一种利用速生植物生产成型储碳材料的装置和方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103305303 A (43)申请公布日 2013.09.18 CN 103305303 A *CN103305303A* (21)申请号 201310198006.X (22)申请日 2013.05.26 C10L 5/44(2006.01) (71)申请人 雷学军 地址 410117 湖南省长沙市中意一路 708 号 (72)发明人 雷学军 (54) 发明名称 一种利用速生植物生产成型储碳材料的装置 和方法 (57) 摘要 一种利用速生植物生产成型储碳材料的装置 和方法， 包括机座、 粉碎机、 干燥机、 输送泵、 半成 品原料塔、 成型机、 输送台， 通过人工或。

2、机械收获 人工种植或培育的速生木本、 草本、 藻类、 地衣或 苔藓等植物， 经自然干燥后， 挤压成颗粒状、 棒状、 柱状、 块状、 方形、 圆形、 三角形、 多边形等多种立 体几何形状固体生物质成型材料进行固碳封存， 降低大气中 CO2含量。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图6页 (10)申请公布号 CN 103305303 A CN 103305303 A *CN103305303A* 1/2 页 2 1. 一种利用速生植物生产成型储碳材料的装置和方法， 包括。

3、机座 （1） 、 粉碎机 （2） 、 干 燥机 （3） 、 输送泵 （4、 5） 、 半成品原料塔 （6） 、 成型机 （7） 、 输送台 （8） ， 特征是， 粉碎机 （2） 、 干 燥机 （3） 、 半成品原料塔 （6） 、 成型机 （7） 在安装机座 （1） 上 ； 所述粉碎机 （2） 将速生的木本、 草本、 藻类、 地衣或苔藓等植物粉碎 ； 所述干燥机 （3） 将粉碎后的植物颗粒干燥 ； 所述输送 泵 （4、 5） 用于输送半成品 ； 所述半成品原料塔 （6） 用于储存半成品 ； 所述成型机 （7） 将半成 品挤压成颗粒状、 棒状、 柱状、 块状、 方形、 圆形、 三角形、 多边形等多。

4、种几何形固体生物质成 型材料 ； 所述输送台 （8） 用于输送生物质型材。 2. 根据权利要求 1 所述一种利用速生植物生产成型储碳材料的装置和方法， 其特征 是， 所述粉碎机 （2） 内设有可以更换的固定齿 （13） 和旋转齿 （14） ； 所述固定齿 （13） 通过固 定齿座螺栓 （12） 、 固定齿座 （11） 与粉碎机外壳 （10） 连接 ； 所述旋转齿 （14） 通过旋转齿螺栓 （16） 、 旋转齿座 （15） 与粉碎机旋转轴 （17） 连接 ； 所述粉碎机旋转轴 （17） 通过粉碎机传动齿 轮副 （18） 与粉碎电机 （20） 连接 ； 当粉碎速生木本等木质纤维多的植物时， 调小粉。

5、碎机 （2） 旋转齿 （14） 与固定齿 （13） 的粉碎角度， 减少粉碎电机 （20） 工作阻力 ； 当粉碎速生草本、 藻 类等木质纤维较软的植物时， 调大粉碎机 （2） 旋转齿 （14） 与固定齿 （13） 的粉碎角度， 增加 粉碎效率。 3. 根据权利要求 1 所述一种利用速生植物生产成型储碳材料的装置和方法， 其特征 是， 所述干燥机 （3） 的加热槽 （28） 内设有电热丝 （29） ， 可通过电热丝 （29） 加温干燥粉碎后 的速生植物， 也可不安装电热丝 （29） ， 直接在加热槽 （28） 燃烧植物质型材加温干燥粉碎后 的速生植物 ； 所述干燥机 （3） 内设有干燥机旋转叶片 。

