CN104531258A

CN104531258A - 生物质燃料

Info

Publication number: CN104531258A
Application number: CN201410700010.6A
Authority: CN
Inventors: 沈国俭
Original assignee: CHANGSHU XIEXIN METALLURG MATERIAL Co Ltd
Current assignee: CHANGSHU XIEXIN METALLURG MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2015-04-22

Abstract

一种生物质燃料，属于生物能源技术领域。其是由以下按重量份数配比的原料构成：木屑40-60份；麦秸20-30份；稻草20-30份。由于木屑、麦秸和稻草三者可产生相互的协效作用，由木屑的高木质素含量弥补麦秸和稻草的低木质素含量，并且由木屑的低灰分弥补麦秸的高灰分欠缺，使本发明的生物质燃料的木质素含量大于22%，灰分小于5.5%，热值达到15618KJ/kg左右，体现良好的粘性、低的灰分和高的热值并且有便于成型。

Description

生物质燃料

技术领域

本发明属于生物能源技术领域，具体涉及一种生物质燃料。

背景技术

上面提及的生物质燃料主要指木屑、麦秸和稻草，人们习惯称这种燃料为生物能源或称再生能源。

随着诸如煤炭、石油和天然气以及海洋冰之类的不可再生能源的日益减少，并且价格不断上升，以及随着人类对环境保护意识的不断增强，以往遭到冷遇而往往不加利用的被付之一炬的前述生物质燃料得到了空前的重视。据我国农业权威部门统计，我国仅农作物如稻、麦、高梁、玉米、棉花和大豆秸秆的年产出量约为8.5亿吨左右，以90%至95%的获得系数计算，可获得7.65-8.075亿吨，相当于获得3.8-4.04亿吨标准煤（1吨秸秆的能量相当于0.5吨标准煤）。所谓的标准煤简称标煤，依据中国国家标准GB2589-81，每千克标煤的热值为29271千焦(即7000千卡)。

由上述可知，有效地利用生物燃料，不仅可减少对自然资源的消耗，而且具有经济性和环保性。由于秸杆的堆积密度较低,给收集、运输和储存以及应用带来一定的困难，因而通常需将其成型为固体，藉以提高能源密度和热值，经成型后，体积可缩小至8倍以上，密度达1.1-1.4吨/m³，能源密度相当于中等烟煤程度。

由于秸杆如前述的麦秸、稻草等含有一定的纤维素和木质素，而木质素是物料中的结构单体，是苯丙烷型的高分子化合物，具有增强细胞壁和粘合纤维素的作用。木质素属非晶体，在常温下主要部分不溶于普通溶剂，没有熔点，但有软化点，当温度达到一定值时，木质素软化粘结力增加，并在一定的压力作用下，使其纤维素分子团错位、变形和延展，内部相邻的生物质颗粒相互进行啮接，重新组合而形成块状体。

已有技术普遍使用麦秸和/或稻草经压制成型机或挤出成型机形成块状或圆柱状的得以供锅炉或类似的燃烧装置燃烧的生物质能源。但是普遍存在热值低并且灰分大的问题，因为麦秸的灰分约为6%左右，而稻草的灰分约为14%左右，又因为麦秸的木质素含量约为20%，而稻草的木质素含量约为12%，于是如果将麦秸、稻草单独压制成生物能源，那么密实性难以保障。或许出于这一原因，需在麦秸、稻草中加入粘结剂，以便提高结实效果，防止开裂（尤其在包装运输过程中），但是加入粘结剂一方面增加成本，另一方面易产生污染，对此可由中国专利CN102021059B推荐的“一种利用快速热处理工艺改性生物质燃料的成型方法”所印证。此外，向麦秸或稻草中加入硅澡、粘土和/或煤粉也可以获得一定的防松散效果，但是发热值受到影响并且灰分显著提高，对此可参见中国发明专利申请公布号CN101812346A提供的“一种生物质燃料成型方法”。

经本申请人长期的关注与分析认为：已有技术单独使用麦秸或稻草制备生物质燃料是无法消除前述技术问题的，因为木质素含量偏低并且灰分偏高，虽然该技术问题长期以来困扰于业界，但是在公开的专利和非专利文献中均未见诸有解决该问题的启示。

