CN104927964B - 一种生物质成型燃料、及其生产方法和生产系统 - Google Patents

Abstract

一种生物质成型燃料、及其生产方法和生产系统，其中，生物质成型燃料由生物质原料颗粒和燃料添加剂混合后制粒成型；其生产方法是将生物质原料进行粉粹、干燥、挤压成型而成，且该生产系统采用负压输送系统，在保证本发明的生物质成型燃料在输送过程中不发生堵塞的情况下，使输送到造粒系统的物料流量达到最大，提高其生产效率。本发明的生物质成型燃料及其生成方法和生产系统，是利用松树木屑及松树树皮内的油脂，不仅可增加其燃烧效率及其成型效果，而且，本发明的生物质成型燃料其生产过程操作简单、污染低、生产效率高，更加生态环保。

Description

一种生物质成型燃料、及其生产方法和生产系统

技术领域

本发明涉及生物质成型燃料，具体涉及一种生物质成型燃料、及其生产方法和生产系统。

背景技术

经济的快速发展离不开能源，而传统化石能源石油、天然气和煤炭的紧缺问题日益严重。生物质能作为第四大能源，以其可再生、零碳排放等特点，成为新能源中发展潜力较大的一种能源。生物质颗粒燃料，又称生物质成型燃料(BiomassMouldingFuel，简称“BMF”)是应用农林废弃物(如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等)作为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型(如颗粒状)的，可直接燃烧的一种新型清洁燃料。

虽然，目前市面上有许多不同的生物质成型燃料，但是，这些传统的生物质成型燃料，普遍存在燃烧不充分，从而导致其燃烧热量值不高，影响其使用效率。与此同时，随着生物质颗粒燃料的快速应用，生物质颗粒燃料设备也得到快速的发展。例如，专利CN101824347A一种生物质复合颗粒燃料及其制造方法与设备，其生产设备包括木材削片及捶碎系统、木材碎料干燥系统、秸秆截断及粉碎系统、秸秆碎料干燥系统、制粒系统、以及成品处理打包系统。其适用于以木材为原料的生物质复合颗粒燃料的制备；专利CN201999910U公开了一种生物质棒状颗粒的制备系统，包括输送装置，用于输送生物质物料或燃料；初清筛，用于筛选剔除大件生物质物料和杂质；烘干系统，用于对生物质物料进行烘干处理；料仓，用于储存生物质物料、燃料或成型颗粒；制粒机，压制生物质物料成为生物质颗粒；冷却装置，对生物质颗粒进行冷却；振动分级筛，对生物质成型颗粒进行大小筛选。专利CN102732352A公开了一种节能高效生物质燃料颗粒成套生产设备，包括粉碎机、干燥设备、造粒机、包装设备，其采用大模数梯形螺纹的快装结构，使维护和更换模板更为方便简单。但针对以木屑为原料的生物质木屑颗粒燃料生产设备的研究则相对较少，且这种传统的生物质燃料加工系统，其输送系统结构简单，在原料粉粹后输送至料仓中，经常会出现结拱的现象，影响其加工，且这种传统的生物质成型燃料加工系统，其结构复杂，多固定安装在生产车间内，不能适应于不同情况的实际生产需要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种成分配比简单、燃烧热量值高且便于生产的生物质成型燃料及其生产方法和生产系统，以解决生物质成型燃料燃烧值低且不便于生产的缺陷。

为实现上述目的，本发明之一种生物质成型燃料，其由生物质原料颗粒和燃料添加剂混合后制粒成型，其中，以所述生物质原料颗粒的重量为基准，其特征在于：所述的生物质成型燃料包含15％-40％松树木屑、30％-50％松树树皮、20％-40％花生壳。

在上述方案的基础上优选，所述的生物成型燃料中还包含有0.2％～0.35％的助燃剂。

在上述方案的基础上优选，所述的生物质成型燃料包含30％松树木屑、40％松树树皮、29.8％花生壳和0.2％助燃剂。

本发明还提供了一种生物质成型燃料的制备方法，其特征在于：其包括以下具体步骤,

1)按照如权利要求1所述的比例配置松树木屑、松树树皮和花生壳，将上述原料粉粹，将可燃生物质用粉粹机粉粹后，进行筛选粒径≤5mm的原料；

2)干燥，将步骤1中获得的原料进行干燥，使其含水率小于8wt％；

3)挤压成型，将上述原料经斗式提升机输送到成型挤压机中，在压力20Mpa～50Mpa，温度120～175℃下连续挤压成条形圆柱状，最后鼓风冷却至室温，包装，得到生物质燃料。

