小于4米，转弯半径应满足消防车转弯要求，消防车道边缘距离可燃堆场不应小于5米。

7.运送秸秆车辆佩戴防火帽后方能入场，防火帽要佩戴牢固，防止脱落，车辆要缓速行驶（5公里/h），根据要求进入指定场地后立即熄火。同时，进行作业必须佩戴合格防火帽，缓慢匀速作业，防止高速碾压摩擦起火。驾驶员应将随身携带的烟、火等物品交门卫管理，收储场内严禁吸烟。

8.保管员要加强巡检和检查，防止堆垛高温自然，保证场地24小时有人值守。五级风以上天气要提高防火警戒，停止作业并禁止一切火源。每天进行防火安全教育，清除场地四周杂草，并对附近邻居开展防火宣传，严肃惩戒和追责站内吸烟、车辆未佩戴防火帽进入站区等行为。

9.要严防堆垛自然，定时测温，并做好测温记录。当温度上升到40至50摄氏度时，要采取预防措施；当温度达到60至70摄氏度时，须拆垛散热，并做好防火准备。

10.高压线下严禁堆放秸秆，打卷和打块机等设备要避开高压线区域。

（二）关于生产安全

1.落实安全生产责任制和岗位安全责任制，明确安全职责，确定责任人。

2.企业法人、责任人要有安全管理资质证书。

3.开展安全生产教育培训，制定事故处置应急预案，并开展事故应急演练。

4.秸秆收储站应设置堆料棚，宜用敞开式或半敞开式，拱形或双坡屋顶。

5.堆料场四周应设置围栏和排水沟（排水沟：沟宽3米-4米、深4米-6米）。

6.秸秆收储场应设立监控间，并配套监控设施，便于安全管理和秸秆调度。

7.秸秆收储场应安装避雷设施，且保证接地设施性能良好，并定期检测。

8.场地内照明、电线、输送机等接电必须由专业电工进行，必须安装漏电保护器，电工每天对用电情况进行检查，电线要架设在安全部位，防止车辆碾压、碰撞。对老化电线、不合格开关等要及时更换维修，防止短路引发火灾和发生人员电击，每天工作结束后，及时撤掉场地内的非消防电源。

9.制定落实生产安全巡检和检查制度，加强巡检和检查，保证场地二十四小时有人值守，并做好巡检和检查记录。五级风以上天气应停止作业，禁止一切火源。

2.秸秆压块机的工艺流程介绍篇二

为了解决目前生产的大部分稻麦秸秆压块机应用都存在着生产效率低、成型率差、故障率高等问题, 徐州万国生物能源科技有限公司从2009年开始, 对国内稻麦压块机进行全面调研, 通过精密研究, 开发出了技术先进的“9SYH系列生物质压块机”。该机可以把水稻、玉米、小麦、豆类、花生、山芋等农作物秸秆压制成块, 也可用于压制锯沫、树皮、食用菌基料等其它生物质原料。

2 主要研究的技术内容

2.1 总体研究设计

在原压制玉米秸秆环模压块机的基础上, 通过研究设计压模等关键零部件的结构, 优化设计关键技术参数, 致环模立放为平放, 稻麦秸秆经铡草机或揉搓机加工后, 达到不需发酵处理, 可直接压制成型, 并大大提高压块机的生产效率和成型率。

2.2 压模、压轮的改进设计

根据稻麦秸秆不易粘结的特点, 通过把稻麦秸秆含水率控制在一定范围内, 改进设计压模孔结构参数及压轮的技术参数, 控制压轮、压模的相对运动间隙, 适当提高工作压力, 可以保证把不发酵的稻麦秸秆压块成型率提高到85%以上, 把单位能耗降低到35 kW·t/h以下, 提高使用经济效益。

2.3 上料装置的改进设计

通过在上料机的进口处增加限量装置和金属异物吸附装置, 一是可使原料均匀进入压块机, 可避免进料忽多忽少的现象, 影响压块的负荷和效率。二是避免金属异物进入机内损坏机器, 减少了故障率, 提高了生产效率。

2.4 组合式压轮、压模设计

把原整体式压轮和压模结构设计为组合式结构, 即把易磨损部分设计为可拆装部件, 当模具磨损到使用极限时, 不需更换整个模具, 仅需更换磨损部分, 可降低维修成本。

3 达到的使用效果

3.1 简化原料处理工艺

目前我国的秸秆压块机使用的原料, 是把秸秆铡切后, 然后进行发酵处理, 不但存在费时费工及占用场地大等问题, 而且还会降低原料热值和重量。根据稻麦等秸秆的特点, 通过控制秸秆含水率和压块机的研究, 可把铡切后的秸秆直接送入压块机, 无需发酵处理, 可实现省时、省工、省场地及提高原料热值的目的。

