CN104726158B - 低能耗生产致密生物质燃料的方法和优质致密生物质燃料 - Google Patents

低能耗生产致密生物质燃料的方法和优质致密生物质燃料 Download PDF

Info

Publication number
CN104726158B
CN104726158B CN201310725522.3A CN201310725522A CN104726158B CN 104726158 B CN104726158 B CN 104726158B CN 201310725522 A CN201310725522 A CN 201310725522A CN 104726158 B CN104726158 B CN 104726158B
Authority
CN
China
Prior art keywords
straw
timber
wood
waste
particle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310725522.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104726158A (zh
Inventor
游涛
李国强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen De Ruixin Can Science And Technology Ltd
Original Assignee
Shenzhen De Ruixin Can Science And Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen De Ruixin Can Science And Technology Ltd filed Critical Shenzhen De Ruixin Can Science And Technology Ltd
Priority to CN201310725522.3A priority Critical patent/CN104726158B/zh
Publication of CN104726158A publication Critical patent/CN104726158A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104726158B publication Critical patent/CN104726158B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

本发明涉及一种低能耗生产致密生物质燃料的方法和优质致密生物质燃料;其中该方法依次包括步骤:将植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物分别粉碎成颗粒,然后分别干燥,再按一定比例混合均匀并将混合物压制成型,最后将压制成型后的块状固体燃料进行冷却后包装。本发明方法实现了资源的彻底循环利用,在取得经济效益、社会效益的同时,为循环经济打下了坚实的基础,在生产过程中能耗低;通过本发明成型后的块状固体燃料为纯生物质燃料,具有热值高、质地坚实、结构紧密、粘结性能强和耐久性好等优点,成型后的块状固体燃料初次点燃容易,燃烧特性好,燃烧时间长。

Description

低能耗生产致密生物质燃料的方法和优质致密生物质燃料
【技术领域】
本发明涉及固体燃料,特别涉及基于植物物质的固体燃料,尤其涉及基于植物物质来低能耗生产致密生物质燃料的方法。
【背景技术】
能源危机和环境污染是全球面临的共同难题,解决能源短缺和能源开发中引起的环境污染问题是人类可持续发展的关键。世界各国已经将发展可再生能源作为重要工作来抓,其中生物质能(英文名称biomass energy ,是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量)具有可再生和低污染的双重特点,被认为是未来可再生能源的重要组成部分。
在我国,一方面,常规能源供应紧张已经严重影响了社会经济的快速发展,石化能源大规模的集中使用,给人民的生存环境造成了危害(如雾霾)。另一方面,我国生物质能源十分丰富,但是许多资源沦为废弃物,不仅没有利用起来,反而加重了环境负担。例如,农村各类农作物秸秆直接就地焚烧,不但破坏村容村貌,造成火灾安全隐患,还带来严重的环境污染等问题;据统计我国每年就地焚烧的秸秆约有2 亿多吨。再例如,木材废弃物包括装修装饰的废弃木材、旧城改造木材、废旧木质家具、一次性木质用品的废弃物,它们长期以来被人们熟视无睹,很大部分被当作垃圾处理了,据统计,光城市的木材废弃物每年就达6000万吨,折合成木材体积后约为8500万立方米。
生物质通过直接燃烧转化为有用能源(热量或电力),是生物质能的主要利用方式之一。上世纪后期,欧美及日本等发达国家,生物质成型燃料技术日渐成熟。我国目前也发展了一些生物质燃料技术,但尚存在以下一些问题:
传统型生物质直燃发电存在原料利用率低,收集运输不方便,不易储存,堆放占地空间大且易腐烂、污染环境等问题,热效率低,资源浪费比例高。