本发明还提供了一种生物质成型燃料的生产系统，其包括用于对原料进行粉粹的粉碎机、用于选择性对生物质原料颗粒进行输送的负压输送系统以及用于对生物质原料颗粒进行制粒成型的造粒系统，所述的粉粹机通过负压输送系统与所述的造粒系统相连通，其特征在于：所述的负压输送系统包括一输送管、内置搅拌杆的混合罐和出料管，所述输送管一端与所述的粉粹机输出端相连通，其另一端与所述的混合罐输入端相连通，且所述的混合罐的输出端通过所述的出料管与所述的造粒系统相连通；所述输送管的管壁上嵌入式设有与电源相连接的电加热丝。

在上述方案的基础上优选，所述的混合罐内置衬板，所述的衬板为聚乙烯衬板。

在上述方案的基础上优选，所述的衬板通过一弹簧固定在所述的混合罐内。

在上述方案的基础上优选，所述生物质成型燃料的生产系统还包括一拖车，所述的粉碎机、负压输送系统和所述的造粒系统分别可拆卸式装设在所述的拖车上。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明的一种生物质成型燃料，采用松树木屑、松树树皮与花生壳相互混合，利用松树皮和松树木屑内的松树油脂，不仅便于升值成型燃料的点火，而且，在其燃烧过程中，由于松树油脂的作用可有效提高其燃烧率，确保其充分山绕，即由此提高其燃烧释放的热量，降低污染气体的排放，且由于松树树皮和松树木屑内的油脂，还可作为一种高效粘黏剂，有助于其成型；同时，本发明采用特殊的加工系统制备，采用负压输送系统,在保证本发明的生物质成型燃料在输送过程中不发生堵塞的情况下，使输送到造粒系统的物料流量达到最大，提高其生产效率，同时，在本发明的输送管内置电加热丝，即在松树木屑、松树树皮和花生壳粉粹后，经过输送管输送时，通过加热丝对松树木屑、松树树皮及花生壳进行加热，从而使得松树木屑和松树树皮内的松树油脂产生融化，更好的与花生壳混合，而且还可通过加热，将其原料中的水分蒸发，提高其燃烧效果。

本发明的生物质成型燃料及其生成方法和生产系统，是利用松树木屑及松树树皮内的油脂，不仅可增加其燃烧效率及其成型效果，而且，本发明的生物质成型燃料其生产过程操作简单、污染低、生产效率高，更加生态环保。

附图说明

图1是本发明的一种生物质成型燃料生产系统的结构示意图；

图2是本发明的输送管的A-A截面图；

图3是本发明的混合罐内部结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明之技术内容、构造特征、所达成目的及功效，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。

实施例1

本发明提供一种生物质成型燃料，其由生物质原料颗粒和燃料添加剂混合后制粒成型，其中，以生物质原料颗粒的重量为基准，生物质成型燃料包含40％松树木屑、30％松树树皮、30％花生壳。

1)将40％的松树木屑、30％的松树树皮和30％花生壳的原料进行粉粹，将可燃生物质用粉粹机粉粹后，进行筛选粒径≤5mm的原料；

2)干燥，将步骤1中获得的原料进行干燥，使其含水率小于8wt％；

3)挤压成型，将上述原料经斗式提升机输送到成型挤压机中，在压力20Mpa～50Mpa，温度120～175℃下连续挤压成条形圆柱状，最后鼓风冷却至室温，包装，得到生物质燃料。

实施例2

本发明提供一种生物质成型燃料，其由生物质原料颗粒和燃料添加剂混合后制粒成型，其中，以生物质原料颗粒的重量为基准，生物质成型燃料包含15％松树木屑、45％松树树皮、40％花生壳。

1)将15％的松树木屑、45％的松树树皮和40％花生壳的原料进行粉粹，将可燃生物质用粉粹机粉粹后，进行筛选粒径≤5mm的原料；

2)干燥，将步骤1中获得的原料进行干燥，使其含水率小于8wt％；

3)挤压成型，将上述原料经斗式提升机输送到成型挤压机中，在压力20Mpa～50Mpa，温度120～175℃下连续挤压成条形圆柱状，最后鼓风冷却至室温，包装，得到生物质燃料。实施例3

本发明提供一种生物质成型燃料，其由生物质原料颗粒和燃料添加剂混合后制粒成型，其中，以生物质原料颗粒的重量为基准，生物质成型燃料包含35％松树木屑、45％松树树皮、20％花生壳。

1)将35％的松树木屑、45％的松树树皮和20％花生壳的原料进行粉粹，将可燃生物质用粉粹机粉粹后，进行筛选粒径≤5mm的原料；

2)干燥，将步骤1中获得的原料进行干燥，使其含水率小于8wt％；

3)挤压成型，将上述原料经斗式提升机输送到成型挤压机中，在压力20Mpa～50Mpa，温度120～175℃下连续挤压成条形圆柱状，最后鼓风冷却至室温，包装，得到生物质燃料。