3.2 提高秸秆压块成型率

近年来, 我省推广使用的秸秆压块机, 基本是以玉米秸秆为主, 因玉米秸秆含糖份高, 易粘合, 所以成型率较高。当使用该机压制稻麦秸秆时, 存在着成型率低, 甚至有的机具就很难成型。因此, 通过对原料含水率压制密度的研究试验, 制定了不同作物秸秆的加工工艺技术、压模结构及技术规格, 以实现提高稻麦秸秆成型率的目的。

3.3 提高压块机生产效率

现有使用的秸秆压块机, 普遍存在生产效率低, 耗能高 (高达69 kW·h/t) 等问题。本项目通过对压块机的动力匹配, 压辊压模的改进设计, 减少压块时所做的无用功, 提高了秸秆压块生产效率, 减少单位能耗, 降低生产成本, 提高压块经济效益。

3.4 解决上料均匀和金属异物的问题

现有秸秆压块机普遍存在上料不均匀的问题, 时多时少, 严重影响了压块机的生产效率和作业效果。还会出现金属异物进入压块机造成压模损伤的现象。通过对上料装置的研究设计, 增设进料限量装置和金属异物吸附装置, 实现进料均匀, 并可避免异物进入机内损坏机器。

3.5 减少维修成本

压辊和压模是秸秆压块机的核心部件, 容易出现磨损和损坏, 一旦损坏, 全部更换, 每套大约1万元, 维修成本高, 通过对压辊、压模的结构和材料热处理的研究设计, 首先提高其耐磨性, 其次是更换压辊、压模的磨损部分, 保留其主体, 降低其维修成本。

4 检验效果

徐州万国生物能源科技有限公司生产的“9SYH系列生物质压块机”, 于2010年8月, 在徐州市睢宁县通过省农机试验鉴定站检验。如1200型, 该机具配套动力为45 kW, 使用的原料为稻麦混合秸秆 (经铡切) , 含水率为23%, 检验结果为:

使用可靠性:99.6%

噪声:d B (A)

吨耗电量:33 k W·h/t

生产率:1.5 kg·h/t

成型率:85%

成型密度:0.9 g/cm3

5 经济效益

3.秸秆压块过程的试验研究篇三

我国农作物秸秆资源丰富,年产量约为7亿t[1]。农作物秸秆是一种粗饲料,其经压缩成块状后不但便于贮运和采食,还可以制成全价饲料和燃能很高的生物质燃料等,使其变废为宝。目前,随着我国畜牧业的发展,粗饲料压块加工技术也得到了飞速发展[2,3]。压块机作为该生产技术的核心机械,应用十分广泛。但许多压块机在技术上还不尽成熟,普遍存在生产率低、功耗大以及可靠性差等主要问题[4,5]。秸秆等农业纤维物料的压块生产过程主要是通过偏心压辊的挤压连续不断地将物料推向压模孔内压缩成型并将其推出孔外的过程[6]。在整个压块过程中,物料在模孔内不同位置的受力、变形和变形恢复等均是变化的。在此,本文以9YK-0.4D型环模式压块机模孔的结构参数为依据,自行设计了试验装置, 在WDW-10E型微机控制电子式万能试验机上进行压缩试验,并利用电测技术对压块过程中秸秆在模孔内不同位置的受力、变形量和变形恢复量等参数进行了测试研究,获得了相应的变化规律,目的是为降低功耗、提高产品质量和优化压块机压缩装置的结构等提供理论依据。

1 试验方案

1. 1 试验装置的设计

环模式压块机模孔的结构按形式可分为固定模孔式(整体式)和分块模孔式(组合式)两种。整体式的孔型多为圆孔,由组合机床加工而成;组合式多为楔形三角模块镶嵌组合而成[7]。依照9YK-0.4D型环模式压块机模孔的结构与参数,本试验设计的模孔结构为分块模孔式,由两个半模块组成截面尺寸为32mm×32mm的方形孔。模孔的长径比为模孔深度与模孔直径之比。模孔的长径比关系到成品的质量,长径比越大,成品密度越大,表面硬度相应提高,但功耗也相应增大,反之情况则相反。一般模孔的长径比取值范围在1.5～11.3之间,但对于秸秆和稻草等粗纤维物料,为保证其顺利出料及成型率,通常取1.5～3.0为宜[7]。本试验设计选取模孔的长径比为3.0,计算得到模孔深度为135mm。若模孔太深,则会使产量显著降低,物料的摩擦阻力增大,能耗增加。

