CN101139538A - 秸秆棒状致密成型燃料及其制造方法 - Google Patents

秸秆棒状致密成型燃料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种秸秆棒状致密成型燃料，以农作物秸秆为原料，由100％的含水率为10～17％的秸秆或农作物加工剩余物经粉碎、脱水、热压成型等工序加工而成。本发明提供的秸秆棒状成型燃料密度大、体积小、形状规则、运输方便、易于储存，可作为煤炭等化石燃料的替代燃料，能够普遍用于户用生物质炉具和中小型锅炉，燃烧过程易于控制、燃烧充分、无污染、CO2零排放，是一种可再生的绿色燃料。可以推进秸秆能源商业化、产业化发展，带动农村经济发展。该秸秆成型燃料普遍适用于温室供热、热水、洗浴、居民生活等，因其具有的独特的燃烧特性，适用燃烧设备范围广泛，可以达到普遍应用。

Description

秸秆棒状致密成型燃料及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种植物性燃料及其制造方法，特别是涉及一种秸秆棒状致密成型燃料及其制造方法。
背景技术
我国是农业大国，农作物秸秆资源非常丰富，每年可以产生各类农作物秸秆或农作物加工剩余物约7亿吨，其中有4亿吨秸秆可以作为能源利用。但是我国秸秆资源分布范围广泛，随季节和天气变化引起的收集、存储、运输十分困难，不方便产业化利用；目前因为利用不当和不力造成了严重的环境污染和资源浪费。经过挤压成型的成型燃料将可以大大提高秸秆的利用价值，扩展秸秆能源的利用范围，将农村能源推进工业化和商品化，有利于优化我国能源结构，改善农业生态环境，促进社会主义新农村建设。我国到2010年拟开发利用秸秆成型燃料100万吨，到2020年达到5000万吨，用以部分替代煤炭等化石能源。关于利用农作物秸秆作为成型燃料的技术主要集中在向秸秆中加入一些添加剂以做成燃料的方法，如中国专利申请200610046724.5(公开号CN1858165A，公开日2006年11月8日)公开了一种生物质复合燃料及其制造方法，其由生物质燃料、煤燃料和固硫剂混合均匀构成；中国专利申请200410013763.6(公开号CN1699525A，公开日2005年11月23日)公开了一种秸秆合成固体燃料及其加工工艺，其由以下重量份数的物质制作而成：秸秆或稻壳75、粘土5、白灰2、酚1、碳渣5、水12。这些技术虽然解决了秸秆燃料的体积庞大，使用范围小，利用效率低的问题，但是因为添加了添加剂，不仅加工工艺复杂，产品性能不稳定，同时带来了燃烧效率较低、污染排放高等副作用。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种不需添加任何外加添加剂、燃烧效率高、污染排放低的秸秆棒状致密成型燃料及其制造方法。
一种秸秆棒状致密成型燃料，主要以农作物秸秆为原料，由100％的含水率为10～17％的秸秆或农作物加工剩余物经粉碎、脱水、热压成型等工序加工而成。其是直径为35～130毫米、长度为100～400毫米、密度为800～1300千克/立方米、含水率为10％～13％的圆柱体。所述植物秸秆为小麦秸秆、玉米秸秆、高粱秸秆、花生秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆、稻秆中的一种或几种的混合物，所述农作物加工剩余物为花生壳、稻壳、甘蔗渣中的一种或几种的混合物。
一种制造此秸秆棒状致密成型燃料的制造方法，包括以下步骤：
(1)将含水率为10～17％的秸秆粉碎至30毫米以下，粒度小于30毫米的秸秆或农作物加工剩余物不需粉碎；
(2)将上述粉碎的秸秆送入成型机中，在温度180～240℃、压力6～30Mpa的条件下进行挤压，得到秸秆棒状致密成型燃料；
(3)将挤压得到的秸秆棒状致密成型燃料冷却至室温后，进行包装。
其中所述步骤(2)中温度优选为220～240℃。
其中所述步骤(2)中压力优选为8～20Mpa。
其中所述步骤(2)中成型机采用液压秸秆成型机。
本发明秸秆棒状致密成型燃料采用100％的农作物秸秆制成，经济环保，通过特殊的预热加工方法克服了以往制作秸秆燃料时必须加入添加剂的工艺缺点，在温度180～240℃、压力6～30Mpa的条件下进行挤压成型使得本产品秸秆棒状成型燃料的密度大，含水率低，燃料率高；同时成型产品的直径可以控制在35～130毫米、长度为100～400毫米，比以往所常见的型形燃料的直径均高，但是产品质量不变。
本发明提供的秸秆棒状成型燃料密度大、体积小、形状规则、运输方便、易于储存，可作为煤炭等化工燃料的替代燃料，能够普遍用于生物质炉具和中小型锅炉，燃烧过程易于控制、燃烧充分、无污染、CO2零排放，是一种可再生的绿色燃料。可以推进秸秆能源商业化、产业化发展，带动农村经济发展。该棒状秸秆成型燃料普遍适用于温室供热、热水、洗浴、居民生活等，因其具有的独特的燃烧特性，适用燃烧设备范围广泛，可以达到普遍应用。
本发明的优点以及预期效益：
1、秸秆棒状致密成型燃料单位重量的体积不足压缩前原秸秆的10％，方便运输和储存，同时有利于防火和防潮；
2、秸秆棒状致密成型燃料的含水率低而稳定，热性能得到改善；
3、制造本发明的秸秆棒状致密成型燃料加工工艺简单，能耗低，由于没有直接摩擦，因此对成型筒的磨损小，设备整体工作寿命长；
4、制造本发明的秸秆棒状致密成型燃料所用原料是秸秆及其加工废弃物，不用添加任何添加剂，也不发生任何化学变化，不会产生二次环境污染；
5、制造本发明的秸秆棒状致密成型燃料所用原料是收购农民的秸秆及其加工废弃物，属于农业废弃物综合利用，既有利于改善农村环境和发展农村经济，也有利于优化能源结构和保护农业生态，一定程度地促进了我国社会主义新农村建设；
6、2020年以后，每年5000万吨的秸秆棒状致密成型燃料可以为农民增加秸秆销售收入60亿元人民币以上；
7、2020年以后，利用5000万吨的秸秆棒状致密成型燃料每年约可替代4000万吨煤，燃烧后约可以减少排放CO2 8000万吨，减少排放SO2 20万吨，减少排放烟尘60万吨，减少灰渣排放1500万吨，增加优质钾肥500万吨；
8、秸秆棒状致密成型燃料的加工地点分布在广大农村，就地取材，年年再生，本地化利用，既获得了替代煤炭的优质可再生的生物燃料，又节约了运输费用，有利于我国国民经济的可持续发展。
具体实施方式
实施例1
本发明的秸秆棒状致密成型燃料采用的原料包括：100％的小麦秸秆。
其制造方法如下：
(1)将含水率约为15％的小麦秸秆粉碎至30毫米以下；
(2)将上述粉碎的小麦秸秆送入液压秸秆成型机，在预热温度约220℃、压力约15Mpa的条件下进行挤压，得到密度约1100千克/立方米、含水率约为12％的棒状致密成型燃料；该成型燃料直径约为105毫米、长度约为200毫米的圆柱体。
(3)将得到的秸秆棒状致密成型燃料降至室温后，放在干燥房间堆放储存。
实施例2
本发明的秸秆棒状致密成型燃料采用的原料包括：100％的花生壳。
其制造方法如下：
(1)将含水率约为12％的花生壳送入液压秸秆成型机，在预热温度约240℃、压力约8Mpa的条件下进行挤压，得到密度约900千克/立方米、含水率约为10％的花生壳棒状致密成型燃料；该棒状成型燃料直径约为115毫米、长度约为150毫米的圆柱体。
(2)将得到的花生壳棒状致密成型燃料降至室温后，进行包装。
实施例3
本发明的秸秆棒状致密成型燃料采用的原料包括：50％的玉米秸秆和50％的棉花秸秆。
其制造方法如下：
(1)将含水率约为17％的玉米秸秆粉碎至30毫米以下；
(2)将含水率约为11％的棉花秸秆粉碎至30毫米以下；
(3)将上述玉米秸秆和棉花秸秆按照各50％的比例混合均匀得到混合物；
(4)将步骤(3)中的混合物送入液压秸秆成型机中，在预热温度约230℃、压力约20Mpa的条件下进行挤压，得到密度约1200千克/立方米、含水率约为13％的棒状致密成型燃料；该成型燃料直径约为50毫米、长度约为300毫米的圆柱体。
(5)将得到的秸秆棒状致密成型燃料降至室温后，进行包装或在干燥房间堆放存储。
可以将任意几种秸秆或农加工剩余物经过粉碎后按照任意比例混合，再放入秸秆成型机进行挤压，制成不同规格的秸秆棒状致密成型燃料。
以上描述是对本发明的解释，不是对本发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (7)

