CN105482865A - 一种杉木叶苦蒿复合生物质燃料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物燃料技术领域，尤其是一种杉木叶苦蒿复合生物质燃料及其制备方法，通过采用杉木叶与苦蒿进行复合处理成生物质燃料，并通过秸秆发酵物的加入，使得杉木叶与苦蒿在糖分作用下，发生一定程度的微观作用，使得其在挤压成型过程中，能够形成致密的圆柱状颗粒，避免了生物质燃料的松散性，延长了单位重量的生物质燃料的燃烧时间，并且在秸秆发酵物与苦蒿、杉木叶的配比设计，使得其各原料成分之间的作用更加恰当，降低了生物质燃料的制备成本，提高了生物质燃料的燃烧能的可控性；提高了生物质燃料燃烧过程中的能量释放，降低了生物质燃料中灰分含量，提高了生物质燃料的品质。

Description

一种杉木叶苦蒿复合生物质燃料及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物燃料技术领域，尤其是一种杉木叶苦蒿复合生物质燃料及其制备方法。

背景技术

随着能源与资源的短缺和环境污染的日益严重，生物质废弃物资源化的利用研究引起了广泛的关注。生物质能是一种可再生能源，生物质能及生物质废弃物资源以生物质为载体，由生物质产生的能量，便是生物质能。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式。地球上每年植物光合作用固定的碳达2×10¹¹吨，含能量达3×10²¹焦耳，因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能，相当于全世界每年耗能量的10倍。生物质遍布世界各地，其蕴藏量极大，仅地球上的植物，每年生产量就相当于现阶段人类消耗矿物能的20倍，或相当于世界现有人口食物能量的160倍。虽然不同国家单位面积生物质的产量差异很大，但地球上每个国家都有某种形式的生物质，生物质能是热能的来源，为人类提供了基本燃料。

开发生物质能源潜力十分巨大，开展生物质废弃物利用的研究使其达到无害化、减量化、资源化对于当前的资源和环境问题具有重大意义。现阶段可供利用开发的资源主要为生物质废弃物，包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等。为改善农村能源供应结构、减少农村温室气体排放、减少环境污染，国家发改委于2006年8月，提出了生物质开发利用的主要目标：到2010年，生物质固化成型燃料达到100万吨；2020年，生物质固化成型燃料达到5000万吨。

也正是基于此，现有技术中出现了大量的关于生物质燃料的生产技术，但其生产出来的生物质燃料的灰分较多，燃烧能较小，并且在制备过程中需要添加大量的粘合剂，才能使得生产的生物质燃料颗粒能够满足标准的要求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种杉木叶苦蒿复合生物质燃料及其制备方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

一种杉木叶苦蒿复合生物质燃料，其原料成分以重量份计为杉木叶30-70份、苦蒿10-20份、秸秆发酵物10-20份。

所述的原料成分以重量份计为杉木叶50份、苦蒿15份、秸秆发酵物15份。

所述的秸秆发酵物是采用玉米秸秆、甘蔗秸秆、新鲜杂草中的至少一种作为原料发酵制备而成。

所述的秸秆发酵物，其制备方法是将秸秆粉碎成20-40目的粉末后，将其置于温度为30-40℃的环境中烘烤至水分含量为30-50％，再向其中加入秸秆重量1-3％的酵母后，将其堆存发酵处理10-20天后，即可。

所述的秸秆发酵物，其发酵处理过程中的温度为50-70℃。

上述的杉木叶苦蒿复合生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将杉木叶一半与苦蒿进行混合后，将其置于搅拌池中搅拌均匀，再将其在温度为40-50℃的环境中堆放2-5h；

(2)将步骤(1)处理好的物料与秸秆发酵物混合，并将其采用搅拌速度为100-300r/min搅拌均匀后，将剩余的杉木叶加入其中，混合均匀；

(3)将其水分调整为30-40％后，送入造粒机中，挤压成直径为3-7mm的圆柱状颗粒，再将其送入温度为35-45℃的环境中烘烤20-30min，即可。

与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：

通过采用杉木叶与苦蒿进行复合处理成生物质燃料，并通过秸秆发酵物的加入，使得杉木叶与苦蒿在糖分作用下，发生一定程度的微观作用，使得其在挤压成型过程中，能够形成致密的圆柱状颗粒，避免了生物质燃料的松散性，延长了单位重量的生物质燃料的燃烧时间，并且在秸秆发酵物与苦蒿、杉木叶的配比设计，使得其各原料成分之间的作用更加恰当，降低了生物质燃料的制备成本，提高了生物质燃料的燃烧能的可控性；提高了生物质燃料燃烧过程中的能量释放，降低了生物质燃料中灰分含量，提高了生物质燃料的品质。

