CN102618345A - 生物燃料及其生产方法和生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物燃料及其生产方法和生产设备，能够更加环保有效地生产生物燃料。所述生物燃料的生产方法，包括以下步骤：将原料粉碎以形成具有50-100目尺寸的木粉或草粉或木粉和草粉的混合物，其中所述原料包括以下中的一种或多种：树木的树干、树枝、树皮、树根、树叶、草；将所述木粉或草粉烘干，使得在所述木粉或草粉中的水份的重量百分比为15-25％；将烘干后的木粉或草粉进行环模压缩成型以形成制粒，其中，在所述环模压缩成型过程中加入包含动物排泄物或草药渣的油性的润滑剂与所述木粉或草粉混合，所述润滑剂占所述木粉或草粉的重量百分比为0.5-2.5％；将所述制粒冷却，形成生物燃料。
Description
技术领域
本发明涉及生物燃料及其生产方法和生产设备。
背景技术
目前的颗粒型生物燃料产品的生产方式中，通常需要对粉碎后的原料进行成型制粒，在成型过程中，为了使生产过程顺畅并使制粒均匀，通常会加入润滑剂，例如水或特定化学润滑剂(例如滑石粉)。
不过，这种方式一方面润滑效果不佳，另一方面可能水资源耗费大，而且会增大制造成本。
发明内容
本发明提供生物燃料及其生产方法和生产设备，能够更加环保有效地生产生物燃料。
根据本发明的一个方面，提供了一种生物燃料的生产方法，包括以下步骤：
将原料粉碎以形成具有50-100目尺寸的木粉或草粉或木粉和草粉的混合物，其中所述原料包括以下中的一种或多种：树木的树干、树枝、树皮、树根、树叶、草；
将所述木粉或草粉烘干，使得在所述木粉或草粉中的水份的重量百分比为15-25％；
将烘干后的木粉或草粉进行环模压缩成型以形成制粒，其中，在所述环模压缩成型过程中加入包含动物排泄物或草药渣的油性的润滑剂与所述木粉或草粉混合，所述润滑剂占所述木粉或草粉的重量百分比为0.5-2.5％；
将所述制粒冷却，形成生物燃料。
较佳地，在本发明的各实施例中，烘干后的所述木粉或草粉中的水份的重量百分比为18-22％，且优选地为19-21％，例如为20％。
较佳地，在本发明的各实施例中，在所述环模压缩成型过程中加入的所述润滑剂占所述木粉或草粉的重量百分比为1.0-2.2％，且优选地为1.5-2.0％，例如为1.8％。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述环模压缩成型过程中的温度为100-150℃，优选地为120-130℃，例如为125℃。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述环模压缩成型后输出的所述制粒的温度为20-60℃，优选地为30-50℃，例如为40℃。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述烘干的温度为50-90℃，优选地为60-80℃，例如为75℃。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述木粉或草粉或木粉和草粉的混合物的尺寸为60-90目，优选地为70-80目。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述树木包括桑树、桉树、杉树中的一种或多种。
较佳地，在本发明的各实施例中，在将原料粉碎之前将原料晾晒干燥以去除部分水份。
较佳地，在本发明的各实施例中，在加入所述润滑剂之前将所述润滑剂晾晒干燥以去除部分水份。
较佳地，在本发明的各实施例中，在所述环模压缩成型过程开始时加入所述润滑剂。
较佳地，在本发明的各实施例中，在所述环模压缩成型过程多次加入所述润滑剂。
较佳地，在本发明的各实施例中，在所述环模压缩成型过程对所述木粉或草粉或木粉和草粉的混合物进一步干燥以去除部分水份或者进一步补水以添加部分水份。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述将原料粉碎的步骤包括：将木屑或草屑粉碎以形成木粉或草粉。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述动物排泄物是兽类排泄物、鸟类排泄物、鱼类排泄物、虫类排泄物中的一种或多种的混合物。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述草药渣包括青蒿药渣。
根据本发明的另一方面，提供一种生物燃料，其通过如前所述的生物燃料的生产方法制成。
根据本发明的又一方面，提供一种生物燃料的生产设备，包括：
粉碎系统，其将原料粉碎以形成具有50-100目尺寸的木粉或草粉或木粉和草粉的混合物；
烘干系统，其将所述木粉或草粉烘干，使得在所述木粉或草粉中的水份的重量百分比为15-25％；
