阅读说明：本技术 热压法秸秆纤维化 (Stalk fiberization by hot pressing method ) 是由 张德志 汪春焕 张智 朱智慧 于 2020-06-08 设计创作，主要内容包括：本发明的热压法秸秆纤维化,主要由原料处理及风力设备1、原料强制输入设备2、原料预蒸煮器及供热设备3、预解物保温保压卸料及输送设备4、预解物热磨机组5、磨解蒸汽净化及回用设备6、磨解物保温保压卸料及输送设备7、磨解物高温高压固液分离及干化机组8、干化固相木质纤维系统9和液相处理及回用系统10等构成；并且,形成高集成、高密闭、高清洁、高效率的一体化热压型木质纤维清洁生产技术与装备。本发明的有益效果：创新热压法植物资源及秸秆固废纤维化技术及装备,既可转型升级传统植物纤维化,又可实现高效益而低成本的秸秆纤维化,更有助于打通秸秆处置与资源化间转化的最后一公里。(The invention relates to a hot-pressing method straw fiberization, which mainly comprises a raw material treatment and wind power device 1, a raw material forced input device 2, a raw material pre-digester and heat supply device 3, a pre-decomposed object heat preservation and pressure maintaining unloading and conveying device 4, a pre-decomposed object hot grinding unit 5, a ground decomposed steam purification and recycling device 6, a ground decomposed object heat preservation and pressure maintaining unloading and conveying device 7, a ground decomposed object high-temperature and high-pressure solid-liquid separation and drying unit 8, a dried solid-phase wood fiber system 9, a liquid-phase treatment and recycling system 10 and the like; and moreover, an integrated hot-pressing type wood fiber cleaning production technology and equipment with high integration, high sealing, high cleaning and high efficiency are formed. The invention has the beneficial effects that: the plant resource and straw solid waste fiber technology and equipment adopting the innovative hot pressing method can change and upgrade the traditional plant fiber, can realize the straw fiber with high benefit and low cost, and is more beneficial to getting through the last kilometer of the conversion between straw treatment and resource utilization.)

热压法秸秆纤维化

技术领域

本发明涉及植物纤维化、秸秆资源化、农业农村生态、清洁生产及循环经济等领域，具体是热压法秸秆纤维化。

技术背景

当前，国内废弃的农作物秸秆，绝大多数通过机械打碎埋入农田。

由于，秸秆本身的寄生虫，也随秸秆被埋入农田，因而不同程度地增加了全国各地的土壤病虫害。

同时，片面过多的秸秆打碎埋入农田，因未能及时降解，所以不同程度的破坏了全国各地的农田土壤，也影响了农作物的正常成长。

可见，国内将废弃的农作物秸秆，采取简单片面的打碎埋入农田方式，既不科学也不可持续。

众所周知，木质纤维是人类社会的基本物质之一；木质纤维，主要来源于植物中的木材与秸秆。

秸秆与木材相比，其优点是：秸秆具有轻质薄皮结构，故适宜蒸煮与容易磨解；但是，因其吸水性极强，所以重在固液分离；同时，以秸秆为原料的木质纤维生产过程，相对流程短及能耗低。

现在，全球的木质纤维，主要以砍伐森林资源为原料。然而，国内植被率低，所以森林资源贫乏是基本国情之一；与此同时，国内造纸产能约每年亿吨，占全球产能约四分之一，所以国内造纸的木质纤维原料主要依赖进口。

国内，曾有过秸秆制浆造纸，其主要特征是：采取及借用木材制浆造纸的蒸煮、喷放及洗涤等基本工艺，再加高能耗与重污染的落后设备和设施；其中，喷放与洗涤，既浪费能源又产生污水，为致命缺陷，故被淘汰及取缔。

因此，为了克服以上现有生产方式及其技术与装备的不足，本发明从绿色生态与节能环保视角，优化热能与机械及其热压应用，提出了植物及秸秆纤维化新技术及新装备，旨在进一步推动和提高农作物秸秆资源化。