本发明经过将杉木叶、苦蒿分别取7kg、2kg，并将两者进行混合后，再加入2kg的秸秆混合，并将混合后的物料置于锅炉中烧水，其能够使得20℃的水温升高到90℃的水温，其15min刚好被燃烧完成；并对其产生的灰分的量进行称取处理，其有3.2kg；除此之外，本研究者将本发明的实施例1制备的生物质燃料用于烧水处理，其能够使得20℃的水温在10min左右沸腾，并量温度为99℃，并对燃烧结束后的灰分量进行称取处理，其仅仅为0.32kg；可见，本发明制备出来的生物质燃料其灰分含量较多，并且结构紧密，不松散，释放的能量较大，损耗能较低。

并且，本研究者还将上述处理过程中的，等量的本发明的生物质燃料与杉木叶、苦蒿、秸秆直接混合的燃料进行燃烧时间进行对比处理，得出，本发明的生物质燃料明显优于直接混合的燃料，并且其时间的延长率达到200％以上。

本发明尤其是还通过对苦蒿、杉木叶、秸秆发酵物进行配比设计后，并结合制备工艺中，将杉木叶的一半与苦蒿混合，再将秸秆发酵物与其混合后，再加入杉木叶的剩余一半，使得杉木叶从混合物的内部至外部均有覆盖，使得杉木叶能够将其中的粉末包裹形成颗粒，再将其送入挤压成型机中挤压成型时，降低松散粉末在颗粒的表面，提高颗粒的紧密度，改善生物质燃料颗粒的品质，使得其在燃烧过程中释放的能量较大，并且结合处理过程中的微发酵处理，使得其灰分含量较少，燃烧过程中的能耗损失较低。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

实施例1

一种杉木叶苦蒿复合生物质燃料，其原料成分以重量计为杉木叶30kg、苦蒿10kg、秸秆发酵物10kg。

所述的秸秆发酵物是采用玉米秸秆作为原料发酵制备而成。

所述的秸秆发酵物，其制备方法是将秸秆粉碎成20目的粉末后，将其置于温度为30℃的环境中烘烤至水分含量为30％，再向其中加入秸秆重量1％的酵母后，将其堆存发酵处理10天后，即可。所述的秸秆发酵物，其发酵处理过程中的温度为50℃。

上述的杉木叶苦蒿复合生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将杉木叶一半与苦蒿进行混合后，将其置于搅拌池中搅拌均匀，再将其在温度为40℃的环境中堆放2h；

(2)将步骤(1)处理好的物料与秸秆发酵物混合，并将其采用搅拌速度为100r/min搅拌均匀后，将剩余的杉木叶加入其中，混合均匀；

(3)将其水分调整为30％后，送入造粒机中，挤压成直径为3mm的圆柱状颗粒，再将其送入温度为35℃的环境中烘烤20min，即可。

实施例2

一种杉木叶苦蒿复合生物质燃料，其原料成分以重量计为杉木叶70kg、苦蒿20kg、秸秆发酵物20kg。

所述的秸秆发酵物是采用甘蔗秸秆作为原料发酵制备而成。

所述的秸秆发酵物，其制备方法是将秸秆粉碎成40目的粉末后，将其置于温度为40℃的环境中烘烤至水分含量为50％，再向其中加入秸秆重量3％的酵母后，将其堆存发酵处理20天后，即可。所述的秸秆发酵物，其发酵处理过程中的温度为70℃。

上述的杉木叶苦蒿复合生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将杉木叶一半与苦蒿进行混合后，将其置于搅拌池中搅拌均匀，再将其在温度为50℃的环境中堆放5h；

(2)将步骤(1)处理好的物料与秸秆发酵物混合，并将其采用搅拌速度为300r/min搅拌均匀后，将剩余的杉木叶加入其中，混合均匀；

(3)将其水分调整为40％后，送入造粒机中，挤压成直径为7mm的圆柱状颗粒，再将其送入温度为45℃的环境中烘烤30min，即可。

实施例3

一种杉木叶苦蒿复合生物质燃料，其原料成分以重量计为杉木叶50kg、苦蒿15kg、秸秆发酵物15kg。

所述的秸秆发酵物是采用玉米秸秆、新鲜杂草任意混合作为原料发酵制备而成。

所述的秸秆发酵物，其制备方法是将秸秆粉碎成30目的粉末后，将其置于温度为35℃的环境中烘烤至水分含量为40％，再向其中加入秸秆重量2％的酵母后，将其堆存发酵处理15天后，即可。