1.一种秸秆棒状致密成型燃料，由植物秸秆或农作物加工剩余物经粉碎、脱水、热压成型而成，其特征在于由100％的含水率为10～17％的秸秆或农作物加工剩余物制成。
2.根据权利要求1所述的秸秆棒状致密成型燃料，其特征在于：其是直径为35～130毫米、长度为100～400毫米、密度为800～1300千克/立方米、含水率为10％～13％的圆柱体。
3.根据权利要求2所述的秸秆棒状致密成型燃料，其特征在于：所述植物秸秆为小麦秸秆、玉米秸秆、高粱秸秆、花生秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆、稻秆中的一种或几种，所述农作物加工剩余物为花生壳、稻壳、甘蔗渣中的一种或几种。
4.一种制造如权利要求1-3任一项所述的秸秆棒状致密成型燃料的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将含水率为10～17％的秸秆粉碎至30毫米以下；
(2)将上述粉碎的秸秆送入成型机中，在温度180～240℃、压力6～30Mpa的条件下进行挤压，得到秸秆棒状致密成型燃料；
(3)将挤压得到的秸秆棒状致密成型燃料冷却至室温后，进行包装。
5.根据权利要求4所述的秸秆棒状致密成型燃料的制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中温度为220～240℃。
6.根据权利要求5所述的秸秆棒状致密成型燃料的制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中压力为8～20Mpa。
7.根据权利要求6所述的秸秆棒状致密成型燃料的制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中成型机为液压秸秆成型机。
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