对于压块过程中侧壁压缩力的测量而言,用电阻应变式力传感器即可满足要求。电阻应变式力传感器主要由弹性元件和电阻应变片组成。根据所测物理量的性质和大小来设计弹性元件[8],本试验设计的CL-DZYB-5 型电阻应变片式拉压力传感器实心圆柱式弹性元件的直径为6mm,有效长度为40mm。考虑到弹性元件的结构、材料、受力状态及测量精度等因素,将两个箔式应变花组成全桥,按上下垂直方式粘贴于弹性元件上。为了测量压块过程中秸秆在模孔内不同位置的侧壁压缩力,获得其与模孔深度的关系,根据农业物料压缩过程基本规律的已有研究结果[9,10,11,12]。本试验在模孔深度方向上选取3个不同的压缩平面。其中,每两个传感器位于同一平面,各平面距模孔入口的距离分别为35,70,105mm,依次称为第1、第2和第3个平面。

考虑到压块过程中秸秆受力的均衡性、试验装置的稳定性以及测试系统的精度等要求,本试验设计的专用试验装置结构均对称,如图1所示。该试验装置由活塞、活塞杆、活塞室、垫块、挡板、传感器及活塞底座等组成。为了保证压块过程中活塞室内的空气顺利排出,在活塞上加工4个位置对称的通孔,并将其与模孔内壁之间留有2mm间隙。其中,两个半模块由两个厚20mm的垫块、两个厚16 mm 的挡板和6个CL-DZYB-5 型电阻应变片式拉压力传感器固定。

1.2 试验对象与设备

根据秸秆压块成型的适宜湿度[13,14,15,16],以含水率为20%左右、揉碎后长度为30mm左右的玉米秸秆为研究对象。采用的试验设备有WDW-10E型微机控制电子式万能试验机、XL-2102C型动态电阻应变仪、NS-WY03型位移传感器以及NI-USB-6251型数据采集卡等。

1.3 试验方法

试验前,首先称出多份试样,将其装入小塑料袋中以备用;对各传感器进行标定,并在Labview软件中编写数据采集程序;再将各个CL-DZYB-5 型电阻应变片式拉压力传感器分别与XL-2102C型动态电阻应变仪连接,XL-2102C型动态电阻应变仪、NS-WY03型位移传感器与NI-USB-6251型数据采集卡连接;最后,调试测试系统以保证各个传感器与组件之间的接线准确无误,动态电阻应变仪预调0,数据采集卡的工作状态正常。启动万能试验机并预热20min,在测试软件中进行相应的试验设置。

试验时,将试样自由杂乱堆放且均匀填满压缩装置。根据秸秆压块生产的要求[17,18,19]和WDW-10E型微机控制电子式万能试验机所能提供的速度范围,本试验在喂入量为16g/次和压缩速度为180mm/min的试验条件下,测得压块过程中秸秆在模孔内不同位置的轴向受力、侧壁受力、变形和变形恢复的变化规律。

根据所选测试方案,由WDW-10E型微机控制电子式万能试验机的计算机软件测试系统测得轴向压缩力随压缩量的变化曲线,并另存为Excel文件以进一步分析;由自行设计的CL-DZYB-5 型电阻应变片式拉压力传感器测得电压值随压缩量的变化曲线,将电压值转换成侧壁压缩力值,进而得到侧壁压缩力随压缩量的变化曲线及其在3个不同压缩平面上的分布情况。当每次喂入的秸秆被压缩成型时,将“L”形装置与万能试验机上的小变形引伸计连接,测取其在模孔内的变形情况。当模孔内充满成型的块状秸秆后,利用NS-WY03型位移传感器测量各个块状秸秆从模孔内出来时对应的活塞行程量及其在出模过程中的变形情况。在整个试验过程中,数据采集卡与万能试验机测试软件系统同时采集数据。利用Matlab,Originlab和SPSS软件对数据进行处理与分析。

2 试验结果与分析

各次压缩过程中,轴向压缩力与压缩量的关系曲线如图2所示,第3个压缩平面上侧壁压缩力与压缩量的关系曲线如图3所示,第3个压缩平面上轴向压缩力与侧壁压缩力的关系曲线如图4所示。第1次喂入的秸秆被压缩成块状的过程中,3个不同压缩平面上侧壁压缩力与压缩量的关系曲线如图5所示。表1为第1个块状秸秆在模孔内的变形情况。