现有技术申请号201110339172.8,申请公布号102434886A,申请公布日2012年5月2日,名称为《一种农林植物废弃物高效焚烧发电系统》的中国发明专利申请,没有考虑加工能耗以及生物质材质的区别,采用烘干工艺以及长时间、高温度、高强度的“硬压缩”方法,加工过程能耗大,产品出模后容易变形和松散。
而现有技术申请号201010101427.2,申请公布号101824348A,申请公布日2010年9月8日,名称为《利用橡胶籽壳制备生物质致密燃料的方法》的中国发明专利申请,先干燥后粉碎工艺不恰当,而且仅采用单一原料加工,产量低,产品燃点高,在初次燃烧时不易被点燃,燃烧时间短,燃烧后的物料容易塌陷,进而导致热能利用率降低。
再例如现有技术申请号200410013763.6,公开号1699525A,公开日2005年11月23日,名称为《秸秆合成固体燃料及其加工工艺》的中国发明专利申请,以秸秆或稻壳为主原料,再添加粘土、白灰、酚、碳渣和水为辅料, 造成工艺流程繁琐,生产和燃烧时有污染物排放。
再例如申请号201210316538.4,申请公布号102876418A,申请公布日2013年1月16日,名称为《一种新型生物质颗粒燃料》的中国发明专利申请,以木屑和水稻壳为主原料,再添加煤矸石粉,也造成工艺流程繁琐,生产和燃烧时有化石污染物排放。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种低能耗生产致密生物质燃料的方法和优质致密生物质燃料, 实现了资源的彻底循环利用,在取得经济效益、社会效益的同时,为循环经济打下了坚实的基础,在生产过程中能耗低;通过本发明成型后的块状固体燃料为纯生物质燃料,具有热值高、质地坚实、结构紧密、粘结性能强和耐久性好等优点,成型后的块状固体燃料初次点燃容易,燃烧特性好,燃烧时间长。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是:
一种低能耗生产致密生物质燃料的方法,依次包括如下步骤:
A、粉碎:将植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物分别粉碎成颗粒,其中植物秸秆和木材加工剩余物粉碎成最大粒径不超过2毫米的颗粒, 木材废弃物粉碎成最大粒径不超过5毫米的颗粒;所述植物秸秆包括水稻农作物秸秆、小麦农作物秸秆、玉米农作物秸秆、棉花农作物秸秆、油菜农作物秸秆和/或花生农作物秸秆;所述木材加工剩余物包括锯末和/或刨花; 所述木材废弃物包括装修装饰的废弃木材、旧城改造木材、废旧木质家具和/或一次性木质用品的废弃物。
B、干燥:将经过步骤A粉碎后的植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒分别进行干燥,使所述植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒各自的含水率均为10%~12%。
C、混合:将经过步骤B干燥后的植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒均匀混合在一起, 混合时的重量百分比为: 植物秸秆25%~35%,木材加工剩余物25%~35%,剩余的为木材废弃物。
D、压制成型: 将经步骤C处理后的混合物压制成块,形成块状的固体燃料。
E、冷却:将经步骤D压制成型后的块状固体燃料进行自然冷却至室温。
F、包装: 将经步骤E冷却的固体燃料进行包装,这样就将植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物制备成了可再生的生物质固体燃料。
在步骤A中,植物秸秆和木材加工剩余物粉碎后的粒径为1~2毫米的颗粒, 木材废弃物粉碎后粒径为3~5毫米的颗粒。
在步骤B中,采用自然风干或晒干的方式将经过步骤A粉碎后的植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒进行干燥,使所述植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒各自的含水率达到规定的要求。由于步骤A已经将各种原料粉碎为小颗粒,这样采用自然风干或晒干的方法即可有效干燥,不需要再额外消耗能量加热干燥,如不需要采用滚筒烘干机进行加热烘干,使得预处理环节能耗很小。
特别是在步骤C中,混合时的重量百分比为: 植物秸秆30%,木材加工剩余物30%,木材废弃物为40%。
在步骤D中,压制成型时的压强控制为20MPa~35MPa。
特别是在步骤D中,压制成型时,压强逐步增加,刚开始压强为20MPa~22MPa,最后压强为34MPa~35MPa。
更加特别是在步骤D中,压制成型时,压强分三次逐步增加,压制成型初期即刚开始压强为20MPa~22MPa,压制成型中期压强为28MPa~30MPa,压制成型后期即最后压强为34MPa~35MPa。