6、（24） ， 干燥机旋转叶片 （24） 通过干燥 机旋转轴 （23） 、 干燥机传动齿轮副 （25） 与干燥机旋转电机 （27） 连接。 4. 根据权利要求 1 所述一种利用速生植物生产成型储碳材料的装置和方法， 其特征 是， 所述半成品原料塔主要用于储存粉碎、 干燥后的速生植物， 由半成品原料塔塔体 （31） 上 设有半成品原料塔进料口 （30） 、 半成品原料塔出料口 （33） ， 半成品原料塔塔体 （31） 立于半 成品原料塔支架 （32） 之上。 5. 根据权利要求 1 所述一种利用速生植物生产成型储碳材料的装置和方法， 其特征 是， 所述成型机 （7） 内设有成型液压杆 （41、 4。

7、2） ， 挡板液压杆 （56） ， 成型液压杆 （41、 42） 与冲 压行模 （43） 连接， 挡板液压杆 （56） 与挡板 （55） 连接 ； 所述成型液压杆 （41、 42） 、 挡板液压 杆 （56） 通过成型液压杆输油管 （36） 、 成型液压杆回油管 （39） 、 挡板液压杆输油管 （37） 、 挡 板液压杆回油管 （40） 与液压泵 （38） 连接 ； 所述液压泵 （38） 与储液箱 （35） 连接 ； 挡板液压 杆 （56） 通过挡板 （55） 与挡板滑杆 （54） 连接 ； 所述成型机 （7） 内还设有冲压底模 （43） 、 侧 板 （46） ， 侧板 （46） 通过衔铁 （。

8、49） 、 电磁铁弹簧 （48） 、 电磁电线圈 （50） 与电磁铁外壳 （51） 连 接 ； 所述侧板 （46） 通过侧板弹出器滑杆 （53） 、 侧板弹出器弹簧 （52） 与侧板弹出器外壳 （51） 连接。 6. 根据权利要求 1 所述一种利用速生植物生产成型储碳材料的装置和方法， 其特征 是， 所述输送台 （8）设有输送辊 （58） 、 输送台机架 （57） ， 输送辊 （58）与输送台主动链轮 （61） 、 输送台从动链轮 （59） 连接 ； 所述输送台主动链轮 （61） 通过输送台链条 （60） 与输送 台从动链轮 （59） 连接 ； 所述输送台主动链轮 （61） 通过输送台主动链轮。

9、轴 （67） 与输送台机 架 （57） 连接 ； 所述输送台从动链轮 （59） 通过输送台从动链轮轴 （66） 与输送台机架 （57） 连 接 ； 所述输送台主动链轮 （61） 通过传动皮带 （62） 、 输送台电机轴 （64） 与输送台电机 （65） 连 权 利 要 求 书 CN 103305303 A 2 2/2 页 3 接。 7. 根据权利要求 1 所述一种利用速生植物生产成型储碳材料的装置和方法， 其特征 是， 所述所述输送泵 （4、 5） 内设有输送泵旋转叶片 （70） ， 输送泵旋转叶片 （70） 通过输送泵 旋转轴 （69） 、 输送泵传动齿轮副 （71） 与输送泵电机 （73）。

10、 连接。 权 利 要 求 书 CN 103305303 A 3 1/5 页 4 一种利用速生植物生产成型储碳材料的装置和方法 技术领域 0001 本发明涉及一种利用速生植物生产成型储碳材料的装置和方法， 具体地说就是将 速生的木本、 草本、 藻类、 地衣或苔藓等植物， 经过加工制成颗粒状、 棒状、 柱状、 块状、 方形、 圆形、 三角形、 多边形等立体几何形固体生物质的生产装置和方法。 背景技术 0002 十八世纪工业革命以来， 人类向大气中排放的 CO2等温室气体逐年增加， 大气温室 效应随之增强， 引起地球上的病、 虫、 害和传染性疾病濒发 ； 海平面上升 ； 气候反常， 海洋风 暴增多 。

