CN105505506A - 一种菊花秸秆生物质颗粒燃料及其生产方法 - Google Patents

一种菊花秸秆生物质颗粒燃料及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,由以下重量百分比的组分组成?:酒糟2.1-5.6%、板栗蒲10.5-11.7%、甘蔗叶6-15%、竹叶5-10%、葡萄藤6-16%、药泥醇沉物1-5%、山核桃蒲10-15%、油茶籽渣12-21%、纳米凹凸棒粘土0.2-0.31%,余量为菊花秸秆;本发明还公开了上述燃料的生产方法。本发明通过将菊花秸秆制备成生物质能燃料,每一万吨菊花秸秆生物质固体成型燃料可替代标准煤1~1.5万吨,不仅治理了菊花秸秆对环境的污染、从源头上保护了生态环境,而且实现了变废为宝,延伸了山核桃产业链,增加了当地农民的收入。

Description

一种菊花秸秆生物质颗粒燃料及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种菊花秸秆生物质颗粒燃料及其生产方法。
背景技术
全球对能源的需求持续增长而常规石油(如石油、天然气和液化天然气)的储量正在减少。石油储量减少导致的石油生产高峰加大了全球能源危机的可能性,特别是在能量需求如预期持续增长的条件下。因此,人们对于开发过去非常规的燃料资源(如重油、油砂、油页岩)和其他的非化石来源的能源(如木质纤维素材料)投入了越来越多的关注。在“可选”的能源生产领域中有显著大量的研究已经集中于由木质纤维素物质产生生物燃料。这种技术提升了转向充足且可再生的能源生产原料作为储量逐渐耗尽的烃类原材料的替代品的前景。在低能量密度的化石燃料(褐煤、泥炭和油页岩)资源比较充足的情况下,将这些燃料富集成高能量燃料产品也呈现出具有吸引力的选择。
生物质燃料发热量大,发热量在3900~4800千卡/kg左右,经炭化后的发热量高达7000—8000千卡/kg。生物质燃料清洁卫生,投料方便,减少工人的劳动强度,极大地改善了劳动环境,企业将减少用于劳动力方面的成本。生物质燃料燃烧后灰碴极少,极大地减少堆放煤碴的场地,降低出碴费用。生物质燃料燃烧后的灰烬是品位极高的优质有机钾肥,可回收创利的可再生的能源。尽管具有可观的潜力,大多数由木质纤维素物质和其他非常规材料生产燃料的技术都不划算,和/或者不能提供出可用于商业化的有足够质量的燃料产品。例如,目前由木质纤维素物质生产生物燃料的方法通常需要通过一系列复杂而又耗时的步骤来将底物分离成各种不同的组分,并且在多种情况下需要使用昂贵的水解酶和发酵微生物。除了这些缺点之外,目前可用的方法无法对绝大部分的底物材料进行利用,其没有被转化为燃料而浪费掉。此外,目前的方法生产的燃料中氧含量显著高于常规燃料,因而它们的能量密度较低并且它们的弱稳定性使得难以加工(如储存、与常规燃料的混合、品位升级等)。
由于植物在生长的过程中吸收Ca、Mg、K、Na、Si、S、P等元素,在收获之后,这些元素残留在植物体内,另外在生物质的收割、加工和运输的过程中会不可避免的掺入部分砂石、土壤等,从而增加了生物质燃料的灰分含量。生物质灰中所含有的大量的无机矿物质元素会对生物质燃烧过程造成严重影响,在燃烧的过程中,生成低熔点的共晶体,当炉膛内的温度高于其熔融温度(约1000℃)后,就会熔融,粘附在水冷壁等处,阻碍水冷壁等受热装置吸收燃料燃烧产生的热量,热量及可燃飞灰随着烟气排出,造成热量的损失。生物质锅炉结渣阻碍热量交换是导致生物质锅炉效率降低的主要原因。
发明内容
为克服上述不足,本发明目的是提供一种可降低生物质燃料过程中锅炉结渣量的一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,且该颗粒燃料发热量更高。
本发明的方案如下:一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,由以下重量百分比的组分组成:酒糟2.1-5.6%、板栗蒲10.5-11.7%、甘蔗叶6-15%、竹叶5-10%、葡萄藤6-16%、药泥醇沉物1-5%、山核桃蒲10-15%、油茶籽渣12-21%、纳米凹凸棒粘土0.2-0.31%,余量为菊花秸秆。
一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,由以下重量百分比的组分组成:酒糟4.2%、板栗蒲10.9%、甘蔗叶12%、竹叶7%、葡萄藤8%、药泥醇沉物3.2%、山核桃蒲12%、油茶籽渣18%、纳米凹凸棒粘土0.27%,余量为菊花秸秆。
进一步,所述的酒糟、板栗蒲1、甘蔗叶、竹叶、葡萄藤、药泥醇沉物、山核桃蒲、油茶籽渣和菊花秸秆含氯量均小于0.26%。
进一步,所述的酒糟含干物质92.58%,其中包括粗蛋白16.39%,粗纤维18.38%,粗脂肪5.51%,粗灰分14.18%。