本发明还提供一种基于上述方法生产的优质致密生物质燃料,该优质致密生物质燃料是植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物分别粉碎成颗粒后经干燥、混合、压制成型和冷却而成的块状固体燃料,该块状固体燃料中植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物的重量百分比为: 植物秸秆25%~35%,木材加工剩余物25%~35%,剩余的为木材废弃物;该块状固体燃料的密度为1.05~1.13克/立方厘米,特别是该块状固体燃料的密度为1.08~1.12克/立方厘米;所述植物秸秆包括水稻农作物秸秆、小麦农作物秸秆、玉米农作物秸秆、棉花农作物秸秆、油菜农作物秸秆和/或花生农作物秸秆;所述木材加工剩余物包括锯末和/或刨花; 所述木材废弃物包括装修装饰的废弃木材、旧城改造木材、废旧木质家具和/或一次性木质用品的废弃物。
所述块状固体燃料的含水率为10%~12%。
特别是所述块状固体燃料中植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物的重量百分比为: 植物秸秆30%,木材加工剩余物30%,木材废弃物为40%。
同现有技术相比较,本发明低能耗生产致密生物质燃料的方法和优质致密生物质燃料之有益效果在于:
1、整个工艺流程科学合理,将环保、能源、农业各方面科学、合理地有机串联起来,实现了对植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物无害化处理,实现了资源的彻底循环利用,在取得经济效益、社会效益的同时,为循环经济打下了坚实的基础;
2、原料选取容易:植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物来源非常广泛;
3、预处理环节能耗小:植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物都不具有强纤维、强韧性结构,容易粉碎,粉碎后表面积增大,容易自然风干或晒干,不需要另外消耗能量来加热干燥,因此整个预处理环节能耗小;
4、生产能耗小:所选取的三种原料成型压力值相当,三种原料成型后的块状固体燃料的密度与成型压强之间的关系曲线基本重合,因此实施时压强控制在20~35MPa即可,不需更大的压力,因此生产能耗小,整个加工过程每一吨块状固体燃料能耗低于80千瓦时;
5、由于采用了合理的原料、配比和成型压力,本发明成型后的块状固体燃料燃烧质量优;燃烧时挥发物的溢出速度、挥发物溢出后剩下的炭结构稳定,燃料时间明显延长,整个燃烧过程的需氧量趋于平衡,无黑烟产生,燃烧过程比较稳定;
6、由于使用的原料内富含的木质素可做粘合剂,不需另外添加任何粘结剂,无副作用产物;
7、三种原料干燥后控制合适的含水率,成型时,有适当润滑与流动性,容易压制成型,而且成型后的块状固体燃料易点燃;
8、成型后的块状固体燃料为纯生物质燃料,没有填加煤和煤矸石粉等化石燃料,成型后的块状固体燃料燃烧时污染物排放极少,对环境污染很小;
9、本发明成型后的块状固体燃料热值高、质地坚实、结构紧密、粘结性能强和耐久性好,初次点燃容易,燃烧特性好,燃烧时间长。
综上所述,本发明低能耗生产致密生物质燃料的方法实现了资源的彻底循环利用,在取得经济效益、社会效益的同时,为循环经济打下了坚实的基础,在生产过程中能耗低;本发明成型后的块状固体燃料为纯生物质燃料,具有热值高、质地坚实、结构紧密、粘结性能强和耐久性好等优点,成型后的块状固体燃料初次点燃容易,燃烧特性好,燃烧时间长。
【附图说明】
图1是本发明低能耗生产致密生物质燃料的方法的工艺流程示意图;
图2是本发明所用的植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物被压制成型后的块状固体燃料的密度与成型压强之间的拟合关系曲线示意图;图中横坐标为压强,其单位为MPa;纵坐标为密度,其单位为g/cm3,实际上,植物秸秆、木材加工剩余物或木材废弃物各自被压制成型后的块状固体燃料的密度与成型压强之间的拟合关系曲线基本重合,也与它们混合后被压制成型后的块状固体燃料的密度与成型压强之间的拟合关系曲线基本重合,因此图中只画出了一条拟合关系曲线。
【具体实施方式】
下面结合各附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1, 一种低能耗生产致密生物质燃料的方法,依次包括如下步骤:
A、粉碎:将植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物分别粉碎成颗粒,其中植物秸秆和木材加工剩余物粉碎成最大粒径不超过2毫米的颗粒, 木材废弃物粉碎成最大粒径不超过5毫米的颗粒;所述植物秸秆包括水稻农作物秸秆、小麦农作物秸秆、玉米农作物秸秆、棉花农作物秸秆、油菜农作物秸秆和/或花生农作物秸秆;所述木材加工剩余物包括锯末和/或刨花; 所述木材废弃物包括装修装饰的废弃木材、旧城改造木材、废旧木质家具和/或一次性木质用品的废弃物。若木材加工剩余物的锯末已达到规定的粉碎粒径要求则无需再粉碎。
在该步骤A中,一般地,植物秸秆和木材加工剩余物粉碎后的粒径为1~2毫米的颗粒, 木材废弃物粉碎后粒径为3~5毫米的颗粒。
B、干燥:将经过步骤A粉碎后的植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒分别进行干燥,使所述植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒各自的含水率均为10%~12%。