11、； 土地干旱， 沙漠化面积迅速扩大等一系列严重问题。近几十年来， 由于人口急剧增 加， 工业迅猛发展， 呼吸产生的CO2量及煤炭、 石油、 天然气燃烧产生的CO2量， 大大超出过去 的平均增长水平。大气中的 CO2每增加 1 倍， 全球平均气温将上升 1.5 4.5， 两极地区 的气温升幅则要比平均值高 3 倍左右。气温升高不可避免地使极地冰层部分融解， 引起海 平面上升。海平面升高 1 m， 淹没土地五百万平方公里， 受影响的人口约 10 亿， 世界耕地总 量减少1/3。 特大风暴潮和盐水侵入， 沿海海拔5m以下地区都将受到影响， 这些地区的人口 和粮食产量约占世界的 1/2。温室效应和全球。

12、气候变暖已经引起了世界各国的普遍关注。 目前推进制订国际气候变化公约、 减少 CO2的排放已经成为大势所趋。世界各国正在设想 采取各种措施减少CO2的排放， 其中， CN201310164201.0公开了速生植物种植、 成型、 固碳封 存与综合利用的方法， 但该方法没有速生植物生产成储碳型材设备的结构和生产方法。 0003 目前， 市场上销售生物质颗粒成型机及生物质颗粒燃料， 均采用农作物秸杆、 木屑 为原料， 经螺杆挤压制成生物质颗粒。 都不是以速生植物为原料， 以固碳封存为目的的成型 装置和方法。 发明内容 0004 本发明要解决的技术问题是， 针对现有技术存在的缺陷， 提出一种利用速生植。

13、物 生产成型储碳材料的装置和方法， 将速生的木本、 草本、 藻类、 地衣或苔藓等植物， 经过加工 制成颗粒状、 棒状、 柱状、 块状、 方形、 圆形、 三角形、 多边形等多种几何形固体生物质成型材 料。 0005 本发明的技术解决方案为， 一种利用速生植物生产成型材料的装置包括机座、 粉 碎机、 干燥机、 输送泵、 半成品原料塔、 成型机、 输送台。 0006 所述粉碎机内设有可以更换的固定齿和旋转齿 ； 所述固定齿通过固定齿座螺栓、 固定齿座与粉碎机外壳连接 ； 所述旋转齿通过旋转齿螺栓、 旋转齿座与粉碎机旋转轴连接 ； 所述粉碎机旋转轴通过粉碎机传动齿轮副与粉碎电机连接。 0007 所述干。

14、燥机的加热槽内设有电热丝， 可通过电热丝加温干燥粉碎后的速生植物， 也可不安装电热丝， 直接在加热槽燃烧植物质型材加温干燥粉碎后的速生植物 ； 所述干燥 机内设有干燥机旋转叶片， 所述干燥机旋转叶片通过干燥机旋转轴、 干燥机传动齿轮副与 干燥机旋转电机连接。 说 明 书 CN 103305303 A 4 2/5 页 5 0008 所述半成品原料塔主要用于储存粉碎、 干燥后的速生植物。 0009 所述成型机内设有成型液压杆、 挡板液压杆， 所述成型液压杆与冲压行模连接， 所 述挡板液压杆与挡板连接 ； 所述成型液压杆、 挡板液压杆通过成型液压杆输油管、 成型液压 杆回油管、 挡板液压杆输油管、 。

15、挡板液压杆回油管与液压泵连接 ； 所述成型液压杆输油管、 成型液压杆回油管、 挡板液压杆输油管、 挡板液压杆回油管通过液压泵与储液箱连接 ； 所述 挡板液压杆通过挡板与挡板滑杆连接 ； 所述成型机内还设有冲压底模、 侧板， 所述侧板通过 衔铁、 电磁铁弹簧、 电磁电线圈与电磁铁外壳连接 ； 所述侧板通过侧板弹出器滑杆、 侧板弹 出器弹簧与侧板弹出器外壳连接 ； 所述输送台设有输送辊、 输送台机架， 所述输送辊与输送台主动链轮、 输送台从动链轮 连接 ； 所述输送台主动链轮通过输送台链条与输送台从动链轮连接 ； 所述输送台主动链轮 通过输送台主动链轮轴与输送台机架连接 ； 所述输送台从动链轮通过。