本发明提供的热压法秸秆纤维化，其技术特征：一是基于构想了植物资源及秸秆固废纤维化的封闭清洁技术与热压高效机理，从而构成以制备原料、原料蒸煮、预解物热磨、磨解蒸汽回用蒸煮、磨解物高温高压固液分离、分离液相处理回用及分离固相即木质纤维为基本工艺及配置且通过热与压全程封闭的热压法木质纤维清洁生产模式；二是基于构建了植物资源及秸秆固废纤维化的原料处理及风力密封和原料蒸煮至热磨再至高温高压固液分离等热与压一体化的节能环保机制，从而构造以植物与秸秆密闭碎丝、吸尘碎化、风选仓储及风力防尘的，以原料蒸煮、热磨及高温高压固液分离全程热态连续加工而机械干化固相纤维的，以磨解蒸汽全量回用于蒸煮的；以分离水液中间处理及回用于蒸煮与热磨而闭合循环的，以防止预解物与磨解物出现冷缩、泄漏、散热及气味的，以及近零排放污废的热压型木质纤维高效装备系统。

其结构特征：主要由原料处理及风力设备、原料强制输入设备、原料预蒸煮器及供热设备、预解物保温保压卸料及输送设备、预解物热磨机组、磨解蒸汽净化及回用设备、磨解物保温保压卸料及输送设备、磨解物高温高压固液分离及干化机组、干化固相木质纤维系统和液相处理及回用系统等构成；并且，植物及秸秆可以任意封闭输入方式与所述的秸秆原料处理及风力设备进料口相连接；所述的原料处理及风力设备出料口与所述的原料强制输入设备进料口相连接；所述的原料强制输入设备出料口与所述的原料预蒸煮器及供热设备之原料进口相连接；所述的原料预蒸煮器及供热设备之预解物出口与所述的预解物保温保压卸料及输送设备进料口相连接；所述的预解物保温保压卸料及输送设备出料口与所述的预解物热磨机组之预解物进口相连接；所述的预解物热磨机组排汽口与所述的磨解蒸汽净化及回用设备进汽口相连接；所述的磨解蒸汽净化及回用设备出汽口与所述的原料预蒸煮器及供热设备之磨解蒸汽进口相连接；所述的预解物热磨机组之磨解物出口与所述的磨解物保温保压卸料及输送设备进料口相连接；所述的磨解物保温保压卸料及输送设备出料口与所述的磨解物高温高压固液分离及干化机组进料口相连接；所述的磨解物高温高压固液分离及干化机组之固相出口与所述的干化固相木质纤维系统之分离固相进口相连接；所述的磨解物高温高压固液分离及干化机组之液相出口与所述的液相处理及回用系统之分离液相进口相连接；所述的液相处理及回用系统的输出液口分别与所述的原料预蒸煮器及供热设备进液口和预解物热磨机组进液口相连接；显著优点是，具备与突出高集成、高密闭、高清洁及高效率四特质。

进一步，所述的原料处理及风力设备，其特征：一是将承担植物资源及秸秆固废制备为生产原料的处理机械与风力设备及其附属设施之集成；二是可设有植物资源及秸秆固废的封闭储存、粉碎搓丝、风力输料、风选仓储、风力除尘及风源风机等设备与设施；三是可具备任意形状、结构、保温、台套、控制及运行方式。

进一步，所述的原料强制输入设备，其特征：一是将承担常态植物及秸秆原料强制输入高温高压容器中的机械与设备及其附属设施之集成；二是既可采取容积式运行原理及制作，也可采用压缩式运行原理及制作，或者具有将物料由常态输入高温高压容器中的其他运行原理及制作；三是可具备任意形状、结构、保温、台套、控制及运行方式。

进一步，所述的原料预蒸煮器及供热设备，其特征：一是将承担植物及秸秆原料蒸煮及软化的高温高压容器和供热等机械与设备及其附属设施之集成；二是原料预蒸煮容器正常运行热源由预解物热磨机产生的蒸汽和磨解物高温高压固液分离机组产生的热水回用承担；三是供热设备主要承担启动时的热源及补充热源；四是既可进行植物及秸秆原料的，物理性无化学药剂蒸煮，也可进行化学药剂及催化剂蒸煮；五是可具备任意形状、结构、保温、台套、控制及运行方式。

进一步，所述的预解物热磨机组，其特征：一是将承担高温高压状态下，可进行植物及秸秆原料磨解纤维的机械与设备及其附属设施之集成；二是可具备任意形状、结构、保温、台套、控制及运行方式。

进一步，所述的磨解蒸汽净化及回用设备，其特征：一是将承担预解物的热磨机所排出蒸汽收集、净化及回用于蒸煮的机械与设备及其附属设施之集成；二是可具备任意形状、结构、保温、台套、控制及运行方式。