例如经步骤B干燥后,所述植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒各自的含水率为11%。
在步骤B中,一般采用自然风干或晒干的方式将经过步骤A粉碎后的植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒进行干燥,使所述植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒各自的含水率达到规定的要求。由于步骤A已经将各种原料粉碎为小颗粒,这样采用自然风干或晒干的方法即可有效干燥,不需要再额外消耗能量加热干燥,如不需要采用滚筒烘干机进行加热烘干,使得预处理环节能耗很小。
C、混合:将经过步骤B干燥后的植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒均匀混合在一起, 混合时的重量百分比为: 植物秸秆25%~35%,木材加工剩余物25%~35%,剩余的为木材废弃物。
例如在步骤C中,混合时的重量百分比为: 植物秸秆30%,木材加工剩余物30%,木材废弃物为40%。
D、压制成型: 将经步骤C处理后的混合物压制成块,形成块状的固体燃料。压制成型后的块状固体燃料的密度为1.05~1.13克/立方厘米。压制成型时的时间一般为15秒左右,不同类型的压块成型机压制成型时的时间会有不同。
在步骤D中,压制成型时的压强控制为20MPa~35MPa,MPa中文意思是兆帕。也就是每一平方米的压力控制在(20~35)*106牛顿。
特别是在步骤D中,压制成型时,压强逐步增加,刚开始压强为20MPa~22MPa,最后压强为34MPa~35MPa。也就是刚开始每一平方米的压力控制在(20~22)*106牛顿,最后每一平方米的压力控制在(34~35)*106牛顿。
更加特别是在步骤D中,压制成型时,压强分三次逐步增加,压制成型初期即刚开始压强为20MPa~22MPa,压制成型中期压强为28MPa~30MPa,压制成型后期即最后压强为34MPa~35MPa。也就是压制成型初期即刚开始每一平方米的压力控制在(20~22)*106牛顿,压制成型中期每一平方米的压力控制在(28~30)*106牛顿,压制成型后期即最后每一平方米的压力控制在(34~35)*106牛顿。压制成型初期、压制成型中期和压制成型后期的时间均为5秒左右,不同类型的压块成型机压制成型时的时间也会有不同。
压制成型时所使用的设备为压块成型机,也就是将经步骤C处理后的混合物送入压块成型机压制成块,形成块状的固体燃料。在压力作用下,经步骤C处理后的混合物之颗粒的充填特性、流动特性和压缩特性充分体现。在压制成型初期,较低的压力传递至上述混合物之颗粒中,使原先松散堆积的固体颗粒排列结构开始改变,生物质内部空隙率减少,粒径较大的颗粒开始被粒径较小的颗粒包裹;在压制成型中期,当压力逐渐增大时,粒径较大的颗粒被粒径较小的颗粒包裹的更紧,有些颗粒在压力作用下破裂,变成更加细小的粒子,并发生变形或塑性流动,粒子开始充填每一点空隙,粒子间更加紧密地接触而互相啮合;在压制成型后期,强大的摩擦产生热量,木材中富含的木质素在温度与压力的共同作用下发挥粘结剂功能,粘附和聚合生物质颗粒,大大提高了成型后的块状固体燃料的结合强度和耐久性,一部分残余应力贮存于成型后的块状固体燃料内部,使粒子间结合更牢固。若压制成型后期即最后压强为35MPa,则所得成型后的块状固体燃料的密度平均值在1.1g/cm3(克/立方厘米)左右。
E、冷却:将经步骤D压制成型后的块状固体燃料进行冷却至室温。
在步骤E中,一般采用自然冷却的方式将经步骤D压制成型后的块状固体燃料冷却至室温。
F、包装: 将经步骤E冷却的固体燃料进行包装,这样就将植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物制备成了可再生的生物质固体燃料。
本发明还提供了一种基于上述方法生产的优质致密生物质燃料, 该优质致密生物质燃料是植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物分别粉碎成颗粒后经干燥、混合、压制成型和冷却而成的块状固体燃料,该块状固体燃料中植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物的重量百分比为: 植物秸秆25%~35%,木材加工剩余物25%~35%,剩余的为木材废弃物;该块状固体燃料的密度为1.05~1.13克/立方厘米,特别是该块状固体燃料的密度为1.08~1.12克/立方厘米;所述植物秸秆包括水稻农作物秸秆、小麦农作物秸秆、玉米农作物秸秆、棉花农作物秸秆、油菜农作物秸秆和/或花生农作物秸秆;所述木材加工剩余物包括锯末和/或刨花; 所述木材废弃物包括装修装饰的废弃木材、旧城改造木材、废旧木质家具和/或一次性木质用品的废弃物。
所述块状固体燃料的含水率为10%~12%。
特别是所述块状固体燃料中植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物的重量百分比为: 植物秸秆30%,木材加工剩余物30%,木材废弃物为40%。
