CN102863998A - 一种利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料及其制备方法。所述的生物质颗粒燃料的原料为烟叶废料和水，该生物质颗粒燃料的制备步骤包括：（1）原料粉碎，（2）加水搅拌，（3）原料发酵，（4）挤压成型，（5）烘干。本发明的生物质颗粒燃料整个工艺过程不产生任何废水、废气，不仅解决了烟叶废料焚烧处理产生的环境污染问题，而且着火性能好、发热量大，可以替代原煤进入锅炉燃烧。因此本发明所述的利用烟草废料生产的生物质燃料是一种环保清洁能源。

Description

一种利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料及其制备方法

技术领域

本发明属于固体废物处置领域，特别是涉及一种利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料及其制备方法。

背景技术

生物质燃料是近些年兴起的一种新型燃料，其着火性能好、发热量大、不污染大气、不污染环境、可再生等优点，符合低碳经济、绿色经济以及废弃物资源化利用，因此生物质燃料的开发具有良好的发展前景。

我国作为烟叶种植大国，烟草行业每年产生大量的烟草废料，而目前对于烟草废料的开发利用，还处于较为原始的阶段。大量的烟梗主要采用焚烧方式进行处理，焚烧方式不仅产生了大笔的处理费用，还严重污染了大气环境；甚至有部分烟梗还进入假烟流通市场，严重扰乱了烟草市场，损害了国家利益。

目前，国内已有利用烟草废料制备生物质燃料的报道。中国专利CN 102250662A（申请日：2011年06月07日，申请号：201110150506.7，申请人：贵州省烟草公司毕节地区公司）公开了一中烟秆生物质生产成型燃料的方法，其中原料的预处理中采用了堆积的方法把粉碎的烟秆原料进行发酵，使烟秆中的纤维素和半纤维素软化；该方法所需发酵时间较长且较难控制，发酵效果不佳，并且该方法原材料收集比较困难，难以形成大规模生产。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种利用烟叶废料生产生物质颗粒燃料及其制备方法，以解决困扰烟叶复烤公司对烟叶废料处理的困扰，将烟叶废料综合利用，变废为宝，同时解决了因焚烧废料产生的环境问题和费用问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料，所述的生物质颗粒燃料的原料包括烟叶废料和水，所述的烟叶废料和水的重量份数比为：

烟叶废料              100

水                    3~12.0

进一步的，所述的烟叶废料的粒径为1~55mm。

本发明的另一目的是通过以下技术方案实现的：

一种利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料，所述的生物质颗粒燃料的原料包括烟叶废料和水，所述的烟叶废料和水的重量份数比为：