进一步,所述的板栗蒲、甘蔗叶、竹叶、葡萄藤、菊花秸秆含水率均≦5%;酒糟、药泥醇、油茶籽含水率均≦8%;葡萄藤木质素含量为25~36%。
进一步,所述的药泥醇沉物为是三七、天麻、何首乌、甘草中药材在现代中药水提醇沉加工工艺提取过程中产生的废弃膏状沉淀物。
一种菊花秸秆生物质颗粒燃料的生产方法,步骤如下:
a、将板栗蒲、甘蔗叶、竹叶、葡萄藤、菊花秸秆、酒糟、药泥醇沉物、油茶籽粉、山核桃蒲碎成3-5mm粉末;
b、将纳米凹凸棒粘土粉碎,并用100-200目的筛子进行筛分;
c、将步骤a中所得粉碎物进行混合,送入回转烘干机烘干,烘干时间5-10min,烘干后物料含水量为11-14%;
d、烘干后的物料经过回转筛送入回风机进行翻转通风降温,降温至42~45℃,同时经过永磁筒吸附混合物料中的金属微粒;
e、将降温后的物料送入中央集尘配料斗与步骤b中的纳米凹凸棒粘土粉末混合;
f、除尘混合后送入制粒机进行制粒,制粒过程中经喷水喷油比调节,使得制粒机
总控温度为111.5℃;制粒机成型环模内部压强在18.2Mpa;物料压缩比调节,压缩比为1:3.15,再经过制粒机压辊和挤压环模使物料成型制成颗粒成品。
菊花秸秆生物质颗粒燃料,密度为1280~1390g/m3、含水量质量百分比为2.9~3.5%、热值为4710-5050大卡。
本发明由板栗蒲、甘蔗叶、竹叶、葡萄藤、菊花秸秆、酒糟、药泥醇沉物、油茶籽粉、山核桃蒲、纳米凹凸棒粘土成份构成;甘蔗叶、竹叶、菊花秸秆,主要由粗纤维构成,燃烧效率高;板栗蒲、酒糟及菊花秸秆中均含有粗纤维、粗蛋白、粗脂肪,上述成份均有利于燃烧,且板栗蒲含有不少的油脂成份,这些油脂可做为粘结剂,使颗粒成型容易,结构更加紧密;添加微量纳米凹凸棒粘土,在燃烧过程中,纳米凹凸棒粘土中的可交换钙离子,与Mg、K、Na、Si、S、P等元素反应生成新的化合物,可以提高积灰软化温度,从而起到降低结渣的效果。燃烧中,米凹凸棒粘土中的的铁离子会生成氧化铁,起到助然剂的作用,进一步,提高燃料的放热量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,由以下重量百分比的组分组成:酒糟4.2%、板栗蒲10.9%、甘蔗叶12%、竹叶7%、葡萄藤8%、药泥醇沉物3.2%、山核桃蒲12%、油茶籽渣18%、纳米凹凸棒粘土0.27%,余量为菊花秸秆。
一种菊花秸秆生物质颗粒燃料的生产方法,步骤如下:
a、将板栗蒲、甘蔗叶、竹叶、葡萄藤、菊花秸秆、酒糟、药泥醇沉物、油茶籽粉、山核桃蒲碎成5mm粉末;
b、将纳米凹凸棒粘土粉碎,并用170目的筛子进行筛分;
c、将步骤a中所得粉碎物进行混合,送入回转烘干机烘干,烘干时间9min,烘干后物料含水量为12%;
d、烘干后的物料经过回转筛送入回风机进行翻转通风降温,降温至44℃,同时经过永磁筒吸附混合物料中的金属微粒;
e、将降温后的物料送入中央集尘配料斗与步骤b中的纳米凹凸棒粘土粉末混合;
f、除尘混合后送入制粒机进行制粒,制粒过程中经喷水喷油比调节,使得制粒机
总控温度为111.5℃;制粒机成型环模内部压强在18.2Mpa;物料压缩比调节,压缩比为1:3.15,再经过制粒机压辊和挤压环模使物料成型制成颗粒成品。
实施例2
一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,由以下重量百分比的组分组成:酒糟3.5%、板栗蒲10.6%、甘蔗叶14%、竹叶9%、葡萄藤8%、药泥醇沉物4.1%、山核桃蒲13%、油茶籽渣15.4%、纳米凹凸棒粘土0.22%,余量为菊花秸秆。
生产方法同实施例1。
实施例3
一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,由以下重量百分比的组分组成:酒糟5.1%、板栗蒲11.2%、甘蔗叶13.7%、竹叶8.2%、葡萄藤15%、药泥醇沉物4%、山核桃蒲14%、油茶籽渣20%、纳米凹凸棒粘土0.3%,余量为菊花秸秆。
生产方法同实施例1。
对比例1
一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,由以下重量百分比的组分组成:酒糟4.2%、板栗蒲10.9%、甘蔗叶12%、竹叶7%、葡萄藤8%、药泥醇沉物3.2%、山核桃蒲12%、油茶籽渣18%,余量为菊花秸秆。
生产方法同实施例1。
对比例2
一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,由以下重量百分比的组分组成:酒糟3.5%、板栗蒲10.6%、甘蔗叶14%、竹叶9%、葡萄藤8%、药泥醇沉物4.1%、山核桃蒲13%、油茶籽渣15.4%,量为菊花秸秆。
生产方法同实施例1。
对比例3