实施例一:将植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物分别粉碎成颗粒,其中植物秸秆、木材加工剩余物粉碎为粒径2毫米的颗粒,木材废弃物粉碎为粒径4毫米的颗粒;通过太阳能除湿仓库分别对植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物干燥,使所述植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒各自的含水率均为11%左右;然后将所述植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒按3:3:4的重量比例配料,使用调质混合机混合均匀,均匀混合后送入压块成型机,控制成型压强从20MPa逐渐提升至35MPa,将所述植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒的混合物压制成块状固体燃料,成型后的块状固体燃料直径约50毫米左右,密度为1.12克/立方厘米;然后经自然冷却至室温,再包装入库,入库后的块状固体燃料含水率略小于11%。
本发明根据生物质压缩过程的压缩特性、机械特性、流变特性和成型工艺等方面的研究,特别是生物质成型燃料的物理品质特性和相关试验研究结果,分析压缩成型的内在粘结机理,本发明低能耗生产致密生物质燃料的方法能解决现有生物质固体燃料加工方法中的不足,有效降低生产能耗,提高燃料的品质特性。
本发明通过对植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物三种原料进行不同成型压强的常温高压致密成型实验,绘制出了植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物被压制成型后的块状固体燃料的密度与成型压强之间的拟合关系曲线示意图,经过分析定量关系式和成型效果较好的成型压强范围,并对植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物三种原料燃烧特性和来源范围进行了研究;结果是植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物三种原料压制成型所需的成型压强值相当,植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物三种原料成型后的块状固体燃料的密度与成型压强之间的关系曲线基本重合,当成型压强达到一定值后,成型后的块状固体燃料密度增大非常缓慢,或者几乎不增大;而植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物三种原料的燃烧特性有很强的互补性,它们的来源范围很广,基本无地域局限。
本发明选用的原料木材加工剩余物和木材废弃物中富含木质素;木质素是由苯丙烷结构单体构成,具有三度空间结构的天然高分子化合物,在水中以及通常的有机溶剂中几乎不溶解,在适当的温度与压力会表现出很好的粘结性。本发明适当控制了各种原料的含水率,适量的水是一种润滑剂,使粒子间的内摩擦力变小,流动性增强,从而促进粒子在压力作用下滑动而嵌合。若含水量过低时,粒子得不到充分延展,与四周的粒子结合不够紧密,会造成成型不好;而若含水率过高时,粒子尽管在垂直于最大主应力方向上充分延展,粒子间能够啮合,但由于原料中较多的水分被挤出后,分布于粒子层之间,使得粒子层间不能紧密贴合,因而也不能很好成型。以上两点使本发明成型后的块状固体燃料粘结性能强和耐久性好。
生物质燃料的燃烧过程主要分为挥发分的析出、燃烧,以及残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立阶段。本发明成型后的块状固体燃料送入燃烧室后,在热源的作用下,由于含水量小,水分被迅速蒸发逸出;随后表面层的秸秆颗粒中有机质开始分解,有一部分挥发性可燃气态物质分解析出并燃烧;木材颗粒局部表面达到一定浓度的挥发物遇到适量的空气并达到一定温度,便开始局部着火燃烧;随后点火面渐渐扩大,同时也有其它局部表面不断点火;点火面逐渐扩大为生物质成型燃料的整体火焰出现;点火区域逐渐深入到生物质块内部,完成整个稳定燃烧过程。本发明成型后的块状固体燃料成型密度大,能限制挥发物的溢出速度,延长挥发物的燃烧时间;挥发物溢出后剩下的炭结构也相对紧密,通风运动气流不能将其解体;逐层燃烧将使得所需的氧气减少,从而减少了黑烟的产生机会。炉温将大大提高,燃料时间明显延长;整个燃烧过程的需氧量趋于平衡,燃烧过程比较稳定。
本发明利用废弃的生物质资源制成的固体燃料,是一种高效的生物质,实现了废弃资源利用、节能环保、燃烧后对环境污染很小,既可以补充常规能源的短缺,也具有重大的环境效益。
本发明同其它生物质能源技术相比较,更容易实现大规模生产和使用,其使用方便和环保程度能让用户轻松容易的接受,有广阔的发展空间和良好的市场前景。
本发明选料科学,提高了燃烧值,改善了燃烧性能,其成型后的块状固体燃料质地坚实和结构紧密。
本发明原料颗粒充分粉碎,故而能快速自然风干或晒干,可以省去耗能干燥工艺,因而预处理能耗小。
本发明压制成型时压力控制恰当,生产过程能耗小,整个加工过程能耗低,每一吨块状固体燃料能耗低于80千瓦时。
本发明成型后的块状固体燃料的粘结性能强,耐久性好,抗变形性、抗跌碎性、抗滚碎性、抗渗水性和抗吸湿性等几项性能指标突出。