由图2可知,在压块过程的初始阶段主要是减小秸秆之间的空隙,压缩量对秸秆轴向压缩力的影响较小,其随压缩量的增加而缓慢增大。随着压块过程的进行,轴向压缩力受压缩量的影响逐渐增大,其随压缩量的增加而迅速增大。其原因在于:当秸秆之间的空隙很小时, 随着压缩密度的增加,摩擦力也不断增大;当秸秆被压成型后,其弹性变形也不断增大。此时,较小的压缩量就能使压缩密度增加很大,轴向压缩力也迅速增大。通过回归分析得到各次压缩过程中轴向压缩力与压缩量之间的规律,即

P=AeBL

式中 P—压缩过程中秸秆所受的轴向压缩力(kN);

L—活塞的压缩行程量(mm);

A,B—拟合系数。

由图3可知,各次压缩过程中,在第3个压缩平面上侧壁压缩力随压缩量的变化趋势与图2的基本一致。通过回归分析得到侧壁压缩力与压缩量之间的规律,即

F=C+De-(L-H)/K

式中 F—压缩过程中秸秆所受的侧壁压缩力(kN);

L—活塞的压缩行程量(mm);

C,D,H,K—拟合系数。

由图4可知,在同一个压缩平面上侧壁压缩力与轴向压缩力之间呈现线性关系,两者的函数关系式为

F=0.733P-0.250 (R2=0.989 9)

式中 P—压缩过程中秸秆所受的轴向压缩力(kN);

F—压缩过程中秸秆所受的侧壁压缩力(kN)。

一般情况下, 摩擦系数仅与摩擦表面的物理特性有关。但在实际压块生产过程中,秸秆在模孔内的高压摩擦及其本身的变形所消耗的能量都以热能的形式释放,使模孔和饲料产生高温,导致模孔的磨损加快。而在摩擦过程中的发热与磨损等原因引起的材料表面形貌变化会导致摩擦系数的不稳定性。由于本试验过程中秸秆在模孔内受压成型所产生的温度及模孔的磨损可忽略不计,故假定摩擦系数一定。在摩擦系数不变的条件下,侧壁压缩力相当于秸秆对模孔内壁的正压力,则秸秆与模孔内壁的摩擦力随压缩量的变化趋势与侧壁压缩力的相同。由于散体物料在模压成型过程中绝大部分的模压作用力消耗于克服压模内壁和散体物料表面间的摩擦,而不是用于模压散体物料成型,因此在确保成型密度的前提下,降低侧壁压缩力对于提高散体物料的模压质量具有显著的效果。

由图5可以看出在3个不同平面上侧壁压缩力随压缩量的变化情况。整个压块过程中,在第1个平面上,侧壁压缩力基本没什么变化。在第2个平面上,刚开始随着压缩量的不断增加,侧壁压缩力表现出缓慢的变化趋势,当压缩量为75mm左右时,其增大较为明显。在第3个平面上,当压缩量小于60mm时,侧壁压缩力随压缩量的增加变化较为平缓;当压缩量大于60mm时,侧壁压缩力随着压缩量的增加迅速增大,最大值可达到8kN左右。由此可知各次压缩过程中摩擦力在模孔内不同压缩平面上的变化情况以及当模孔内充满成型的块状秸秆后摩擦力在模孔深度方向上的分布情况。这为模孔深度的设计以及将块状秸秆全部推出模孔外时需要提供的克服摩擦力的最小压缩力提供了理论参考。

由表1的试验结果可以看出,为了保证秸秆成型效果,各次压缩过程中的最大轴向压缩力值均大于5kN。秸秆在被压缩成型后的前几次压缩过程中,压缩量及活塞返程后被压缩秸秆的变形恢复量均较大;当压缩3～4次后,其压缩量和变形恢复量几乎为0。由此可见,当模孔内秸秆的压缩量和变形恢复量很小时,以后的各次压缩对其压缩密度的影响均很小,相反会因克服秸秆与模孔内壁之间的摩擦力而增加功耗,同时还会降低压块机的生产率。

3 结论

1) 各次压缩过程中,轴向压缩力与压缩量之间呈指数关系变化。为了保证秸秆的成型效果,提供的轴向压缩力应大于5kN。

2) 在同一平面上,径向压缩力与压缩量之间也呈现指数关系,且其与轴向压缩力之间呈现线性关系。

3) 根据不同压缩平面上侧壁压缩力与轴向压缩力、压缩量的关系,可得摩擦力在模孔内不同压缩平面上的变化情况以及当模孔内充满成型的块状秸秆后摩擦力在模孔深度方向上的分布情况。