CN105199802B - 一种板栗刺包生物质成型燃料的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由板栗刺包生产生物质成型燃料的生产方法，包括以下步骤：①废壳的收集、运输与储存，②堆闷、晾晒与碾压，堆闷厚度1m~1.5m、时间36h~48h，晾晒48h，③粉碎与烘干，粉碎后形成粒径1.5mm~2mm的颗粒物料，烘干时间10min~15min、使颗粒物料的水分含量为15％~20％，④成型制粒，⑤冷却干燥，自然风冷却干燥48h或自然风加机械排风扇冷却干燥5h~8h，⑥分级筛选、灌装与计量，⑦入库仓储及码垛。按照以上方法生产的生物质成型燃料，成型好、密度大、产量高，有利于实现产品的标准化和减少燃烧排污。

Description

一种板栗刺包生物质成型燃料的生产方法

技术领域

本发明属于新能源及生物质能利用领域，尤其是涉及一种利用废弃板栗刺包为原料生产生物质成型燃料的方法。

背景技术

随着经济的发展，我国大气污染防治形势日益严峻，其中，大量供热用燃煤锅炉对大气影响较大。采用清洁燃料的锅炉供热是一种低碳环保且经济可行供热方式，是替代燃煤燃重油等化石能源锅炉供热与减少大气污染的重要措施。而现实中，广大农村山区产生的大量废弃果壳得不到有效利用，白白浪费。

因此，提出利用废弃干果外壳生产生物质成型燃料既能实现废弃资源的能源化利用，又可以替代、节约化石能源资源，实现清洁、高效燃烧，对于防治大汽污染有积极意义。

生物质固体成型技术是在一定温度、水分与压力作用下，将原来结构疏松、密度较小、分布分散的、形状各异的生物质原料经干燥、粉碎，使原料在受到一定的外部温度和压力后，原料颗粒先后经历重新排列位置关系、颗料机械变形和塑性流变等阶段，压制成具有形状特定、密度较大的各种成型燃料。成型后的原料：体积缩小6~8倍，密度达到0.8~1.4t/m³，能量密度相当于中质烟煤，使用时火力持久、炉膛温度高，燃烧特性明显得到了改善，是生物质能利用技术的发展方向之一。

常见的由粉碎的固体生物质原料通过成型机压缩成圆柱形的生物质固体成型燃料，直径一般不大于25 mm，长度不大于其直径的4倍。生物质颗粒燃料尺寸较为单一、均匀，因此可以实现自动进料、连续燃烧，燃烧效率通常能达到86%以上。通过与不同用途的设备（如锅炉、热风炉、壁炉等）配套使用，燃烧器可以应用到取暖、炊事、干燥等各个领域。

但是，目前的生物质固体燃料致密成型加工由于原料来源不同，性质不稳定，造成燃料成型率低、密度小、产量低，制约了产业发展。

发明内容

为了充分将废弃板栗刺包实现能源化利用，本发明旨在提供一种由板栗刺包生产生物质成型燃料的生产方法，成型率高、密度大、燃料产量高、燃烧效率好。

本发明采用的技术方案是：

板栗刺包生物质成型燃料的生产方法，包括以下步骤：

废壳的收集、运输与储存，

堆闷、晾晒与碾压，

粉碎与烘干，

成型制粒，

冷却干燥，

分级筛选、灌装与计量，

入库仓储及码垛；

步骤中，堆闷时厚度为1m~1.5m、时间为36h~48h，晾晒48h或晾晒至废壳含水分28％~33%，将晾晒后的废壳碾压断裂为不规则块状；

步骤中，废壳粉碎前进行磁性清除金属，粉碎后形成粒径为1.5mm~2mm的颗粒物料， 烘干时间为10min~15min、使颗粒物料的水分含量为15％~20％；

步骤中，颗粒物料经制粒成型后为圆柱状的生物质固体成型燃料，成型燃料的密度为1.0g/m³~1.4g/m³，直径为8mm、长度为15mm~50mm。

步骤，成型燃料的水分含量高于商品燃料标准时，对成型燃料进行冷却干燥及筛选，所述冷却干燥为摊薄在地坪进行自然风冷却干燥48h、或自然风加机械排风扇冷却干燥5h~8h。

进一步的，进行步骤的粉碎、步骤的成型制粒与步骤的分级筛选时还进行除尘处理。

步骤的烘干操作，采用热风滚筒烘干机或引流烘干机进行。

步骤，对成品成型燃料取样后入库码垛存储或输送至储料仓储存。

按照以上方法生产的板栗刺包生物质成型燃料，成型前进行堆闷、晾晒与碾压，粉碎与烘干，实现原料性状一致、稳定，有利于提高成型率及生产效率，成型后进行冷却干燥，分级筛选，使成型燃料符合商品燃料标准，有利于实现产品的标准化。该成型燃料不仅原料来源广泛，而且适用范围大：通过与不同用途的设备（如锅炉、热风炉、壁炉等）配套使用，燃烧器可以应用到取暖、炊事、干燥等各个领域。用于4蒸吨以上的蒸汽锅炉其燃烧效率更高、热效率更好、锅炉污染物排放指标更优。