成型系统，其将烘干后的木粉或草粉环模压缩成型以形成制粒；
润滑剂供应系统，其在所述环模压缩成型过程中将包含动物排泄物的油性的润滑剂供应到所述成型系统与所述木粉或草粉混合，所述润滑剂占所述木粉或草粉的重量百分比为0.5-2.5％；
冷却系统，其对所述制粒进行冷却以形成生物燃料。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述的生物燃料的生产设备进一步包括：
成品包装系统，用于包装所述生物燃料产品。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述的生物燃料的生产设备进一步包括：
干燥系统，其设置在所述成型系统中用以在所述环模压缩成型过程对所述木粉或草粉或木粉和草粉的混合物进一步干燥以去除部分水份。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述的生物燃料的生产设备进一步包括：
补水系统，其设置在所述成型系统中用以在所述环模压缩成型过程对所述木粉或草粉或木粉和草粉的混合物进一步补水以添加部分水份。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述的生物燃料的生产设备进一步包括：
热回收系统，其设置在所述成型系统之内或之外或者设置在所述成型系统与冷却系统之间以将所述成型系统的散热回收循环使用。
通过本发明提供的生物燃料及其生产方法和生产设备，能够更加环保有效地生产生物燃料。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
图1为根据本发明的生物燃料的生产方法的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
根据本发明的一个方面，提供了一种生物燃料的生产方法，包括以下步骤：
将原料粉碎以形成具有50-100目尺寸的木粉或草粉或木粉和草粉的混合物，其中所述原料包括以下中的一种或多种：树木的树干、树枝、树皮、树根、树叶、草；
将所述木粉或草粉烘干，使得在所述木粉或草粉中的水份的重量百分比为15-25％；
将烘干后的木粉或草粉进行环模压缩成型以形成制粒，其中，在所述环模压缩成型过程中加入包含动物排泄物或草药渣的油性的润滑剂与所述木粉或草粉混合，所述润滑剂占所述木粉或草粉的重量百分比为0.5-2.5％；
将所述制粒冷却，形成生物燃料。
这样，粉碎得到的尺寸较细的粉料(草粉或木粉和草粉的混合物中)通过烘干处理而含有一定的水份，如果水份过低，则后续压缩成型处理压出的颗粒(制粒)易干裂；而如果水份过高，则粉料过于粘稠易造成出粒困难，甚至会发生堵塞。这样的粉料可包括木粉或草粉或二者的混合物，相应地，其原料可包括树木组成部分(例如树干、树枝、树皮、树根、等等)或草类材料(例如树叶或草)。所述粉料与所述润滑剂混合进行环模压缩成型，所述润滑剂具有油性，在粉料之间产生润滑作用，这种油性润滑作用也以利于降低粉料和设备(例如成型系统的设备)的摩擦阻力，从而保护设备。所述润滑剂对生物燃料(例如生物质颗粒燃料)的性能没有影响，而且是天然润滑剂，对于保护环境和降低成本都是有利的。
较佳地，在本发明的各实施例中，烘干后的所述木粉或草粉中的水份的重量百分比为18-22％，且优选地为19-21％，例如为20％。
较佳地，在本发明的各实施例中，在所述环模压缩成型过程中加入的所述润滑剂占所述木粉或草粉的重量百分比为1.0-2.2％，且优选地为1.5-2.0％，例如为1.8％。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述环模压缩成型过程中的温度为100-150℃，优选地为120-130℃，例如为125℃。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述环模压缩成型后输出的所述制粒的温度为20-60℃，优选地为30-50℃，例如为40℃。在这种情况下，在成型过程中或缓慢冷却过程中的无效散热可被收集并回收利用。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述烘干的温度为50-90℃，优选地为60-80℃，例如为75℃。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述木粉或草粉或木粉和草粉的混合物的尺寸为60-90目，优选地为70-80目。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述树木包括桑树、桉树、杉树中的一种或多种。
较佳地，在本发明的各实施例中，在将原料粉碎之前将原料晾晒干燥以去除部分水份。
较佳地，在本发明的各实施例中，在加入所述润滑剂之前将所述润滑剂晾晒干燥以去除部分水份。