实施例4

本发明提供一种生物质成型燃料，其由生物质原料颗粒和燃料添加剂混合后制粒成型，其中，以生物质原料颗粒的重量为基准，生物质成型燃料包含20％松树木屑、50％松树树皮、30％花生壳。

1)将20％的松树木屑、50％的松树树皮和30％花生壳的原料进行粉粹，将可燃生物质用粉粹机粉粹后，进行筛选粒径≤5mm的原料；

2)干燥，将步骤1中获得的原料进行干燥，使其含水率小于8wt％；

3)挤压成型，将上述原料经斗式提升机输送到成型挤压机中，在压力20Mpa～50Mpa，温度120～175℃下连续挤压成条形圆柱状，最后鼓风冷却至室温，包装，得到生物质燃料。

实施例5

本发明提供一种生物质成型燃料，其由生物质原料颗粒和燃料添加剂混合后制粒成型，其中，以生物质原料颗粒的重量为基准，生物质成型燃料包含30％松树木屑、30％松树树皮、40％花生壳。

1)将30％的松树木屑、30％的松树树皮和40％花生壳的原料进行粉粹，将可燃生物质用粉粹机粉粹后，进行筛选粒径≤5mm的原料；

2)干燥，将步骤1中获得的原料进行干燥，使其含水率小于8wt％；

3)挤压成型，将上述原料经斗式提升机输送到成型挤压机中，在压力20Mpa～50Mpa，温度120～175℃下连续挤压成条形圆柱状，最后鼓风冷却至室温，包装，得到生物质燃料。

实施例6

本发明提供一种生物质成型燃料，其由生物质原料颗粒和燃料添加剂混合后制粒成型，其中，以生物质原料颗粒的重量为基准，生物质成型燃料包含50％松树木屑、50％花生壳。

1)将50％的松树木屑、50％花生壳的原料进行粉粹，将可燃生物质用粉粹机粉粹后，进行筛选粒径≤5mm的原料；

2)干燥，将步骤1中获得的原料进行干燥，使其含水率小于8wt％；

3)挤压成型，将上述原料经斗式提升机输送到成型挤压机中，在压力20Mpa～50Mpa，温度120～175℃下连续挤压成条形圆柱状，最后鼓风冷却至室温，包装，得到生物质燃料。

实施例7

本发明提供一种生物质成型燃料，其由生物质原料颗粒和燃料添加剂混合后制粒成型，其中，以生物质原料颗粒的重量为基准，生物质成型燃料包含50％松树树皮、50％花生壳。

1)将50％的松树树皮和50％花生壳的原料进行粉粹，将可燃生物质用粉粹机粉粹后，进行筛选粒径≤5mm的原料；

2)干燥，将步骤1中获得的原料进行干燥，使其含水率小于8wt％；

3)挤压成型，将上述原料经斗式提升机输送到成型挤压机中，在压力20Mpa～50Mpa，温度120～175℃下连续挤压成条形圆柱状，最后鼓风冷却至室温，包装，得到生物质燃料。

实施例8

本发明提供一种生物质成型燃料，其由生物质原料颗粒和燃料添加剂混合后制粒成型，其中，以生物质原料颗粒的重量为基准，生物质成型燃料包含100％花生壳。

1)将100％花生壳的原料进行粉粹，将可燃生物质用粉粹机粉粹后，进行筛选粒径≤5mm的原料；

2)干燥，将步骤1中获得的原料进行干燥，使其含水率小于8wt％；

3)挤压成型，将上述原料经斗式提升机输送到成型挤压机中，在压力20Mpa～50Mpa，温度120～175℃下连续挤压成条形圆柱状，最后鼓风冷却至室温，包装，得到生物质燃料。

将实施例1-实施例8进行燃烧，测量其成型耗能、颗粒强度、燃烧热量值及燃烧时间测试，测试数据如下表所示

作为本发明最佳优选技术方案，本发明的生物成型燃料中还包含有0.2％～0.35％的助燃剂，以提高其燃烧效率，且生物质成型燃料包含30％松树木屑、40％松树树皮、29.8％花生壳和0.2％助燃剂。

请继续参阅图1，并结合图2和图3所示，本发明还提供了一种生物质成型燃料的生产系统，其包括用于对原料进行粉粹的粉碎机10、用于选择性对生物质原料颗粒进行输送的负压输送系统以及用于对生物质原料颗粒进行制粒成型的造粒系统30，粉粹机通过负压输送系统与造粒系统30相连通，其负压输送系统包括一输送管21、内置搅拌杆27的混合罐22和出料管23，输送管21一端与粉粹机输出端相连通，其另一端与混合罐22输入端相连通，且混合罐22的输出端通过出料管23与造粒系统30相连通；输送管21的管壁上嵌入式设有与电源相连接的电加热丝24。

