CN102250665A - 一种生物质燃料颗粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质燃料颗粒，它是利用重量百分比的生物质燃料原料70—80%、棕榈粕5—20%、药泥醇沉物5—20%，三种原料混合均匀，利用专用压块成套机械设备压缩成方块或圆柱形生物质燃料颗粒。本发明特点是：所生产的生物质燃料颗粒表面光滑，质地紧密，破碎率低，生产效率明显提高，对机械模具磨损小。
Description
技术领域
本发明属于生物质燃料综合利用技术领域，涉及一种生物质颗粒燃料的制作方法与应用。
背景技术
随着能源与资源的短缺和环境污染的日益严重，生物质废弃物资源化的利用研究引起了广泛的关注。生物质能是一种可再生能源，生物质能及生物质废弃物资源以生物质为载体,由生物质产生的能量,便是生物质能。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式。地球上每年植物光合作用固定的碳达2×1011吨，含能量达3×1021焦耳，因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能，相当于全世界每年耗能量的10倍。生物质遍布世界各地，其蕴藏量极大，仅地球上的植物，每年生产量就相当于现阶段人类消耗矿物能的20倍，或相当于世界现有人口食物能量的160倍。虽然不同国家单位面积生物质的产量差异很大，但地球上每个国家都有某种形式的生物质，生物质能是热能的来源，为人类提供了基本燃料。 我国生物质资源十分丰富，开发生物质能源潜力十分巨大，开展生物质废弃物利用的研究使其达到无害化、减量化、资源化对于当前的资源和环境问题具有重大意义。中国理论生物质能资源50亿吨左右。现阶段可供利用开发的资源主要为生物质废弃物，包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等。为改善农村能源供应结构、减少农村温室气体排放、减少环境污染，国家发改委于2006年8月，提出了生物质开发利用的主要目标：到2010年，生物质固化成型燃料达到100万吨；2020年，生物质固化成型燃料达到5000万吨。生物质颗粒燃料是一种可再生的新能源，是利用木屑、树木枝桠材、玉米秸秆、稻秆稻壳等植物废弃物，经粉碎--混合--挤压--烘干等工艺，最后制成颗粒状燃料直接进行燃料燃烧。
传统的生物质燃料颗粒的制作方法，是将农作物秸秆（如玉米秸秆、稻草、麦秸、棉花秸秆、高粱秸秆等）、木材加工废弃物（木屑、锯末、树枝、树根）、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等原料经过粉碎（直径2—20毫米）、烘干（水分20%以下）后，直接利用专用压块成套机械设备压缩成密度为 800～1100kg/m3，外形尺寸为 32mm×32mm×（30～80）mm，或直径为 φ30×（30～80）mm的块状固体燃料，其热值可达 3500～4000kcal/kg。其不足之处在于生产颗粒燃料生产过程工艺复杂，需加入粘合剂、助燃剂等添加剂才能生产合格的颗粒燃料。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足,本发明公开了一种生物质燃料颗粒，其特征在于它是由下述重量百分比的原料组成：生物质燃料原料70—80%、棕榈粕5—20%、药泥醇沉物5—20%。
本发明优选的生物质燃料颗粒，由下述重量百分比的原料组成：生物质燃料原料75%、棕榈粕15%、药泥醇沉物10%。
本发明所述的生物质燃料颗粒，其中的生物质燃料原料为农作物秸秆、木材加工废弃物、工业有机废弃物或城市固体有机垃圾。其中的农作物秸秆为玉米秸秆、稻草、麦秸、棉花秸秆或高粱秸秆；木材加工废弃物为松木木屑、锯末、树枝或树根。
本发明所述的生物质燃料颗粒，其中的棕榈粕是指棕榈仁脱壳榨油后的副产品；含有粗蛋白16.21％，粗脂肪8.15％，粗纤维21.49％，水分6.21％，粗灰分4.76％，总能17.15兆焦/千克；
所述的药泥醇沉物是三七、川穹、决明子等中药材在现代中药水提醇沉加工工艺提取过程中产生的废弃膏状沉淀物。例如含酒精70—85%，成分为大分子多糖，灰分5.34%。
本发明进一步公开了生物质燃料颗粒的制备方法，它是按重量百分比将70—80%生物质燃料原料、5—20%棕榈粕、5—20%药泥醇沉物，三种原料混合均匀，利用专用压块成套机械设备压缩成方块或圆柱形生物质燃料颗粒。
本发明在生物质燃料原料中加入棕榈粕+药泥醇沉物是为了提高生物质燃料颗粒的出模速度、增加其燃烧热值，加入后和普通的生物质燃料相比，提高了生物质燃料颗粒生产效率、减少了生产模具的磨损。
本发明对所制备的生物质颗粒（实施例1-3）性能指标作了如下的实验，具体见表1。
表1：
项目 本发明燃料颗粒指标 普通生物质燃料指标
成分 松木木屑+棕榈粕+药泥醇沉物 100％松木木屑
热值 4500kcal/kg 4300kcal/kg