所述的秸秆发酵物，其发酵处理过程中的温度为60℃。

上述的杉木叶苦蒿复合生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将杉木叶一半与苦蒿进行混合后，将其置于搅拌池中搅拌均匀，再将其在温度为45℃的环境中堆放3h；

(2)将步骤(1)处理好的物料与秸秆发酵物混合，并将其采用搅拌速度为200r/min搅拌均匀后，将剩余的杉木叶加入其中，混合均匀；

(3)将其水分调整为35％后，送入造粒机中，挤压成直径为5mm的圆柱状颗粒，再将其送入温度为40℃的环境中烘烤25min，即可。

实施例4

一种杉木叶苦蒿复合生物质燃料，其原料成分以重量计为杉木叶30kg、苦蒿20kg、秸秆发酵物15kg。

所述的秸秆发酵物是采用甘蔗秸秆、新鲜杂草任意混合作为原料发酵制备而成。

所述的秸秆发酵物，其制备方法是将秸秆粉碎成20目的粉末后，将其置于温度为40℃的环境中烘烤至水分含量为30％，再向其中加入秸秆重量1％的酵母后，将其堆存发酵处理20天后，即可。

所述的秸秆发酵物，其发酵处理过程中的温度为70℃。

上述的杉木叶苦蒿复合生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将杉木叶一半与苦蒿进行混合后，将其置于搅拌池中搅拌均匀，再将其在温度为40℃的环境中堆放3h；

(2)将步骤(1)处理好的物料与秸秆发酵物混合，并将其采用搅拌速度为100r/min搅拌均匀后，将剩余的杉木叶加入其中，混合均匀；

(3)将其水分调整为40％后，送入造粒机中，挤压成直径为3mm的圆柱状颗粒，再将其送入温度为45℃的环境中烘烤20min，即可。

实施例5

一种杉木叶苦蒿复合生物质燃料，其原料成分以重量计为杉木叶50kg、苦蒿13kg、秸秆发酵物19kg。

所述的秸秆发酵物是采用玉米秸秆、甘蔗秸秆、新鲜杂草任意混合作为原料发酵制备而成。

所述的秸秆发酵物，其制备方法是将秸秆粉碎成27目的粉末后，将其置于温度为35℃的环境中烘烤至水分含量为43％，再向其中加入秸秆重量2％的酵母后，将其堆存发酵处理15天后，即可。

所述的秸秆发酵物，其发酵处理过程中的温度为55℃。

上述的杉木叶苦蒿复合生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将杉木叶一半与苦蒿进行混合后，将其置于搅拌池中搅拌均匀，再将其在温度为43℃的环境中堆放4h；

(2)将步骤(1)处理好的物料与秸秆发酵物混合，并将其采用搅拌速度为150r/min搅拌均匀后，将剩余的杉木叶加入其中，混合均匀；

(3)将其水分调整为37％后，送入造粒机中，挤压成直径为6mm的圆柱状颗粒，再将其送入温度为38℃的环境中烘烤29min，即可。

Claims (6)

1.一种杉木叶苦蒿复合生物质燃料，其特征在于，其原料成分以重量份计为杉木叶30-70份、苦蒿10-20份、秸秆发酵物10-20份。

2.如权利要求1所述的杉木叶苦蒿复合生物质燃料，其特征在于，所述的原料成分以重量份计为杉木叶50份、苦蒿15份、秸秆发酵物15份。

3.如权利要求1或2所述的杉木叶苦蒿复合生物质燃料，其特征在于，所述的秸秆发酵物是采用玉米秸秆、甘蔗秸秆、新鲜杂草中的至少一种作为原料发酵制备而成。

4.如权利要求1或2所述的杉木叶苦蒿复合生物质燃料，其特征在于，所述的秸秆发酵物，其制备方法是将秸秆粉碎成20-40目的粉末后，将其置于温度为30-40℃的环境中烘烤至水分含量为30-50％，再向其中加入秸秆重量1-3％的酵母后，将其堆存发酵处理10-20天后，即可。

5.如权利要求4所述的杉木叶苦蒿复合生物质燃料，其特征在于，所述的秸秆发酵物，其发酵处理过程中的温度为50-70℃。

6.如权利要求1-5任一项所述的杉木叶苦蒿复合生物质燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将杉木叶一半与苦蒿进行混合后，将其置于搅拌池中搅拌均匀，再将其在温度为40-50℃的环境中堆放2-5h；

(2)将步骤(1)处理好的物料与秸秆发酵物混合，并将其采用搅拌速度为100-300r/min搅拌均匀后，将剩余的杉木叶加入其中，混合均匀；

(3)将其水分调整为30-40％后，送入造粒机中，挤压成直径为3-7mm的圆柱状颗粒，再将其送入温度为35-45℃的环境中烘烤20-30min，即可。