一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,由以下重量百分比的组分组成:酒糟5.1%、板栗蒲11.2%、甘蔗叶13.7%、竹叶8.2%、葡萄藤15%、药泥醇沉物4%、山核桃蒲14%、油茶籽渣20%、纳米凹凸棒粘土0.3%,余量为菊花秸秆。
对上述实施例1-3、对比例1-3所得的生物质颗粒燃料进行检验,测试结果如下表所示。
成型密度(g/m3 含水率 热值 锅炉清洁周期(次/年)
实施例1 1390 2.9 5050 1
实施例2 1320 3.3 4890 1
实施例3 1290 3.5 4710 1
对比例1 1215 4.8 4420 2
对比例2 1192 5 4310 2
对比例3 1182 5.2 4280 2
市售生物质颗粒燃料 1020 6.3 3600 3
280~1390g/m3、含水量质量百分比为29~3.5%、热值为4710-5050大卡。
通过对上表的数据进行分析,可得出:使用本发明生产所得的生物质颗粒燃料在成型密度、含水率、热值参数上均优于不使用纳米凹凸棒粘土配方生产所得的生物质颗粒燃料及普通的市售生物质颗粒燃料。同时,使用本发明生产所得的生物质颗粒燃料后,由于可降低结渣的产生,使得锅炉清洁周期得以减少,降低时间、人工成本。
进行尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明,但是应该指明的是,我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改,其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,其特征在于,由以下重量百分比的组分组成:
酒糟2.1-5.6%、板栗蒲10.5-11.7%、甘蔗叶6-15%、竹叶5-10%、葡萄藤6-16%、药泥醇沉物1-5%、山核桃蒲10-15%、油茶籽渣12-21%、纳米凹凸棒粘土0.2-0.31%,余量为菊花秸秆。
2.根据权利要求1所述的一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,其特征在于,由以下重量百分比的组分组成:酒糟4.2%、板栗蒲10.9%、甘蔗叶12%、竹叶7%、葡萄藤8%、药泥醇沉物3.2%、山核桃蒲12%、油茶籽渣18%、纳米凹凸棒粘土0.27%,余量为菊花秸秆。
3.根据权利要求1所述的一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,其特征在于,所述的酒糟、板栗蒲1、甘蔗叶、竹叶、葡萄藤、药泥醇沉物、山核桃蒲、油茶籽渣和菊花秸秆含氯量均小于0.26%。
4.根据权利要求1所述的一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,其特征在于,所述的酒糟含干物质92.58%,其中包括粗蛋白16.39%,粗纤维18.38%,粗脂肪5.51%,粗灰分14.18%。
5.根据权利要求1所述的一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,其特征在于,所述的板栗蒲、甘蔗叶、竹叶、葡萄藤、菊花秸秆含水率均≦5%;酒糟、药泥醇、油茶籽含水率均≦8%;葡萄藤木质素含量为25~36%。
6.根据权利要求1所述的一种菊花秸秆生物质颗粒燃料,其特征在于,所述的药泥醇沉物为是三七、天麻、何首乌、甘草中药材在现代中药水提醇沉加工工艺提取过程中产生的废弃膏状沉淀物。
7.一种菊花秸秆生物质颗粒燃料的生产方法,其特征在于,步骤如下:
a、将板栗蒲、甘蔗叶、竹叶、葡萄藤、菊花秸秆、酒糟、药泥醇沉物、油茶籽粉、山核桃蒲碎成3-5mm粉末;
b、将纳米凹凸棒粘土粉碎,并用100-200目的筛子进行筛分;
c、将步骤a中所得粉碎物进行混合,送入回转烘干机烘干,烘干时间5-10min,烘干后物料含水量为11-14%;
d、烘干后的物料经过回转筛送入回风机进行翻转通风降温,降温至42~45℃,同时经过永磁筒吸附混合物料中的金属微粒;
e、将降温后的物料送入中央集尘配料斗与步骤b中的纳米凹凸棒粘土粉末混合;
f、除尘混合后送入制粒机进行制粒,制粒过程中经喷水喷油比调节,使得制粒机
总控温度为111.5℃;制粒机成型环模内部压强在18.2Mpa;物料压缩比调节,压缩比为1:3.15,再经过制粒机压辊和挤压环模使物料成型制成颗粒成品。
8.根据权利要求7所述的生产方法所得的菊花秸秆生物质颗粒燃料,其特征在于,密度为1280~1390g/m3、含水量质量百分比为2.9~3.5%、热值为4710-5050大卡。
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