本发明对生物质的水分进行严格控制,炉内干燥时间短,基本无烟,排烟热损失小。
本发明对生物质成型密度严格控制;避免了常规生物质燃料燃烧时挥发物同时大量涌出,所需空气量瞬间大增,在空气不足的情况下有机挥发物不易燃烬而排出,易产生镶黑边火焰的问题。
本发明成型后的块状固体燃料热值高,初次点燃容易,燃烧特性好,燃烧时间长,热值相当于中质烟煤,通气性好,热效率高,而燃烧后的炉渣是天然的钾肥。
本发明成型后的块状固体燃料不含任何粘合剂及添加剂,无副产品、副作用。
本发明成型后的块状固体燃料可以代替原煤、石油液化气、天然气和木柴等燃料,广泛用于工业燃料、各种锅炉和电厂发电等领域。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围;因此,凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰,均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种低能耗生产致密生物质燃料的方法,其特征在于依次包括如下步骤:
A、粉碎:将植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物分别粉碎成颗粒,其中植物秸秆和木材加工剩余物粉碎成最大粒径不超过2毫米的颗粒, 木材废弃物粉碎成最大粒径不超过5毫米的颗粒;所述植物秸秆包括水稻农作物秸秆、小麦农作物秸秆、玉米农作物秸秆、棉花农作物秸秆、油菜农作物秸秆和/或花生农作物秸秆;所述木材加工剩余物包括锯末和/或刨花; 所述木材废弃物包括装修装饰的废弃木材、旧城改造木材、废旧木质家具和/或一次性木质用品的废弃物;
B、干燥:将经过步骤A粉碎后的植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒分别进行干燥,使所述植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒各自的含水率均为10%~12%;
C、混合:将经过步骤B干燥后的植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒均匀混合在一起, 混合时的重量百分比为: 植物秸秆25%~35%,木材加工剩余物25%~35%,剩余的为木材废弃物;
D、压制成型: 将经步骤C处理后的混合物压制成块,形成块状的固体燃料;
E、冷却:将经步骤D压制成型后的块状固体燃料进行自然冷却至室温;
F、包装: 将经步骤E冷却的固体燃料进行包装,这样就将植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物制备成了可再生的生物质固体燃料。
2.根据权利要求1所述的低能耗生产致密生物质燃料的方法,其特征在于:
在步骤A中,植物秸秆和木材加工剩余物粉碎后的粒径为1~2毫米的颗粒, 木材废弃物粉碎后粒径为3~5毫米的颗粒。
3.根据权利要求1所述的低能耗生产致密生物质燃料的方法,其特征在于:
在步骤B中,采用自然风干或晒干的方式将经过步骤A粉碎后的植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒进行干燥,使所述植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒各自的含水率达到规定的要求。
4.根据权利要求1所述的低能耗生产致密生物质燃料的方法,其特征在于:
在步骤C中,混合时的重量百分比为: 植物秸秆30%,木材加工剩余物30%,木材废弃物为40%。
5.根据权利要求1至4之任一项所述的低能耗生产致密生物质燃料的方法,其特征在于:
在步骤D中,压制成型时的压强控制为20MPa~35MPa。
6.根据权利要求5所述的低能耗生产致密生物质燃料的方法,其特征在于:
在步骤D中,压制成型时,压强逐步增加,刚开始压强为20MPa~22MPa,最后压强为34MPa~35MPa。
7.根据权利要求6所述的低能耗生产致密生物质燃料的方法,其特征在于:
在步骤D中,压制成型时,压强分三次逐步增加,压制成型初期即刚开始压强为20MPa~22MPa,压制成型中期压强为28MPa~30MPa,压制成型后期即最后压强为34MPa~35MPa。
8.一种基于权利要求1所述方法生产的优质致密生物质燃料,其特征在于:
该优质致密生物质燃料是植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物分别粉碎成颗粒后经干燥、混合、压制成型和冷却而成的块状固体燃料,该块状固体燃料中植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物的重量百分比为: 植物秸秆25%~35%,木材加工剩余物25%~35%,剩余的为木材废弃物;该块状固体燃料的密度为1.05~1.13克/立方厘米;所述植物秸秆包括水稻农作物秸秆、小麦农作物秸秆、玉米农作物秸秆、棉花农作物秸秆、油菜农作物秸秆和/或花生农作物秸秆;所述木材加工剩余物包括锯末和/或刨花; 所述木材废弃物包括装修装饰的废弃木材、旧城改造木材、废旧木质家具和/或一次性木质用品的废弃物。