16、输送台从动链轮轴与 输送台机架连接 ； 所述输送台主动链轮通过传动皮带、 输送台电机轴与输送台电机连接。 0010 所述输送泵内设有输送泵旋转叶片， 所述输送泵旋转叶片通过输送泵旋转轴、 输 送泵传动齿轮副与输送泵电机连接。 0011 该装置的控制电路包括输入电路、 输出电路、 显示区、 系统程序存储区、 用户程序 存储区、 中央处理单元， 这些电路可集中在一个安装于机座上的控制电路盒中， 其控制信号 输出线、 电源线等相关导线通过接插口或接插头同相应的负载连接。 0012 本发明的机械机构工作原理如下 ： 启动粉碎电机， 通过粉碎机旋转轴带动旋转齿 旋转， 则可实现对速生植物的的粉碎 ； 启。

17、动干燥机旋转电机， 在加热槽加热的情况下， 通过 干燥机旋转轴带动干燥机旋转叶片翻炒粉碎后的植物颗粒， 并将达到干燥要求的植物颗粒 送往干燥机出料口 ； 启动液压泵， 通过成型液压杆推动冲压行模升降， 通过挡板液压杆推 动挡板升降 ； 通过接通或断开电磁铁线圈的电源， 控制侧板左右运动 ； 启动输送台电机， 通 过输送台电机轴旋转带动传动皮带、 输送台主动链轮、 输送台从动链轮旋转， 输送台主动链 轮、 输送台从动链轮旋转带动输送辊旋转 ； 启动输送泵电机， 通过输送泵旋转叶片旋转实现 物料的输送。 0013 速生植物生产成型材料的方法是， 通过人工或机械收获， 人工种植或培育的速生 木本、 。

18、草本、 藻类、 地衣或苔藓等植物， 经自然干燥， 去除沙石、 金属、 塑料等杂物后送入粉碎 机进行粉碎 ； 进行粉碎时木本植物含水量低于 60%， 草本、 藻类、 地衣或苔藓等植物含水量 低于 40%， 优选植物含水量 10 20%。 0014 当粉碎速生木本等木质纤维多的植物时， 调小粉碎机旋转齿与固定齿的粉碎角 度， 减少粉碎电机工作阻力 ； 当粉碎速生草本、 藻类等木质纤维较软的植物时， 调大粉碎机 旋转齿与固定齿的粉碎角度， 增加粉碎效率。 0015 粉碎后的的植物颗粒在干燥机内， 将含水量降到 5 15%， 再冲压成颗粒状、 棒状、 柱状、 块状、 方形、 圆形、 三角形、 多边形等。

19、几何形固体生物质型材， 进行封存固碳。 0016 由以上可知， 本发明为一种利用速生植物生产成型储碳材料的装置和方法， 该装 置采用 PLC 编程控制， 将速生的木本、 草本、 藻类、 地衣或苔藓等植物， 经过加工制成颗粒 状、 棒状、 柱状、 块状、 方形、 圆形、 三角形、 多边形等固体生物质进行固碳封存。该设备性能 稳定、 操作方便， 工作效率高。 说 明 书 CN 103305303 A 5 3/5 页 6 附图说明 0017 图 1 是本发明一种实施例的整机外形结构示意图 ； 图 2 是粉碎机的主视结构示意图 （带局部剖视） ； 图 3 是干燥机的主视结构示意图 （带局部剖视） ； 。

20、图 4 是半成品原料塔的主视结构示意图 （带局部剖视） ； 图 5 是成型机的主视结构示意图 （带局部剖视） ； 图 6 是输送台的主视结构示意图 （带局部剖视） ； 图 7 是输送泵的主视结构示意图 （带局部剖视） ； 图 8 是一种实施例的控制电路框图。 0018 在附图中 ： 1机座， 2粉碎机， 3干燥机， 4、 5输送泵， 6半成品原料塔， 7成型机， 8输送台， 9粉碎机进料口， 10粉碎机外壳， 11固定齿座， 12固定齿螺栓， 13固定齿， 14旋转齿， 15旋转齿座， 16- 旋转齿螺栓， 17粉碎机旋转轴， 18粉碎机传动齿轮副， 19粉碎机座， 20粉碎电机， 21粉碎机。

