CN102942977A - 复合式生物质燃料压块及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物质燃料，尤其是一种复合式生物质燃料压块，以弥补单一生物质固体成型燃料热值低、灰分大的问题，该复合式生物质燃料压块的原料重量组分比为桉树皮粉70%~74%、竹糠24%~30%、氧化钙粉2%~3%。制备上述复合式生物质燃料压块的方法是先采用粉碎机将桉树皮与竹子加工为桉树皮粉与竹糠，加入氧化钙粉，按规定的重量组分比将各原料混合均匀，利用挤压成型机械设备挤压成形状为方形或圆柱形的燃料压块。本发明可以改善纯桉树皮生物质固体成型燃料热值低、灰分大的弱点，并同时减轻了纯竹糠生物质固体成型燃料结焦、沉积腐蚀情况，以弥补单一生物质固体成型燃料的不足，从而达到改善燃料特性的目的。

Description

复合式生物质燃料压块及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种生物质燃料，尤其是一种复合式生物质燃料压块及其制备方法。
背景技术
生物质固体成型燃料具有易储存、运输及使用方便、清洁环保、燃烧效率高等优点，作为一种优良的清洁的可再生能源已经受到越来越多的国家的关注。在西方发达国家生物质能在一些场合已经完全替代了传统能源，为西方发达国家的能源安全及改善环境做出了重大贡献。我国自上个世纪90年代以来开始对生物质能的研究，现阶段已经有一定成果。
在我国南方地区具有极其丰富的桉树皮及竹子加工剩余物生物质资源，这也是开发利用该地区生物质能的重点。目前，采用桉树皮加工的生物质固体成型原料具有结渣较少的特点，但热值较低，灰分较大，成为阻碍桉树皮生物质固体成型燃料推广应用的主要因素；而采用竹子剩余物加工的生物质固体成型燃料的热值很高，但结渣比桉树皮的多、对锅炉受热面沉积腐蚀严重。
发明内容
针对上述生物质燃料燃烧中存在的不足之处，本发明提供一种可以改善纯桉树皮生物质固体成型燃料热值低、灰分大的弱点，并同时减轻了纯竹糠生物质固体成型燃料结焦、沉积腐蚀情况的复合式生物质燃料压块及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供一种复合式生物质燃料压块，包括下述重量组分比的原料：桉树皮粉70%~74%、竹糠24%~30%、氧化钙粉2%~3%。
桉树皮粉与竹糠分别由桉树皮与竹子粉碎成粉制成。
所述桉树皮的含水率为18~25%，所述竹子的含水率为8~17%。
本发明同时还提供一种复合式生物质燃料压块的制备方法，采用粉碎机将桉树皮与竹子加工为桉树皮粉与竹糠，加入氧化钙粉，按重量组分比将70%~74%桉树皮粉、24%~30%竹糠以及2%~3%氧化钙粉混合均匀，利用挤压成型机械设备挤压成形状为方形或圆柱形的燃料压块。
所述燃料压块依次经自然冷却、筛分与包装后得到成品燃料块。
所述桉树皮的含水率为18~25%，所述竹子的含水率为8~17%。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明中的复合式生物质燃料压块主要是桉树皮粉与竹糠混合制成，可以改善纯桉树皮生物质固体成型燃料热值低、灰分大的弱点，并同时减轻了纯竹糠生物质固体成型燃料结焦、沉积腐蚀情况，以弥补单一生物质固体成型燃料的不足，从而达到改善燃料特性的目的；
2、由于在复合式生物质燃料压块中还加入了适量的氧化钙粉，也能更好的提高生物质灰分熔点、改善结渣情况、减少沉积腐蚀。
具体实施方式
以下用实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，将有助于对本发明的技术方案的优点，效果有更进一步的了解。
实施例1
按下述原料重量组分比进行称量：
其中，桉树皮粉74%、竹糠24%、氧化钙粉2%。
制备上述复合式生物质燃料压块的方法是：将桉树皮与竹子自然干燥或采用烘干机进行烘干，使桉树皮的含水率为18~25%，竹子的含水率为8~17%；采用粉碎机将桉树皮与竹子加工为桉树皮粉与竹糠，加入氧化钙粉，按上述的重量组分比将各原料混合均匀，利用挤压成型机械设备挤压成形状为方形或圆柱形的燃料压块，燃料压块依次经自然冷却、筛分与包装后得到成品燃料块。
实施例2
按下述原料重量组分比进行称量：
其中，桉树皮粉72%、竹糠26%、氧化钙粉2%。
制备上述复合式生物质燃料压块的方法是：将桉树皮与竹子自然干燥或采用烘干机进行烘干，使桉树皮的含水率为18~25%，竹子的含水率为8~17%；采用粉碎机将桉树皮与竹子加工为桉树皮粉与竹糠，加入氧化钙粉，按上述的重量组分比将各原料混合均匀，利用挤压成型机械设备挤压成形状为方形或圆柱形的燃料压块，燃料压块依次经自然冷却、筛分与包装后得到成品燃料块。
实施例3
按下述原料重量组分比进行称量：
其中，桉树皮粉72%、竹糠25%、氧化钙粉3%。
制备上述复合式生物质燃料压块的方法是：将桉树皮与竹子自然干燥或采用烘干机进行烘干，使桉树皮的含水率为18~25%，竹子的含水率为8~17%；采用粉碎机将桉树皮与竹子加工为桉树皮粉与竹糠，加入氧化钙粉，按上述的重量组分比将各原料混合均匀，利用挤压成型机械设备挤压成形状为方形或圆柱形的燃料压块，燃料压块依次经自然冷却、筛分与包装后得到成品燃料块。
