CN105368523B - 秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料及制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料及制备工艺，该燃料中各原料按重量百分比为秸秆45～55％、造纸浆渣25～35％、羊粪15～20％、碳化素1～2％；燃料密度≥1100kg/m3，热值≥4200大卡/kg，硫含量≤0.02％，成型率≥97％。先将各原料进行干燥和粉碎，按质量配比称取处理后的各原料和碳化素进行搅拌使其混合均匀，搅拌的过程中向原料均匀喷水，保持水分占原料总质量的12～16％，堆积存放3～5天简易发酵，形成充分回性，然后用成型机固化成型，在自然环境中晾晒至含水量≤8％。利用工、农业废渣制备该燃料，具有密度大、热值高、成型率高、燃烧充分、热效率较高且含硫极低、成本低等优点，可通过调整配比改变燃料热属性，广泛应用于工业锅炉或家庭供暖。

Description

秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料及制备工艺
技术领域
本发明属于生物质能源和固体废物再利用领域，特别涉及一种秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料，本发明还涉及这种混合成型燃料的制备工艺。
背景技术
目前我国产余大量秸秆，除40％饲料及还田利用外，其他都通过焚烧和废弃来处理，各造纸厂每年废弃大量浆渣，清理填埋给企业增加了生产成本，同时对环境造成了污染。现有技术中，已有利用工、农业废渣作为原料进行加工生产成型各类生物质燃料的案例，实现变废为宝，并达到节能减排的环保目的。
但是，不同生物质锅炉使用的生物质燃料燃烧属性也大不相同，如生物质发电厂在运行期间，需用大量的生物质燃料，获得大量的蒸汽动力，来驱动汽轮机带动发电机组进行发电，而农村家用锅炉使用中热量的燃料就完全可以满足正常的供暖及炊事。因此，研究不同的工业废弃物混合配比技术进行压制生物质成型燃料，可以有效解决不同生物质成型燃料的热属性问提，从而解决了客户的不同需求，这样可以保证较高的经济效益。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术存在的缺点提出的，其所解决的技术问题是提供一种利用工、农业废渣，即秸秆、造纸浆渣及羊粪制备的具有高密度、高热值、易成型、低成本等优点的可广泛应用于工业锅炉或家庭供暖的混合成型清洁燃料以及这种混合成型燃料的制备工艺。
为此，本发明提供了一种利用生物质及工业废渣制备的秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料，所述混合成型燃料中各原料按总重量的百分比为：秸秆45～55％、造纸浆渣25～35％、羊粪15～20％、碳化素1～2％；所述混合成型燃料的密度≥1100kg/m3，热值≥4200大卡/kg，硫含量≤0.02％，成型率≥97％；由以下步骤制备：
(1)将各原料进行干燥处理，并将秸秆粉碎至长度≤5mm，造纸浆渣粉碎至粒径≤3mm，羊粪简单粉碎；
(2)按质量配比称取经粉碎处理的各原料和碳化素进行搅拌使其混合均匀，搅拌的过程中向原料均匀喷水，保持水分占原料总质量的12～16％；
(3)将搅拌均匀的原料堆积存放3～5天简易发酵，形成充分回性；
(4)将经过简易发酵后的原料用成型机固化成型；
(5)将上述成型燃料在自然环境中晾晒至含水量≤8％。
作为本发明的一个优选方案，秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料的各原料按总重量的百分比为：秸秆50％、造纸浆渣30％、羊粪19％、碳化素1％。
本发明的秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料，是将秸秆、造纸浆渣、羊粪及碳化素四种原料混合压制出的生物质压块，具有密度大、热值高、成型率高、成本低的优点，可广泛应用于工业锅炉或家庭供暖，燃烧充分、热效率较高且含硫极低、节能环保。此外，该产品同类机械产量可提高900kg/h。
本发明还提供了一种秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料的制备工艺，其中包括以下步骤：
(1)将各原料进行干燥处理，并将秸秆粉碎至长度≤5mm，造纸浆渣粉碎至粒径≤3mm，羊粪简单粉碎；
(2)按质量配比称取经粉碎处理的各原料和碳化素进行搅拌使其混合均匀，搅拌的过程中向原料均匀喷水，保持水分占原料总质量的12～16％；
(3)将搅拌均匀的原料堆积存放3～5天简易发酵，形成充分回性；
(4)将经过简易发酵后的原料用成型机固化成型；
(5)将上述成型燃料在自然环境中晾晒至含水量≤8％。
作为本发明的改进，所述秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料的制备工艺中，步骤(3)的堆放环境温度为25～30℃，湿度为30～35％。
作为本发明的进一步改进，所述秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料的制备工艺中，步骤(4)的成型过程中的压力为80～100MPa，成型温度90～150℃，保压1～5min。
经测量，利用该方法制备的秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料密度≥1100kg/m3，热值≥4200大卡/kg，硫含量≤0.02％，成型率≥97％。
总的来说，本发明的秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料，是将废秸秆、造纸浆渣、羊粪及碳化素四种原料混合压制出生物质压块，实现了工、农业废渣的资源化利用，综合处理和利用了废弃秸秆、羊粪及造纸厂产生的废弃造纸浆渣，得到的混合成型燃料具有密度大、热值高、成型率高、成本低的优点，该燃料燃烧充分、热效率较高且含硫极低。此外，可通过调整配比改变燃料热属性，广泛应用于工业锅炉或家庭供暖。
具体实施方式
针对本发明的秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料及制备工艺的具体实施例如下：
实施例1：制备秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料Ⅰ
收集废秸秆、造纸浆渣及羊粪，进行干燥处理后将并将秸秆粉碎至长度≤5mm，造纸浆渣粉碎至粒径≤3mm，羊粪简单粉碎，按总质量百分比为秸秆45％、造纸浆渣34％、羊粪20％的配比称取经处理的各原料，加入1％的碳化素，进行搅拌使其混合均匀，搅拌的过程中向原料均匀喷水，保持水分占原料总质量的12％，将搅拌均匀的原料在温度为25～30℃，湿度为30～35％的环境中堆积存放3天简易发酵，形成充分回性，最后将经过简易发酵后的原料用成型机在成型压力80MPa、成型温度100℃的条件下保压4min压实成型，将成型燃料在自然环境中晾晒至含水量≤8％。
实施例2：制备秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料Ⅱ
收集废秸秆、造纸浆渣及羊粪，进行干燥处理后将并将秸秆粉碎至长度≤5mm，造纸浆渣粉碎至粒径≤3mm，羊粪简单粉碎，按总质量百分比为秸秆50％、造纸浆渣30％、羊粪19％的配比称取经处理的各原料，加入1％的碳化素，进行搅拌使其混合均匀，搅拌的过程中向原料均匀喷水，保持水分占原料总质量的14％，将搅拌均匀的原料在温度为25～30℃，湿度为30～35％的环境中堆积存放4天简易发酵，形成充分回性，最后将经过简易发酵后的原料用成型机在成型压力90MPa、成型温度115℃的条件下保压2min压实成型，将成型燃料在自然环境中晾晒至含水量≤8％。
实施例3：制备秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料Ⅲ
收集废秸秆、造纸浆渣及羊粪，进行干燥处理后将并将秸秆粉碎至长度≤5mm，造纸浆渣粉碎至粒径≤3mm，羊粪简单粉碎，按总质量百分比为秸秆55％、造纸浆渣28％、羊粪15％的配比称取经处理的各原料，加入2％的碳化素，进行搅拌使其混合均匀，搅拌的过程中向原料均匀喷水，保持水分占原料总质量的16％，将搅拌均匀的原料在温度为25～30℃，湿度为30～35％的环境中堆积存放5天简易发酵，形成充分回性，最后将经过简易发酵后的原料用成型机在成型压力100MPa、成型温度130℃的条件下保压2min压实成型，将成型燃料在自然环境中晾晒至含水量≤8％。
表1产品性能对比
单一的秸秆、造纸浆渣或羊粪原料压制生物质成型燃料存在密度低、热值低、成型率低及硫含量高的缺点。与上述单一原料压制生物质成型燃料相比，秸秆、造纸浆渣、羊粪、碳化素四种原料混合压制生物质成型燃料，易成型、成型率高、密度高、热值高，同类机械产量提高900kg/h，制备的产品可广泛应用于工业锅炉或家庭供暖，燃烧充分热效率较高且含硫极低。
上述对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出种种变化。