烟叶废料              100

水                    3~12.0

所述的利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料的制备方法为：

（1）原料粉碎：用粉碎机将所述烟叶废料进行粉碎，得到粒径为20mm以下的烟叶废料粉碎物；

（2）原料混合：向上述粒径20mm以下的烟叶废料粉碎物中分别加入所述的适量水在搅拌机中搅拌均匀，得到混合物；

（3）原料发酵：将所述混合物置于发酵区进行发酵，采用堆放发酵方式，所述混合物的堆放高度在2~3米之间，通过3~10天的发酵过程，得到发酵物；

（4）挤压成型：用挤压机将所述煤化物挤压成为圆柱状颗粒，再由切刀把所述圆柱状颗粒切成所需长度，最后形成颗粒，通过排料口排出；

（5）烘干：通过烘干设备蒸发水分，利用所述公干设备内90~110℃的高温进行滚动烘烤，使所述颗粒的含水率达到5~15%，即得到所述的生物质颗粒燃料。

本发明与已有技术相比产生的有益效果是：

1、本发明所述的利用烟叶废料生产的生物质燃料的产量高、制备方法简单、能耗较低；

2、制备本发明所述的生物质燃料所需的烟叶废料的适应性强：适应于各种烟草废料的成型，烟梗从粉状至粒径55mm 长度之间，含水率 5~30% 之间，都能加工成型；

3、因为本发明所述的生物质燃料成品密度大（每立方米一吨以上），外形可调整，因此占地少、方便运输和贮存，清洁卫生，取用方便；

4、本发明的生物质燃料易点燃，只需几分钟便可点燃；

5、本发明的生物质燃料热值高：通过加入不同的煤化剂配方，可以让生物质颗粒燃料的热值达到3200至4200大卡，效果跟天然煤一样；

6、本发明的生物质燃料燃烧时间长：不同配方生产的生物质颗粒燃料，每公斤燃烧时间可达1~3小时以上，从而达到替代原煤进入锅炉燃烧的目的。

7、因为本发明的生物质燃料整个工艺过程不产生任何废水、废气，成品含硫量为0.16%~0.8%，远低于原煤3%~5%的含硫量，因此本发明所述的利用烟草废料生产的生物质燃料是一种环保清洁能源；

8、因为本发明的生物质燃料燃烧后的灰烬中，富含钙、镁、磷、钾、钠等元素，因此可作为循环再生资源，成为上好的热性速效有机肥；

9、本发明所用原材料主要针对烟叶复烤厂的生产废料，原料集中，产量大，一家复烤厂一年的废料就可达数千吨，可采取在复烤厂区内建厂生产的模式，直接将废料加工成颗粒燃料，然后供给复烤厂锅炉燃烧，几乎不需要任何物流成本。同时利用本发明所生产的生物质颗粒燃料替代原煤进入复烤厂锅炉燃烧，减少了原煤这一不可再生资源的使用和开采，达到了保护环境的目的。

具体实施例

实施例1

一种利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料，所述的生物质颗粒燃料的原料包括烟叶废料和水，所述的烟叶废料和水的重量份数比为：

烟叶废料              100

水                    3~12.0

本实施例中所述的烟叶废料的粒径为1~55mm。

所述的利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料的制备方法为：

（1）原料粉碎：用粉碎机将所述烟叶废料进行粉碎，得到粒径为20mm以下的烟叶废料粉碎物；

（2）原料混合：向上述粒径20mm以下的烟叶废料粉碎物中分别加入所述的适量水，在搅拌机中搅拌均匀，得到混合物；

（3）原料发酵：将所述混合物置于煤化区进行发酵，采用堆放发酵方式，所述混合物的堆放高度在2~3米之间，通过3~5天的发酵过程，得到发酵物；

发酵过程软化了所述烟叶废料中的纤维素、半纤维素、木质素以及分解焦油，为后续的制备工序做好了充分准备；

（4）挤压成型：将所述发酵后得到的煤化物通过喂料系统推入两个压制室，空轴传动轮带动压模旋转，物料被卷入压模和压轴之间，两者相对旋转对所述煤化物进行逐渐挤压，将煤化物挤入压模孔，在150~200℃度的温度下经历重新排列位置、机械变形、弹性变形、塑性变形阶段，纤维素分子之间的相互缠绕和绞合，使体积缩小，密度增大，形圆柱状颗粒并不断向模孔外端挤出，再由切刀把所述圆柱状颗粒切成所需长度，最后形成颗粒，通过排料口排出制粒机。

（5）烘干：通过烘干设备蒸发水分，利用所述公干设备内100℃的高温进行滚动烘烤，使所述颗粒的含水率达到5~15%，即得到所述的生物质颗粒燃料。

本实施例所用重量单位为千克，也可以为吨。

本实施例中所述的各个原料均为工业级。

本实施例中所述的各原料均为市场上出售的常规产品，本实施例的制备方法中采用的设备也均为市场上出售的常规产品。

在本实施例中，各原料可以在给出的配比范围内灵活组合，在此不一一枚举。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上的优选方案，所用的原料的品质与实施例1相同，所述的生物质颗粒燃料包括的原料的重量份数比为：