进一步，所述的磨解物高温高压固液分离及干化机组，其特征：一是将承担高温高压状态下，既能进行磨解物的固液分离，又能进行磨解物充分脱除水液而固相干化的机械与设备及其附属设施之集成；二是根据生产工艺要求，既可进行常规性将所分离出的固相中含水率大于含固率，也可进行非常规性将所分离出的固相中含水率小于含固率，进而具备通过机械干化将木质纤维含水率小至极限的能效；三是可设置任意的形状、结构、保温、台套、运行及控制方式。

进一步，所述的干化固相木质纤维系统，其特征：一是可配置有固相木质纤维的余热余压利用、烘干、收储及包装；二是可进一步制备各类木质纤维，并配置有稀释、冷磨、筛选、漂白、洗涤、置换、浓缩及压滤等设备与设施；三是可具备任意形状、结构、保温、台套、控制及运行方式。

进一步，所述的液相处理及回用系统，其特征：一是将承担磨解物所分离液相的余热余压利用、回收储存、污水处理及回用循环等相关设备及其附属设施之集成；二是可具备任意形状、结构、保温、台套、控制及运行方式。

进一步，所述的原料处理及风力设备、原料强制输入设备、原料预蒸煮器及供热设备、预解物保温保压卸料及输送设备、预解物热磨机组、磨解蒸汽净化及回用设备、磨解物保温保压卸料及输送设备、磨解物高温高压固液分离及干化机组、干化固相木质纤维系统和液相处理及回用系统等构成，既可采取模块化结构及制作，也可采取箱式化结构及制作，还可采取积木化及塔式化结构及制作，更可采取移动式、快装式、撬装式及组合式等其他结构与制作。

进一步，所述的原料处理及风力设备、原料强制输入设备、原料预蒸煮器及供热设备、预解物保温保压卸料及输送设备、预解物热磨机组、磨解蒸汽净化及回用设备、磨解物保温保压卸料及输送设备、磨解物高温高压固液分离及干化机组、干化固相木质纤维系统和液相处理及回用系统等构成，一是既可具备适应和符合农业农村电网、水源、道路及场地等自然条件与生产要素；又可分布式设置于农业及农村的田间地头，还可作为农业生产和农村环境治理所配套的农作物秸秆处置及资源化专业设备与设施；二是既可在农业农村及其田间地头进行农作物秸秆处置及纤维化运行与操作；又可将农作物秸秆所含的大量土壤，通过除尘处理而收集并返还于农田；总之，形成贴近及服务于农业生产和农村生态，就近及就地将农作物秸秆资源化，从而实现低劳动强度及低投入成本的农作物秸秆离田利用，与人类社会的木质纤维消费增量形成良性发展。

本发明的有益效果：创新热压法植物资源及秸秆固废纤维化技术及装备，既可转型升级传统植物纤维化，又可实现高效益而低成本的秸秆纤维化，更有助于打通秸秆处置与资源化间转化的最后一公里。

附图说明

图1为本发明的热压法秸秆纤维化示意图。

其中：原料处理及风力设备1、原料强制输入设备2、原料预蒸煮器及供热设备3、预解物保温保压卸料及输送设备4、预解物热磨机组5、磨解蒸汽净化及回用设备6、磨解物保温保压卸料及输送设备7、磨解物高温高压固液分离及干化机组8、干化固相木质纤维系统9、液相处理及回用系统10。

具体实施

下面结合附图1对本发明的热压法秸秆纤维化做进一步分析。

如图1所示，本发明的热压法秸秆纤维化，主要由原料处理及风力设备1、原料强制输入设备2、原料预蒸煮器及供热设备3、预解物保温保压卸料及输送设备4、预解物热磨机组5、磨解蒸汽净化及回用设备6、磨解物保温保压卸料及输送设备7、磨解物高温高压固液分离及干化机组8、干化固相木质纤维系统9和液相处理及回用系统10等构成。

其实施方式是：植物资源及秸秆固废经原料处理及风力设备1制备为生产原料；生产原料由原料强制输入设备2输入原料预蒸煮器及供热设备3而产预解物；预解物经预解物保温保压卸料及输送设备4输入预解物热磨机组5而得磨解物；同时，磨解所产的蒸汽经磨解蒸汽净化及输送设备6输入原料预蒸煮器及供热设备3使用；磨解物经磨解物保温保压卸料及输送设备7输入磨解物高温高压固液分离及干化机组8，所得干化固相即为木质纤维；木质纤维经干化固相木质纤维系统9成为商品；所得液相经液相处理及回用系统10回收且处理后，循环回用于原料预蒸煮器及供热设备3和预解物热磨机组5生产使用而闭合循环；至此，完成清洁生产及工艺循环。