CN105542893B - 一种生物质颗粒燃料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种生物质颗粒燃料及其制备方法，所述生物质颗粒燃料包括如下重量份的成分：食草性动物粪便，农业废弃物，地沟油，氧化钙，硫酸钙，丙酸，高岭土，硅藻土，膨润土，过氧化钙，氢氧化铝，丙二醇，聚乙烯醇，增氧剂，抗震防爆剂，助燃剂，疏松剂。所述生物质颗粒燃料含水率低，木质素含量高，利用了大量的农业废弃物和动物粪便，不仅大大的减少了焚烧农业废弃物等活动对空气的污染，而且使得动物粪便得到有效处理，提高了回收利用的使用价值，更加的环保，与常规生物质颗粒燃料颗粒相比，燃烧值高，燃烧时间长，燃烧后并无有害气体的排放，不会腐蚀燃烧设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质颗粒燃料及其制备方法。
背景技术
生物质颗粒燃料是将生物质原料（主要是农作物秸秆、农产品加工剩余物及林业剩余物）经过干燥、粉碎、调配等预处理后压缩成型的燃料。成型后的颗粒燃料密度大于1000 kg/m3，燃烧值达3500~5000 kcal/kg，能源密度与中质烟煤相当，输送、储存方便，可替代煤炭等化石燃料应用于炊事、供暖等民用领域和锅炉燃烧、发电等工业领域。
生物质颗粒燃料多为茎状农作物经过加工产生的块装环保新能源，其直径一般为6~8厘米，长度为其直径的4~5倍，破碎率小于1.5~2.0%，干基含水量小于10~15%，灰分含量小于1.5%，硫含量和氯含量均小于0.07%，氮含量小于0.5%。若使用添加剂，则应为农林产物，并且应标明使用的种类和数量。欧盟标准对生物质燃料的热值没有提出具体的数值，但要求销售商应予以标注。瑞典标准要求生物质燃料的热值一般应在16.9兆焦上。
目前，我国采用的制粒方法均为传统生产方法，包括原料烘干、压制、冷却、包装等。该工艺流程需要消耗大量能量，首先在颗粒压制成型过程中，压强达到50~100MPa，原料在高压下发生变形、升温，温度可达100~120℃，电动机的驱动需要消耗大量的电能；其次，原料的湿度要求在12%左右，湿度太高和太低都不能很好成粒，为了达到这个湿度，很多原料要烘干以后才能用于制粒；压制出来的热颗粒(颗粒温度可达95~110℃)要冷却才能进行包装。加之成型过程中对机器的磨损比较大，所以传统颗粒成型机的产品制造成本较高。
对此，目前国内主要存在如下专利文献：
专利公开号：CN104845696A，公开了一种利用桑枝发酵废弃物制备生物质颗粒燃料的方法，该方法步骤为将桑枝发酵废弃物粉碎至1~3mm，木本植物剩余物粉碎至3~6mm；桑枝发酵废弃物粉末5~40份和木本植物剩余物粉末60~95份搅拌混合均匀后，加热干燥至含水率为14~25%，干燥好的物料送入压辊式环模成型。本发明通过对低热值的桑枝发酵废弃物和高热值的木本植物剩余物进行浮配，可以使生物质原料在更低的环模孔径长比条件下成型，减小环模磨损，并可以有效的提高颗粒燃料的成型率、产品密度、耐久度以及低位热值。然而，该专利利用桑枝为原料制备生物质颗粒燃料，其获取方式较为局限，只能在种植桑树的地方获取，获取成本也高。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种生物质颗粒燃料及其制备方法，所述生物质颗粒燃料含水率低，木质素含量高，利用了大量的农业废弃物和动物粪便，不仅大大的减少了焚烧农业废弃物等活动对空气的污染，而且使得动物粪便得到有效处理，提高了回收利用的使用价值，更加的环保，与常规生物质颗粒燃料颗粒相比，燃烧值高，燃烧时间长，燃烧后并无有害气体的排放，不会腐蚀燃烧设备。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种生物质颗粒燃料，所述生物质颗粒燃料包括如下重量份的成分：食草性动物粪便：20~30份，农业废弃物：30~40份，地沟油：20~30份，氧化钙：1~5份，硫酸钙：1~5份，丙酸：5~10份，高岭土：1~5份，硅藻土：1~5份，膨润土：5~10份，过氧化钙：1~3份，氢氧化铝：2~4份，丙二醇：5~10份，聚乙烯醇：5~10份，增氧剂：0.1~1份，抗震防爆剂：0.1~1份，助燃剂：2~5份，疏松剂：5~10份。