21、出料口， 22干燥机机壳， 23干燥机旋转轴， 24干燥机旋转叶片， 25干燥机传动齿轮副， 26干燥机机座， 27干燥机旋转电机， 28加热槽， 29电热丝， 30半成品原料塔进料口， 31半成品原料塔塔体， 32半成品原料塔支架， 33半成品原料塔出料口， 34成型机机身， 35储液箱， 36成型液压杆输油管， 37挡板液压杆输油管， 38液压泵， 39成型液压杆回油管， 40挡板液压杆回油管， 41、 42成型液压杆， 43冲压行模， 44成型机进料口， 45冲压底模， 46侧板， 47电磁铁外壳， 48电磁铁弹簧， 49衔铁， 50电磁铁线圈， 51侧板弹出器外壳， 52侧板弹出器弹簧。

22、， 53侧板弹出器滑杆， 54挡板滑杆， 55挡板， 56挡板液压杆， 57输出台支架， 58输送辊， 59输送台从动链轮， 60输送台链条， 61输送台主动链轮， 62传动皮带， 63输送台电机罩， 64输送台电机轴， 65输送台电机， 66输送台从动轮链轴， 67输送台主动链轮轴， 68输送泵筒体， 69输送泵轴， 70输送泵旋转叶片， 71输送泵传动齿轮副， 72输送泵齿轮箱， 73输送泵电机， 74输送泵进料口， 75干燥机进料口， 76干燥机出料口。 具体实施方式 0019 图1、 图2所示， 一种利用速生植物生产成型材料的装置包括机座1， 粉碎机2， 干燥 机 3、 输送泵 4、 。

23、5， 半成品原料塔 6， 成型机 7， 输送台 8。粉碎机 2、 干燥机 3、 半成品原料塔 说 明 书 CN 103305303 A 6 4/5 页 7 6、 成型机7在安装机座1上 ； 所述粉碎机2将速生的木本、 草本、 藻类、 地衣或苔藓等植物粉 碎 ； 所述干燥机 3 将粉碎后的植物颗粒干燥 ； 所述输送泵 4、 5 用于输送半成品 ； 所述半成品 原料塔6用于储存半成品 ； 所述成型机7将半成品挤压成颗粒状、 棒状、 柱状、 块状、 方形、 圆 形、 三角形、 多边形等多种几何形固体生物质成型材料 ； 所述输送台 8 用于送生物质型材。 0020 粉碎机 2 内设有可以更换的固定齿 。

24、13 和旋转齿 14 ； 固定齿 13 通过固定齿座螺栓 12、 固定齿座 11 与粉碎机外壳 10 连接 ； 旋转齿 14 通过旋转齿螺栓 16、 旋转齿座 15 与粉碎 机旋转轴 17 连接 ； 粉碎机旋转轴 17 通过粉碎机传动齿轮副 18 与粉碎电机 20 连接。 0021 当粉碎速生木本等木质纤维多的植物时， 调小粉碎机 2 旋转齿 14 与固定齿 13 的 粉碎角度， 减少粉碎电机 20 工作阻力 ； 当粉碎速生草本、 藻类等木质纤维较软的植物时， 调 大粉碎机 2 旋转齿 14 与固定齿 13 的粉碎角度， 增加粉碎效率。 0022 如图 1、 图 3 所示， 干燥机 3 的加热。

25、槽 28 内设有电热丝 29， 可通过电热丝 29 加温 干燥粉碎后的速生植物， 也可不安装电热丝 29 直接在加热槽 28 燃烧植物质型材加温干燥 粉碎后的速生植物 ； 干燥机 3 内设有干燥机旋转叶片 24， 干燥机旋转叶片 24 通过干燥机旋 转轴 23、 干燥机传动齿轮副 25 与干燥机旋转电机 27 连接。 0023 如图 1、 图 4 所示， 半成品原料塔主要用于储存粉碎、 干燥后的速生植物， 由半成品 原料塔塔体31上设有半成品原料塔进料口30、 半成品原料塔出料口33， 半成品原料塔塔体 31 立于半成品原料塔支架 32 之上。 0024 如图 1、 图 5 所示， 成型机 7。