密度 1.3t/m3 1.2t/m3
直径 6毫米 6毫米
外观 呈淡棕色圆柱 呈淡黄色圆柱
灰分 3.48％ 4.22％
挥发物 85％ 80％
水分 8％ 9％
生产率 1.1吨/小时 1吨/小时
磨具磨损费用 5元/吨 10元/吨。
结论：
在生物质燃料原料中加入棕榈粕+药泥醇沉物可有效提高生物质燃料颗粒的出模速度、增加其燃烧热值，加入后和普通的生物质燃料相比，提高了生物质燃料颗粒生产效率、减少了生产模具的磨损。
本发明的生物质燃料颗粒所具有的积极效果在于：
(1)本发明所生产的生物质燃料颗粒表面光滑，质地紧密，破碎率低，生产效率明显提高，对机械模具磨损小。
（2）本发明制造的颗粒燃料可以取代燃煤，能量与中质煤相当，燃料特性明显改善，使用方便、干净卫生，减少了运输和储存成本，可作为生物质高效燃烧炉、气化炉和小型锅炉的燃料。其适合为农村家庭提供生活燃料，也可用于供热和发电等，同时可以作为高品质能源商品。既节约大量木材防止环境污染又能为生物质工业生产企业变废为宝、能源综合利用开辟了一条新的途径。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明生物质颗粒的制备实例。这些实施实例仅仅是解释、而不是限制本发明的范围，其中所用的药泥醇沉物原料来源于中药提取工厂；其他原料均有市售。
说明：
实施例1
组成：生物质燃料原料75%（玉米秸秆或稻草）、棕榈粕15%（棕榈仁脱壳榨油后的副产品；含有粗蛋白16.21％，粗脂肪8.15％，粗纤维21.49％，水分6.21％，粗灰分4.76％，总能17.15兆焦/千克）；药泥醇沉物10%（中药材决明子在现代中药水提醇沉加工工艺提取过程中产生的废弃膏状沉淀物，成分为大分子多糖，含酒精80%，灰分5.34%）。所制备的生物质颗粒性能见表1的描述。
实施例2
生物质燃料80%（麦秸或棉花秸秆）、棕榈粕10%（棕榈仁脱壳榨油后的副产品；含有粗蛋白16.21％，粗脂肪8.15％，粗纤维21.49％，水分6.21％，粗灰分4.76％，总能17.15兆焦/千克）；药泥醇沉物10%（中药材三七在现代中药水提醇沉加工工艺提取过程中产生的废弃膏状沉淀物，成分为大分子多糖，含酒精85%，灰分5.34%）。所制备的生物质颗粒性能见表1的描述。
实施例3
生物质燃料原料80%（松木木屑或树根）、棕榈粕5%（棕榈仁脱壳榨油后的副产品；含有粗蛋白16.21％，粗脂肪8.15％，粗纤维21.49％，水分6.21％，粗灰分4.76％，总能17.15兆焦/千克）；15%药泥醇沉物（中药材川穹在现代中药水提醇沉加工工艺提取过程中产生的废弃膏状沉淀物，成分为大分子多糖，含酒精75%，灰分5.34%）。所制备的生物质颗粒性能见表1的描述。
1-3实施例的制备方法
将农作物秸秆（如玉米秸秆、稻草、麦秸、棉花秸秆、高粱秸秆等）、木材加工废弃物（松木木屑、锯末、树枝、树根）、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等生物质燃料原料经过粉碎（直径2毫米以下）、自然晾晒干燥（水分20%以下）后，与棕榈粕、药泥醇沉沉淀物混合均匀，使用冷压平模颗粒机，利用压辊挤压原理压制成圆柱形、棒状或块状生物质燃料颗粒。所制备的生物质颗粒性能见表1的描述。
实施例4
生物质燃料颗粒的应用
本发明的生物质燃料颗粒已在本单位下属养殖场育雏舍暖风炉（青岛殖风ZF—2型）应用，每天使用0.5吨本发明的生物质燃料颗粒替代燃煤0.5吨，使用效果良好，无明显差异。
Claims (7)
1.一种生物质燃料颗粒，其特征在于它是由下述重量百分比的原料组成：生物质燃料原料70—80%、棕榈粕5—20%、药泥醇沉物5—20%。
2.权利要求1所述的生物质燃料颗粒，其中由下述重量百分比的原料组成：生物质燃料原料75%、棕榈粕15%、药泥醇沉物10%。
3.权利要求1所述的生物质燃料颗粒，其中的生物质燃料原料为农作物秸秆、木材加工废弃物、工业有机废弃物或城市固体有机垃圾。
4.权利要求3所述的生物质燃料颗粒，其中的农作物秸秆为玉米秸秆、稻草、麦秸、棉花秸秆或高粱秸秆；木材加工废弃物为松木木屑、锯末、树枝或树根。
5.权利要求1所述的生物质燃料颗粒，其中的棕榈粕是指棕榈仁脱壳榨油后的副产品；所述的药泥醇沉物是三七、川穹、决明子等中药材在现代中药水提醇沉加工工艺提取过程中产生的废弃膏状沉淀物。
6.权利要求5所述的生物质燃料颗粒，其中的棕榈粕含有粗蛋白16.21％，粗脂肪8.15％，粗纤维21.49％，水分6.21％，粗灰分4.76％，总能17.15兆焦/千克；所述的药泥醇沉沉淀物含酒精70—85%，成分为大分子多糖，灰分5.34%。
7.权利要求1所述生物质燃料颗粒的制备方法，其特征在于按重量百分比将70—80%生物质燃料原料、5—20%棕榈粕、5—20%药泥醇沉物，三种原料混合均匀，利用专用压块成套机械设备压缩成方块或圆柱形生物质燃料颗粒。
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