实施例4
按下述原料重量组分比进行称量：
其中，桉树皮粉70%、竹糠27.5%、氧化钙粉2.5%。
制备上述复合式生物质燃料压块的方法是：将桉树皮与竹子自然干燥或采用烘干机进行烘干，使桉树皮的含水率为18~25%，竹子的含水率为8~17%；采用粉碎机将桉树皮与竹子加工为桉树皮粉与竹糠，加入氧化钙粉，按上述的重量组分比将各原料混合均匀，利用挤压成型机械设备挤压成形状为方形或圆柱形的燃料压块，燃料压块依次经自然冷却、筛分与包装后得到成品燃料块。
上述实施例中的复合式生物质燃料压块经燃料试验表明：该复合式生物质燃料压块的水分（Mar）为17.6%、灰分（Aad）为16.53%、挥发分（Vad）为54.32%、碳分（FCd）为16.78%、含硫（St，ad）0.29%、低位热值（Qnet，ar）为11.92MJ/Kg、高位热值（Qgr，ad）为13.51MJ/Kg。
通过向桉树皮粉中掺混竹糠：向桉树皮粉中掺混其它生物质，这种方法对生物质压块燃料的热值，灰分等产生一定影响，并且能够合理利用生物质能源以适应我们的需要。其原理是：生物质燃料的挥发份物质主要是木质素及纤维素的热分解产物，但热值比较低，一般情况下，挥发份燃烧的发热量占到生物质热值的70%，而木质素在高温下全部炭化，焦炭的燃烧热值比较高。竹糠生物质中木质素含量一般高于桉树皮粉，由此其热值较桉树皮粉的高，通过桉树皮粉合理掺混竹糠能提高纯桉树皮粉固体成型燃料的热值；单独燃烧纯桉树皮粉存在的灰分大问题，也可以通混合加入灰分较少的竹糠得以缓解，另外单纯燃烧竹糠压块燃料结焦较桉树皮粉的多，混合后也减轻了纯竹糠结焦问题；桉树皮粉具有强烈的聚钙作用，其Ca、Mg含量远远大于竹糠，而K、Cl含量远远小于竹糠，由此能在一定程度上提高灰分熔点，减少K元素的影响能量，减轻结渣、沉积和腐蚀情况；桉树皮粉N含量也较竹糠加工剩余物的低，也能减轻纯竹糠生物质燃料NOx排放量；另外纯竹糠原料中木质素含量比桉树皮粉大，亚微米颗粒物（PM1.0）和超微米颗粒物（PM1.0+）浓度均有所增大，掺混后改善了纯竹糠生物质燃料燃烧颗粒物排放量。从纤维形态上看，竹材纤维虽然长，但其壁腔比大的，所以纤维比较僵硬，挤压时纤维结合较差；桉树皮粉纤维虽然略短，但其壁腔之比小于竹材，纤维较柔软，通过合理混配，也有利于生物质挤压成型。综上所述，把桉树皮粉与竹糠混合压块，是解决单独燃烧桉树皮粉热值低、形成的灰分多、在受热面上造成的沉积腐蚀严重最简便、最有效的方法之一。
氧化钙粉由于其自身熔点很高，为2590℃，在含量高的时候，氧化钙粉以单晶体的形式存在，其自身熔点高的特性得以体现，从而导致灰分的熔点有较大提高；氧化钙粉也能生产高熔点的碱金属化合物，使碱金属固定在底灰中，从而降低受热面上的沉积腐蚀；另外，氧化钙粉能够促进系统中熔融态K的转化析出，使底灰中K的含量相对减少，底灰变得松软而不发生团聚。
由于竹纤维短、纤维硬难于成型，若与桉树皮合理混配将能改善成型效果；另外，根据竹材木质素的分布特点，可以把富含木质素的竹壁内部用来与桉树皮混配制作生物质固体成型燃料，将能更有效的提高桉树皮热值、减轻纯竹材燃料燃烧排放的颗粒物。
本发明使得此种成型燃料能够大面积推广，并可以使农民的收入来源多样化、多元化，增加大量就业机会，缓解农村剩余人口给社会带来的压力。此种成型燃料还可以变废为宝，提高全民的环保意识，有利于节约型社会的建设。本发明还符合国家的能源政策和环保政策，经济效益及社会效益显著，具有十分广阔的市场前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合式生物质燃料压块，其特征在于，包括下述重量组分比的原料：桉树皮粉70%~74%、竹糠24%~30%、氧化钙粉2%~3%。
2.根据权利要求1所述的复合式生物质燃料压块，其特征在于，由下述重量组分比的原料组成：桉树皮粉74%、竹糠24%、氧化钙粉2%。
3.根据权利要求1或2所述的复合式生物质燃料压块，其特征在于，其特征在于，桉树皮粉与竹糠分别由桉树皮与竹子粉碎成粉制成。
4.根据权利要求3所述的复合式生物质燃料压块，其特征在于，所述桉树皮的含水率为18~25%，所述竹子的含水率为8~17%。
5.一种制备权利要求1中所述复合式生物质燃料压块的方法，其特征在于，采用粉碎机将桉树皮与竹子加工为桉树皮粉与竹糠，加入氧化钙粉，按重量组分比将70%~74%桉树皮粉、24%~30%竹糠以及2%~3%氧化钙粉混合均匀，利用挤压成型机械设备挤压成形状为方形或圆柱形的燃料压块。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述燃料压块依次经自然冷却、筛分与包装后得到成品燃料块。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述桉树皮的含水率为18~25%，所述竹子的含水率为8~17%。
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