26、 内设有成型液压杆 41、 42， 挡板液压杆 56， 成型液压杆 41、 42 与冲压行模 43 连接， 挡板液压杆 56 与挡板 55 连接 ； 成型液压杆 41、 42、 挡板液压杆 56 通过成型液压杆输油管 36、 成型液压杆回油管 39、 挡板液压杆输油管 37、 挡板液压杆回 油管 40 与液压泵 38 连接 ； 液压泵 38 与储液箱 35 连接 ； 挡板液压杆 56 通过挡板 55 与挡 板滑杆 54 连接 ； 成型机 7 内还设有冲压底模 43、 侧板 46， 侧板 46 通过衔铁 49、 电磁铁弹簧 48、 电磁电线圈 50 与电磁铁外壳 51 连接 ； 侧板 46 通过。

27、侧板弹出器滑杆 53、 侧板弹出器弹 簧 52 与侧板弹出器外壳 51 连接 ； 如图 1、 图 6 所示， 输送台 8 设有输送辊 58、 输送台机架 57， 输送辊 58 输送台主动链轮 61、 输送台从动链轮 59 连接 ； 输送台主动链轮 61 通过输送台链条 60 与输送台从动链轮 59 连接 ； 输送台主动链轮 61 通过输送台主动链轮轴 67 与输送台机架 57 接 ； 输送台从动链轮 59 通过输送台从动链轮轴 66 与输送台机架 54 接 ； 输送台主动链轮 61 通过传动皮带 62、 输 送台电机轴 64 与输送台电机 65 连接。 0025 如图 1、 图 7 所示， 输。

28、送泵 4、 5 输送泵旋转叶片 70， 输送泵旋转叶片 70 通过输送泵 旋转轴 69、 输送泵传动齿轮副 71 与输送泵电机 73 连接。 0026 如图 1、 图 8 所示， 该装置的控制电路包括输入电路、 输出电路、 显示区、 系统程序 存储区、 用户程序存储区、 中央处理单元， 这些电路可集中在一个安装于机座上的控制电路 盒中， 其控制信号输出线、 电源线等相关导线通过接插口或接插头同相应的负载连接。 0027 其生产方法是 ： 将含水量低于 40% 的速生木本、 草本、 藻类、 地衣或苔藓等植物放 入粉碎机进料口 9 里， 粉碎电机 20 带动旋转齿 14 旋转， 粉碎后的速生植物颗。

29、粒从粉碎机出 料口 21 排出 ； 通过管道干燥机进料口 75 进入干燥机 3 内， 干燥机旋转电机 27 带动干燥机 旋转叶片 24 旋转， 当植物颗粒含水量降到 5 15% 时， 从干燥机出料口 76 排出 ； 干燥的半 成品通过输送泵进料口74进入输送泵4， 输送泵电机73带动输送泵旋转叶片70旋转， 将物 说 明 书 CN 103305303 A 7 5/5 页 8 料提升至半成品原料塔进料口 30 ； 干燥的半成品储存在半成品原料塔 31 内， 使用时从半成 品原料塔出料口33排出， 通过输送泵进料口74进入输送泵5， 输送泵电机73带动输送泵旋 转叶片 70 旋转， 将干燥的半成品。

30、送入成型机进料口 44， 在冲压行模 43 和冲压底模 45 的挤 压下成为几何形固体生物质 ； 当几何形固体生物质压好后， 冲压行模 43 和挡板上升， 侧板 46 通过侧板弹出器滑杆 53 在侧板弹出器弹簧 52 的弹力下， 将几何形固体生物质推向输送 辊 58 ； 输送台电机 65 带动送辊 58 旋转， 将几何形固体生物质运出。 说 明 书 CN 103305303 A 8 1/6 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103305303 A 9 2/6 页 10 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103305303 A 10 3/6 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 103305303 A 11 4/6 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 103305303 A 12 5/6 页 13 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103305303 A 13 6/6 页 14 图 8 说 明 书 附 图 CN 103305303 A 14 。