附图说明：

图1为本发明的板栗刺包生物质成型燃料生产方法的生产流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

如何将质地松散的生物质原料加工制备成生物质固体致密成型燃料，其核心技术为致密成型。根据生物质原料组织结构性能的不同，以及原料的水分、成型温度、模具的导入角、磨擦力与挤压力等条件和作用不同，结合成型机理，对模具导料孔、挤压孔和卸载孔的孔径、长度、角度以及压辊与模具的切入角等设计工艺参数，对不同的生物质原料进行原料和水分的配比，在挤压力和生物质原料纤维素、木质素相互缠绕和绞合作用下，使压缩后的成型燃料保持致密的结构和既定的形状。

因此，除去挤压成型模具的参数调整之外，在成型前保证不同来源的生物质原料的水分、温度及组织结构性状等是否一致和稳定，对于成型工艺以及压缩成型后燃料的品质有重要影响。

本发明的技术方案旨在通过严格控制生产工艺，尽量使原料在成型前即实现上述的水分、温度及组织结构性状等的稳定性、一致性。

如图1所示，板栗刺包生物质成型燃料的生产方法，包括以下步骤：

废壳的收集、运输与储存，

堆闷、晾晒与碾压，

粉碎与烘干，

成型制粒，

冷却干燥，

分级筛选、灌装与计量，

入库仓储及码垛。

实施例一

废壳的收集、运输与储存；

堆闷：厚度为1m、时间为36h，晾晒：48h，将晾晒后的废壳碾压断裂为不规则块状；

粉碎：粉碎前进行磁性清除金属，粉碎后形成粒径在1.5mm~1.8mm的颗粒物料，采用热风滚筒烘干机进行烘干，烘干时间为12min、使颗粒物料的水分含量为17％；

成型制粒：颗粒物料经制粒成型后为圆柱状的生物质固体成型燃料，成型燃料的密度为1.2g/m³，直径为8mm、长度为30mm；

冷却干燥：将成型燃料摊薄在地坪进行自然风冷却干燥48h；

分级筛选、灌装与计量；

对成品成型燃料取样后入库码垛存储。

实施例二

废壳的收集、运输与储存；

堆闷：厚度为1.5m、时间为48h，晾晒至废壳含水分28％~33%，将晾晒后的废壳碾压断裂为不规则块状；

粉碎：粉碎前进行磁性清除金属，粉碎后形成粒径在1.8~2.0mm的颗粒物料，采用引流烘干机进行烘干，烘干时间为14min、使颗粒物料的水分含量为15％；

成型制粒：颗粒物料经制粒成型后为圆柱状的生物质固体成型燃料，成型燃料的密度为1.4g/m³，直径为8mm、长度为40mm；

冷却干燥：将成型燃料进行自然风加机械排风扇冷却干燥7h；

分级筛选、灌装与计量；

对成品成型燃料取样后输送至储料仓储存。

表一

表一所示为：不同商品燃料标准下，按照上述方法生产的板栗刺包生物质成品成型燃料的主要性能指标。

表二

表二所示为：经在10蒸吨生物质锅炉应用经省级监测机构监测其锅炉污染物排放指标与国标GB13271-2014新建燃气锅炉限值对比。

可见，燃烧按照本发明的生产方法生产的板栗刺包生物质成型燃料的锅炉，其大气污染物排放主要指标均优于国标GB13271--2014新建锅炉大气污染物排放浓度限值。

因此，本发明的技术方案，既可有效实现废弃果壳资源能源化利用，减少地表环境污染和空气污染，又可以替代煤碳、石油、天然气等化石能源，是一种清洁、高效、低碳、环保的、防治大汽污染的重要措施，是废弃资源能源化利用、循环经济的有效方法。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种板栗刺包生物质成型燃料的生产方法，包括以下步骤：

废壳的收集、运输与储存，

堆闷、晾晒与碾压，

粉碎与烘干，

成型制粒，

冷却干燥，

分级筛选、灌装与计量，

入库仓储及码垛；

其特征在于：步骤中，堆闷时厚度为1m~1.5m、时间为36h~48h，晾晒48h或晾晒至废壳含水分28％~33%，将晾晒后的废壳碾压断裂为不规则块状；

步骤中，废壳粉碎前进行磁性清除金属，粉碎后形成粒径为1.5mm~2mm的颗粒物料，烘干时间为10min~15min、使颗粒物料的水分含量为15％~20％；

步骤中，颗粒物料经制粒成型后为圆柱状的生物质固体成型燃料，成型燃料的密度为1.0g/m³~1.4g/m³，直径为8mm、长度为15mm~50mm。

2.根据权利要求1所述的板栗刺包生物质成型燃料的生产方法，其特征在于：步骤，成型燃料的水分含量高于商品燃料标准时，对成型燃料进行冷却干燥及筛选，所述冷却干燥为摊薄在地坪进行自然风冷却干燥48h、或自然风加机械排风扇冷却干燥5h~8h。

3.根据权利要求1所述的板栗刺包生物质成型燃料的生产方法，其特征在于：进行步骤的粉碎、步骤的成型制粒与步骤的分级筛选时还进行除尘处理。

4.根据权利要求1所述的板栗刺包生物质成型燃料的生产方法，其特征在于：步骤的烘干操作，采用热风滚筒烘干机或引流烘干机进行。

5.根据权利要求1所述的板栗刺包生物质成型燃料的生产方法，其特征在于：步骤，对成品成型燃料取样后入库码垛存储或输送至储料仓储存。