较佳地，在本发明的各实施例中，在所述环模压缩成型过程开始时加入所述润滑剂。
较佳地，在本发明的各实施例中，在所述环模压缩成型过程多次加入所述润滑剂。在连续生产过程中，根据需要可分阶段地加入润滑剂作为消耗补充。每次加入的润滑剂可以是相同组分或不同组分，可以是相同量或不同量，根据具体情况选择。
较佳地，在本发明的各实施例中，在所述环模压缩成型过程对所述木粉或草粉或木粉和草粉的混合物进一步干燥以去除部分水份或者进一步补水以添加部分水份。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述将原料粉碎的步骤包括：将木屑或草屑粉碎以形成木粉或草粉。对于半成品原料的具有较大尺寸的木屑或草屑(例如尺寸在10-20目)，可进行粉碎处理以达到所需尺寸而形成所述木粉或草粉。当然，也可对于更大尺寸的原料进行粉碎处理以得到所述木粉或草粉。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述动物排泄物是兽类排泄物、鸟类排泄物、鱼类排泄物、虫类排泄物中的一种或多种的混合物。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述草药渣包括青蒿药渣。青蒿是一种含有油性的草药，由此在所述的成型过程中可提供油性润滑，而采用青蒿药渣能够以低成本提供油性润滑。应理解，其它仍具有残余油性的草药渣也可用于形成所述油性润滑剂。
在一个实施例中，可以同时采用包含动物排泄物的润滑剂和包含草药渣的润滑剂。
根据本发明的另一方面，提供一种生物燃料，其通过如前所述的生物燃料的生产方法制成。
根据本发明的又一方面，提供一种生物燃料的生产设备，包括：
粉碎系统，其将原料粉碎以形成具有50-100目尺寸的木粉或草粉或木粉和草粉的混合物；
烘干系统，其将所述木粉或草粉烘干，使得在所述木粉或草粉中的水份的重量百分比为15-25％；
成型系统，其将烘干后的木粉或草粉环模压缩成型以形成制粒；
润滑剂供应系统，其在所述环模压缩成型过程中将包含动物排泄物的油性的润滑剂供应到所述成型系统与所述木粉或草粉混合，所述润滑剂占所述木粉或草粉的重量百分比为0.5-2.5％；
冷却系统，其对所述制粒进行冷却以形成生物燃料。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述的生物燃料的生产设备进一步包括：
成品包装系统，用于包装所述生物燃料产品。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述的生物燃料的生产设备进一步包括：
干燥系统，其设置在所述成型系统中用以在所述环模压缩成型过程对所述木粉或草粉或木粉和草粉的混合物进一步干燥以去除部分水份。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述的生物燃料的生产设备进一步包括：
补水系统，其设置在所述成型系统中用以在所述环模压缩成型过程对所述木粉或草粉或木粉和草粉的混合物进一步补水以添加部分水份。
较佳地，在本发明的各实施例中，所述的生物燃料的生产设备进一步包括：
热回收系统，其设置在所述成型系统之内或之外或者设置在所述成型系统与冷却系统之间以将所述成型系统的散热回收循环使用。
这样，热回收系统可收集在处理过程中的各种无效散热或余热并进行循环使用，从而有利于节能环保。
在一个优选实施例中，生物质颗粒燃料生产工艺流程可包括：接收原料→在粉碎系统中将原料粉碎以形成所述粉料(例如尺寸在60-80目)→在热风炉系统(作为烘干系统)中烘干所述粉料而使得其中水份的重量百分比为15-25％(例如为18-22％)→在另外的烘干系统中进一步调整所述粉料中水份的含量→在制粒系统(作为成型系统)中制粒(其中通过润滑剂供应系统加入所述润滑剂与所述木粉或草粉混合，所述润滑剂占所述木粉或草粉的重量百分比例如为1.0-2.0％→在冷却系统中将制粒冷却而形成生物燃料产品→在成品包装系统中将冷却后的制粒(颗粒状生物燃料产品)包装完毕。
图1为根据本发明的生物燃料的生产方法的示意图。在图1所示的实施例中，生物燃料的生产方法，包括以下步骤：
将原料粉碎以形成具有60-80目尺寸的木粉，其中所述原料包括桑树的树枝和/或树皮；
将所述木粉烘干，使得在所述木粉或草粉中的水份的重量百分比为18-22％；
将烘干后的木粉加入包含动物排泄物的油性的润滑剂混合进行环模压缩成型以形成制粒，所述润滑剂占所述木粉的重量百分比为1.0-2.0％；
将所述制粒冷却，形成生物燃料。
原料经过粉碎和烘干后，在成型系统中通过环模压缩成型。
在成型过程中，虽然原料中含有的水份也有一定的粘合作用，但粉碎后的原料在没有润滑添加剂的情况下，润滑性能差。因此，在生物质颗粒燃料的生产中(特别是成型过程中)，需要微量的润滑添加剂，以增加粉碎后原料的润滑性能。