烟叶废料              100 

高锰酸钾              6.0

本实施例所用重量单位为千克，也可以为吨。

所述的利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料的制备方法为： 

（1）原料粉碎：用粉碎机将所述烟叶废料进行粉碎，得到粒径为20mm以下的烟叶废料粉碎物；

（2）原料混合：向上述粒径20mm以下的烟叶废料粉碎物中加入适量水；

（3）原料发酵：将所述混合物置于煤化区进行发酵，采用堆放发酵方式，所述混合物的堆放高度为3米，通过8天的发酵过程，得到发酵物；

（4）挤压成型：用挤压机将所述煤化物挤压成为圆柱状颗粒，再由切刀把所述圆柱状颗粒切成所需长度，最后形成颗粒，通过排料口排出；

（5）烘干：通过烘干设备蒸发水分，利用所述公干设备内110℃的高温进行滚动烘烤，使所述颗粒的含水率达到5~15%，即得到所述的生物质颗粒燃料。

为了检测所述生物质颗粒燃料的性能，依据GB/T213-2008《煤的发热量测定方法》、GB/T214-2007《煤中全硫的测定方法》、GB/T212-2008《煤的工业分析方法》标准检测了所述生物质颗粒燃料的水分、干燥基灰分、干燥基硫分及其干燥基高位发热量，检测结果如表1所示。

Claims (5)

1.一种利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料，其特征在于，所述的生物质颗粒燃料的原料包括烟叶废料和水，所述的烟叶废料和水的重量份数比为：

烟叶废料              100

水                    3.0~12.0。

2.根据权利要求1所述的利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料，其特征在于，所述的烟叶废料的粒径为1~55mm。

3.根据权利要求1或2所述的利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料，其特征在于，所述各原料的重量份数比为：

烟叶废料              100 

水                    6.0。

4.一种利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料的制备方法，所述的生物质颗粒燃料的原料包括烟叶废料和水，所述的烟叶废料和水的重量份数比为：

烟叶废料              100

水                    3~12.0；

所述的利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料的制备方法为： 

（1）原料粉碎：用粉碎机将所述烟叶废料进行粉碎，得到粒径为20mm以下的烟叶废料粉碎物；

（2）原料混合：向上述粒径20mm以下的烟叶废料粉碎物中加入适量水；

（3）原料发酵：将所述混合物置于煤化区进行发酵，采用堆放发酵方式，所述混合物的堆放高度在2~3米之间，通过3~10天的发酵过程，得到发酵物；

（4）挤压成型：用挤压机将所述煤化物挤压成为圆柱状颗粒，再由切刀把所述圆柱状颗粒切成所需长度，最后形成颗粒，通过排料口排出；

（5）烘干：通过烘干设备蒸发水分，利用所述公干设备内90~110℃的高温进行滚动烘烤，使所述颗粒的含水率达到5~15%，即得到所述的生物质颗粒燃料。

5.根据权利要求4所述的利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料的制备方法，所述的生物质颗粒燃料的原料包括烟叶废料和水，所述的烟叶废料和水的重量份数比为：

烟叶废料              100

水                    6.0；

所述的利用烟叶废料生产的生物质颗粒燃料的制备方法为： 

（1）原料粉碎：用粉碎机将所述烟叶废料进行粉碎，得到粒径为20mm以下的烟叶废料粉碎物；

（2）原料混合：向上述粒径20mm以下的烟叶废料粉碎物中加入适量水；

（3）原料发酵：将所述混合物置于煤化区进行发酵，采用堆放发酵方式，所述混合物的堆放高度为3米，通过8天的发酵过程，得到发酵物；

（4）挤压成型：用挤压机将所述煤化物挤压成为圆柱状颗粒，再由切刀把所述圆柱状颗粒切成所需长度，最后形成颗粒，通过排料口排出；

（5）烘干：通过烘干设备蒸发水分，利用所述公干设备内110℃的高温进行滚动烘烤，使所述颗粒的含水率达到5~15%，即得到所述的生物质颗粒燃料。