针对上述已有技术，本申请人作了反复而有益的试验，终于找到了解决问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于增进粘性、有利于降低灰分、有益于提高热值和有便于压制或挤出成型的生物质燃料。

本发明的任务是这样来完成的，一种生物质燃料，其是由以下按重量份数配比的原料构成：

木屑40-60份；

麦秸20-30份；

稻草20-30份。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的木屑的木质素含量为28%，灰分为0.5%。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的麦秸和稻草为粉碎至长度小于1㎝的麦秸和稻草。

本发明提供的技术方案由于木屑、麦秸和稻草三者可产生相互的协效作用，由木屑的高木质素含量弥补麦秸和稻草的低木质素含量，并且由木屑的低灰分弥补麦秸的高灰分欠缺，使本发明的生物质燃料的木质素含量大于22%，灰分小于5.5%，热值达到15618KJ/kg左右，体现良好的粘性、低的灰分和高的热值并且有便于成型。

具体实施方式

实施例1：

木屑60份；

麦秸20份；

稻草20份。

其中：麦秸和稻草经粉碎后的长度小于1㎝。

实施例2：

木屑40份；

麦秸30份；

稻草30份。

其中：麦秸和稻草经粉碎后的长度小于1㎝。

实施例3：

木屑50份；

麦秸25份；

稻草25份。

其中：麦秸和稻草经粉碎后的长度小于1㎝。

制备例1：

A）原料选择，按重量份数称取木屑60份、麦秸20份和稻草20份，并且先对木屑过筛，以筛除夹杂在木屑中的条状物及块状物，木屑过筛后的直径为小于1㎝，过筛时被筛子筛除的条状物、块状物经粉碎后利用，对麦秸及稻草采用粉碎机粉碎至长度小于1㎝，将过筛的木屑、粉碎的麦秸及稻草三者混合，得到原料，其中木屑的木质素含量为28%，灰分为0.5%，麦秸的木质素含量为22%，灰分为6%，而稻草的木质素含量为12%，灰分为14%，并且木屑的热值为16559KJ/kg，麦秸的热值为15374KJ/kg，而稻草的热值为13986KJ/kg；

B）润湿，将由步骤A）得到的原料以雾化水喷雾方式润湿，控制原料的含水率为16%，得到润湿料；

C）一次加热，将由步骤B）得到的润湿料投入第一微波加热装置中进行一次加热，使生物质产生软化，一次加热的温度为115℃，得到一次加热料；

D）二次加热，将由步骤C）得到的一次加热料投入第二微波加热装置中进行二次加热，使生物质产生熔融而具备粘性，二次加热的温度为170℃，得到待压制料；

E）压制，将由步骤D）得到的待压制料投入压制成型装置压制，经切割后得到生物质燃料。

制备例2：

仅将步骤A）中的木屑的重量份数改为40份、将麦秸和稻草的重量份数改为各30份；将步骤B）中的含水率改为14%；将步骤C）中的一次加热温度改为125℃；将步骤D）中的二次加热温度改为160℃。其余均同对实施例1的描述。

制备例3：

仅将步骤A）中的木屑的重量份数改为50份、将麦秸和稻草的重量份数改为各25份；将步骤B）中的含水率改为18%；将步骤C）中的一次加热温度改为120℃；将步骤D）中的二次加热温度改为165℃。其余均同对实施例1的描述。

综上所述，本发明提供的技术方案克服了已有技术中的不足，完成了发明任务，体现了申请人在上面的技术效果栏中记载的技术效果，不失为是一个极致的技术方案。

Claims

1.一种生物质燃料，其特征在于其是由以下按重量份数配比的原料构成：

木屑40-60份；

麦秸20-30份；

稻草20-30份。

2.根据权利要求1所述的生物质燃料，其特征在于所述的木屑的木质素含量为28%，灰分为0.5%。

3.根据权利要求1所述的生物质燃料，其特征在于所述的麦秸和稻草为粉碎至长度小于1㎝的麦秸和稻草。