在本发明的各实施例中，采用特定的润滑添加剂，其源于/包含动物排泄物，不含任何化学危害成分，自然环保，生产中可加入1-2％。
通过本发明提供的生物燃料及其生产方法和生产设备，能够更加环保有效地生产生物燃料。
此外，通过本发明提供的各实施例，还能够实现以下至少一种优点：
①所述润滑剂有油性，可增加粉碎后原料的润滑性能，在设备压制原料的过程中，可以增加原料和设备之间的润滑性，使环模压缩速度加快，生产效率提高50％～80％。
②通过所述润滑剂的作用可降低设备损耗。
③润滑添加剂属动物排泄物，提高资源利用率，自然环保，燃烧不对产生任何污染物。
本发明提供的各种实施例可根据需要以任意方式相互组合，通过这种组合得到的技术方案，也在本发明的范围内。
显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种生物燃料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
将原料粉碎以形成具有50-100目尺寸的木粉或草粉或木粉和草粉的混合物，其中所述原料包括以下中的一种或多种：树木的树干、树枝、树皮、树根、树叶、草；
将所述木粉或草粉烘干，使得在所述木粉或草粉中的水份的重量百分比为15-25％；
将烘干后的木粉或草粉进行环模压缩成型以形成制粒，其中，在所述环模压缩成型过程中加入包含动物排泄物或草药渣的油性的润滑剂与所述木粉或草粉混合，所述润滑剂占所述木粉或草粉的重量百分比为0.5-2.5％；
将所述制粒冷却，形成生物燃料。
2.如权利要求1所述的生物燃料的生产方法，其特征在于，
烘干后的所述木粉或草粉中的水份的重量百分比为18-22％，且优选地为19-21％，例如为20％；
和/或
在所述环模压缩成型过程中加入的所述润滑剂占所述木粉或草粉的重量百分比为1.0-2.2％，且优选地为1.5-2.0％，例如为1.8％。
3.如权利要求1或2所述的生物燃料的生产方法，其特征在于，
所述环模压缩成型过程中的温度为100-150℃，优选地为120-130℃，例如为125℃；
和/或
所述环模压缩成型后输出的所述制粒的温度为20-60℃，优选地为30-50℃，例如为40℃；
和/或
所述烘干的温度为50-90℃，优选地为60-80℃，例如为75℃；
和/或
所述木粉或草粉或木粉和草粉的混合物的尺寸为60-90目，优选地为70-80目。
4.如权利要求1至3中任一项所述的生物燃料的生产方法，其特征在于，
所述树木包括桑树、桉树、杉树中的一种或多种。
5.如权利要求1至4中任一项所述的生物燃料的生产方法，其特征在于，
在将原料粉碎之前将原料晾晒干燥以去除部分水份；
和/或
在加入所述润滑剂之前将所述润滑剂晾晒干燥以去除部分水份；
和/或
在所述环模压缩成型过程开始时加入所述润滑剂；
和/或
在所述环模压缩成型过程多次加入所述润滑剂；
和/或
在所述环模压缩成型过程对所述木粉或草粉或木粉和草粉的混合物进一步干燥以去除部分水份或者进一步补水以添加部分水份；
和/或
所述将原料粉碎的步骤包括：将木屑或草屑粉碎以形成木粉或草粉。
6.如权利要求1至5中任一项所述的生物燃料的生产方法，其特征在于，
所述动物排泄物是兽类排泄物、鸟类排泄物、鱼类排泄物、虫类排泄物中的一种或多种的混合物；
和/或
所述草药渣包括青蒿药渣。
7.一种生物燃料，其特征在于，其通过如权利要求1至6中任一项所述的生物燃料的生产方法制成。
8.一种生物燃料的生产设备，其特征在于，包括：
粉碎系统，其将原料粉碎以形成具有50-100目尺寸的木粉或草粉或木粉和草粉的混合物；
烘干系统，其将所述木粉或草粉烘干，使得在所述木粉或草粉中的水份的重量百分比为15-25％；
成型系统，其将烘干后的木粉或草粉环模压缩成型以形成制粒；
润滑剂供应系统，其在所述环模压缩成型过程中将包含动物排泄物的油性的润滑剂供应到所述成型系统与所述木粉或草粉混合，所述润滑剂占所述木粉或草粉的重量百分比为0.5-2.5％；
冷却系统，其对所述制粒进行冷却以形成生物燃料。
9.如权利要求8所述的生物燃料的生产设备，其特征在于，进一步包括：
成品包装系统，用于包装所述生物燃料产品。
10.如权利要求8或9所述的生物燃料的生产设备，其特征在于，进一步包括：
干燥系统，其设置在所述成型系统中用以在所述环模压缩成型过程对所述木粉或草粉或木粉和草粉的混合物进一步干燥以去除部分水份；
和/或
补水系统，其设置在所述成型系统中用以在所述环模压缩成型过程对所述木粉或草粉或木粉和草粉的混合物进一步补水以添加部分水份；
和/或
热回收系统，其设置在所述成型系统之内或之外或者设置在所述成型系统与冷却系统之间以将所述成型系统的散热回收循环使用。
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