9.根据权利要求8所述的优质致密生物质燃料,其特征在于:
所述块状固体燃料的含水率为11%~12%。
10.根据权利要求8所述的优质致密生物质燃料,其特征在于:
所述块状固体燃料中植物秸秆、木材加工剩余物和木材废弃物的重量百分比为: 植物秸秆30%,木材加工剩余物30%,木材废弃物为40%。
CN201310725522.3A 2013-12-25 2013-12-25 低能耗生产致密生物质燃料的方法和优质致密生物质燃料 Expired - Fee Related CN104726158B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310725522.3A CN104726158B (zh) 2013-12-25 2013-12-25 低能耗生产致密生物质燃料的方法和优质致密生物质燃料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310725522.3A CN104726158B (zh) 2013-12-25 2013-12-25 低能耗生产致密生物质燃料的方法和优质致密生物质燃料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104726158A CN104726158A (zh) 2015-06-24
CN104726158B true CN104726158B (zh) 2017-02-15

Family

ID=53450583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310725522.3A Expired - Fee Related CN104726158B (zh) 2013-12-25 2013-12-25 低能耗生产致密生物质燃料的方法和优质致密生物质燃料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104726158B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105950250A (zh) * 2016-05-12 2016-09-21 安徽省珍云生物能源有限公司 一种环保易燃型燃料棒及其制作工艺
CN106010708A (zh) * 2016-05-12 2016-10-12 安徽省珍云生物能源有限公司 一种可持久燃烧的燃料棒及其制作工艺
CN105885988A (zh) * 2016-05-12 2016-08-24 安徽省珍云生物能源有限公司 一种具有防霉效果的燃料棒及其制作工艺
CN106085540A (zh) * 2016-06-15 2016-11-09 安徽新生力生物科技有限公司 一种生物质固体燃料的高效燃烧的工艺方法
CN106433846A (zh) * 2016-11-25 2017-02-22 苏州草宝能源科技有限公司 一种植物秸秆制作燃料的方法
CN108753404A (zh) * 2018-08-21 2018-11-06 芜湖聚焰生物质能源科技有限公司 生物质成型固体燃料及其生产方法
CN111996056A (zh) * 2020-08-17 2020-11-27 黑龙江胤蓝生物质能源科技有限公司 一种新型生物质压块高热值燃料

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005263888A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Motoyama Shoji:Kk チップ状の木質−プラスチック系微粉末燃料前駆体及び木質−プラスチック系微粉末燃料
CN1810928A (zh) * 2006-03-07 2006-08-02 李峰耀 一种生物质固化炭化气化综合应用方法
CN101240205A (zh) * 2008-03-05 2008-08-13 华北电力大学 一种利用农业废弃物制备成型燃料的方法
CN101824347A (zh) * 2009-03-06 2010-09-08 北京泛欧瑞德科技有限公司 生物质复合颗粒燃料及其制造方法与设备
CN102021057A (zh) * 2010-11-30 2011-04-20 宁波国海能源科技有限公司 一种生物质固体成型燃料的制备方法
CN103074137A (zh) * 2012-11-15 2013-05-01 肥城市宏源环保机械有限公司 生物质燃料块的连续生产方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005263888A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Motoyama Shoji:Kk チップ状の木質−プラスチック系微粉末燃料前駆体及び木質−プラスチック系微粉末燃料
CN1810928A (zh) * 2006-03-07 2006-08-02 李峰耀 一种生物质固化炭化气化综合应用方法
CN101240205A (zh) * 2008-03-05 2008-08-13 华北电力大学 一种利用农业废弃物制备成型燃料的方法