使用时，将松树树皮、松树木屑和花生壳放入粉粹机内粉碎后，通过负压输送系统输送的输送管21向混合罐22内输送，在混合罐22内搅拌混合，并通过出料管23输送至造粒系统30进行造粒。由于本发明采用了负压输送系统,可在保证生物质成型燃料在输送过程中不发生堵塞的情况下，使输送到造粒系统30的物料流量达到最大，提高其生产效率，同时，在本发明的输送管21内置电加热丝24，即在松树木屑、松树树皮和花生壳粉粹后，经过输送管21输送时，通过加热丝对松树木屑、松树树皮及花生壳进行加热，从而使得松树木屑和松树树皮内的松树油脂产生融化，更好的与花生壳混合，而且还可通过加热，将其原料中的水分蒸发，提高其燃烧效果。

在实际生产过程中，为了防止混合罐22内出现结拱的现象，本发明在混合罐22内置衬板25，该衬板25为聚乙烯衬板25，即通过聚乙烯衬板25增加混合罐22内表面光滑度，从而防止生物质成型燃料在混合罐22内表面粘黏发生结拱现象。优选的，本发明的衬板25通过一弹簧26固定在混合罐22内，即当原料进入混合罐22内，在原料重力作用下，弹簧26发生变形，从而可导致衬板25抖动，进一步减少衬板25表面结拱的问题。

由于在实际生产过程中，通常生物质成型燃料的原料分布在农村，而现有技术中时将其原料运送至固定地进行加工，这就造成其成本较高，为了避免上述的技术问题，本发明的生物质成型燃料的生产系统还包括一拖车40，粉碎机10、负压输送系统和造粒系统30分别可拆卸式装设在所述的拖车40上，即用户可根据原料所在地，直接进行加工，减少原料运输的运输成本。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明的一种生物质成型燃料，采用松树木屑、松树树皮与花生壳相互混合，利用松树皮和松树木屑内的松树油脂，不仅便于升值成型燃料的点火，而且，在其燃烧过程中，由于松树油脂的作用可有效提高其燃烧率，确保其充分山绕，即由此提高其燃烧释放的热量，降低污染气体的排放，且由于松树树皮和松树木屑内的油脂，还可作为一种高效粘黏剂，有助于其成型；同时，本发明采用特殊的加工系统制备，采用负压输送系统,在保证本发明的生物质成型燃料在输送过程中不发生堵塞的情况下，使输送到造粒系统30的物料流量达到最大，提高其生产效率，同时，在本发明的输送管21内置电加热丝24，即在松树木屑、松树树皮和花生壳粉粹后，经过输送管21输送时，通过加热丝对松树木屑、松树树皮及花生壳进行加热，从而使得松树木屑和松树树皮内的松树油脂产生融化，更好的与花生壳混合，而且还可通过加热，将其原料中的水分蒸发，提高其燃烧效果。

本发明的生物质成型燃料及其生成方法和生产系统，是利用松树木屑及松树树皮内的油脂，不仅可增加其燃烧效率及其成型效果，而且，本发明的生物质成型燃料其生产过程操作简单、污染低、生产效率高，更加生态环保。

综上所述，仅为本发明之较佳实施例，不以此限定本发明的保护范围，凡依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆为本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (3)

1.一种生物质成型燃料，其由生物质原料颗粒和燃料添加剂混合后制粒成型，其中，以所述生物质原料颗粒的重量为基准，其特征在于：所述的生物质成型燃料包含15％-40％松树木屑、30％-50％松树树皮、20％-40％花生壳；所述的生物成型燃料中还包含有0.2％～0.35％的助燃剂。

2.如权利要求1所述的一种生物质成型燃料，其特征在于：所述的生物质成型燃料包含30％松树木屑、40％松树树皮、29.8％花生壳和0.2％助燃剂。

3.一种权利要求1所述生物质成型燃料的制备方法，其特征在于：其包括以下具体步骤,

1)按照如权利要求1所述的比例配置松树木屑、松树树皮和花生壳，将上述原料粉粹，将可燃生物质用粉粹机粉粹后，进行筛选粒径≤5mm的原料；

2)干燥，将步骤1中获得的原料进行干燥，使其含水率小于8wt％；

3)挤压成型，将上述原料经斗式提升机输送到成型挤压机中，在压力20Mpa～50Mpa，温度120～175℃下连续挤压成条形圆柱状，最后鼓风冷却至室温，包装，得到生物质燃料。