Claims (5)

1.一种秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料，其特征在于，所述混合成型燃料中各原料按总重量的百分比为：秸秆45～55％、造纸浆渣25～35％、羊粪15～20％、碳化素1～2％；所述混合成型燃料的密度≥1100kg/m3，热值≥4200大卡/kg，硫含量≤0.02％，成型率≥97％；由以下步骤制备：
(1)将各原料进行干燥处理，并将秸秆粉碎至长度≤5mm，造纸浆渣粉碎至粒径≤3mm，羊粪简单粉碎；
(2)按质量配比称取经粉碎处理的各原料和碳化素进行搅拌使其混合均匀，搅拌的过程中向原料均匀喷水，保持水分占原料总质量的12～16％；
(3)将搅拌均匀的原料堆积存放3～5天简易发酵，形成充分回性；
(4)将经过简易发酵后的原料用成型机固化成型；
(5)将上述成型燃料在自然环境中晾晒至含水量≤8％。
2.根据权利要求1所述的秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料，其特征在于，所述燃料中各原料按总重量的百分比为：秸秆50％、造纸浆渣30％、羊粪19％、碳化素1％。
3.根据权利要求1所述的秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将各原料进行干燥处理，并将秸秆粉碎至长度≤5mm，造纸浆渣粉碎至粒径≤3mm，羊粪简单粉碎；
(2)按质量配比称取经粉碎处理的各原料和碳化素进行搅拌使其混合均匀，搅拌的过程中向原料均匀喷水，保持水分占原料总质量的12～16％；
(3)将搅拌均匀的原料堆积存放3～5天简易发酵，形成充分回性；
(4)将经过简易发酵后的原料用成型机固化成型；
(5)将上述成型燃料在自然环境中晾晒至含水量≤8％。
4.根据权利要求3所述的秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料的制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)的堆放环境温度为25～30℃，湿度为30～35％。
5.根据权利要求3所述的秸秆、造纸浆渣、羊粪混合成型燃料的制备工艺，其特征在于，所述步骤(4)的成型过程中的压力为80～100MPa，成型温度90～150℃，保压1～5min。
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