CN101824347A (zh) * 2009-03-06 2010-09-08 北京泛欧瑞德科技有限公司 生物质复合颗粒燃料及其制造方法与设备
CN102021057A (zh) * 2010-11-30 2011-04-20 宁波国海能源科技有限公司 一种生物质固体成型燃料的制备方法
CN103074137A (zh) * 2012-11-15 2013-05-01 肥城市宏源环保机械有限公司 生物质燃料块的连续生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104726158A (zh) 2015-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104726158B (zh) 低能耗生产致密生物质燃料的方法和优质致密生物质燃料
Davies et al. Ignition and burning rate of water hyacinth briquettes
CN101307266A (zh) 一种生物质固体燃料及加工工艺
Faizal et al. Physical and combustion characteristics of biomass residues from palm oil mills
CN101134920B (zh) 一种生物质型煤粘结剂和以该粘结剂制成的生物质型煤
CN102161926B (zh) 一种替代化石燃料的生物质碳源型煤的生产工艺
CN102191097A (zh) 一种生产生物质型煤的方法
CN104164268B (zh) 用于快速热裂解气化机的生物质燃料及其制备方法
CN107418647A (zh) 一种生态环保高热生物质节能无烟燃料及其制备方法
Vaish et al. A review on various types of densification/briquetting technologies of biomass residues
CN102492512A (zh) 一种猪粪燃料及其制备方法
Chaiyaomporn et al. Fuel pellets production from biodiesel waste
Yiga et al. Thermogravimetric analysis of agricultural residue carbonized briquettes for domestic and industrial applications
Yuhazri et al. Solid fuel from empty fruit bunch fiber and waste papers Part 1: Heat released from combustion test
CN106085544A (zh) 一种复合生物质燃料及其加工工艺
Mong et al. An Experimental Study on Biomass Fuel Briquettes’ Quality as a Product of Waste Conversion in Nekede, Owerri, Nigeria
CN106047440A (zh) 一种复合生物质燃料的制备
Faisal et al. Production of briquettes from a blend of hdpe (high density polyethylene) plastic wastes and teak (Tectona grandis Linn. f) sawdust using different natural adhesives as the binder
Rattanongphisat et al. A bio-fuel briquette from durian peel and rice straw: Properties and Economic feasibility
CA2829667A1 (en) A kind of biofuel clumps
KR20100086121A (ko) 축산 분뇨와 목질계 바이오 메스를 이용한 자원화 및 에너지 이용 방법
Siregar Analysis of biobriquette from rice husk for biomass power plants: A review
CN110467954A (zh) 秸秆混合燃料及其制备方法
Yuhazri et al. Solid Fuel from Empty Fruit Bunch Fiber and Waste Papers Part 2: Gas Emission from Combustion Test
Yuhazri et al. Solid fuel from empty fruit bunch fiber and waste papers Part 6: dimension stability test after exposed to ambient condition

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170215