进一步，所述生物质颗粒燃料包括如下重量份的成分：食草性动物粪便：25~30份，农业废弃物：35~40份，地沟油：25~30份，氧化钙：1~3份，硫酸钙：2~5份，丙酸：5~8份，高岭土：3~5份，硅藻土：2~5份，膨润土：5~8份，过氧化钙：1~3份，氢氧化铝：2~4份，丙二醇：7~10份，聚乙烯醇：5~7份，增氧剂：0.1~0.5份，抗震防爆剂：0.5~1份，助燃剂：2~5份，疏松剂：5~8份。
优选地，所述生物质颗粒燃料包括如下重量份的成分：食草性动物粪便：25份，农业废弃物：35份，地沟油：25份，氧化钙：2份，硫酸钙：3份，丙酸：6份，高岭土：4份，硅藻土：3份，膨润土：7份，过氧化钙：2份，氢氧化铝：3份，丙二醇：8份，聚乙烯醇：6份，增氧剂：0.5份，抗震防爆剂：0.5份，助燃剂：3份，疏松剂：5份。
另，所述食草性动物粪便为牛粪、羊粪或马粪。
另有，所述农业废弃物包括秸秆、玉米芯、甘蔗渣、藻类和水葫芦中的一种或多种混合物。
再，所述增氧剂为双氧水、高锰酸钾或硝酸钾。
再有，所述抗震防爆剂为植酸或植酸盐。
且，所述助燃剂包括氧化铝，氧化铁和镁粉，所述氧化铝、氧化铁、镁粉的重量比为2：3：1。
另，所述疏松剂为硅藻土或椰壳活性炭。
同时，本发明还提供一种生物质颗粒燃料的制备方法，包括如下步骤：
1) 按将食草性动物粪便除臭烘干，粉碎，得粪便粉料；
2)将农业废弃物和木质素晾晒、切碎后通过粉碎机碎至50-100目，得粉料，将所得粉料烘干至水分含量≤15%，与步骤1)所得粪便粉料混合，得混料；
3)将疏松剂破碎至粒径0.5~1mm，将步骤1)所得混料与增氧剂、抗震防爆剂、助燃剂、疏松剂混合均匀；
4)将剩余成分添加至步骤3)处理后所得混合料中，搅拌，混合均匀；
5)将步骤4)所得混料挤压、烘干、造粒，得所述生物质颗粒燃料，所述烘干在烘箱内进行，烘干温度为80~100℃，烘干时间为1~2h，所得生物质颗粒燃料粒径为0.5~1mm。
本发明的有益效果在于：
所述生物质颗粒燃料含水率低，木质素含量高，利用了大量的农业废弃物和动物粪便，不仅大大的减少了焚烧农业废弃物等活动对空气的污染，而且使得动物粪便得到有效处理，提高了回收利用的使用价值，更加的环保，与常规生物质颗粒燃料颗粒相比，燃烧值高，燃烧时间长，燃烧后并无有害气体的排放，不会腐蚀燃烧设备。
具体实施方式
本发明所述的一种生物质颗粒燃料，所述生物质颗粒燃料包括如下重量份的成分：食草性动物粪便：20~30份，农业废弃物：30~40份，地沟油：20~30份，氧化钙：1~5份，硫酸钙：1~5份，丙酸：5~10份，高岭土：1~5份，硅藻土：1~5份，膨润土：5~10份，过氧化钙：1~3份，氢氧化铝：2~4份，丙二醇：5~10份，聚乙烯醇：5~10份，增氧剂：0.1~1份，抗震防爆剂：0.1~1份，助燃剂：2~5份，疏松剂：5~10份。
进一步，所述生物质颗粒燃料包括如下重量份的成分：食草性动物粪便：25~30份，农业废弃物：35~40份，地沟油：25~30份，氧化钙：1~3份，硫酸钙：2~5份，丙酸：5~8份，高岭土：3~5份，硅藻土：2~5份，膨润土：5~8份，过氧化钙：1~3份，氢氧化铝：2~4份，丙二醇：7~10份，聚乙烯醇：5~7份，增氧剂：0.1~0.5份，抗震防爆剂：0.5~1份，助燃剂：2~5份，疏松剂：5~8份。
优选地，所述生物质颗粒燃料包括如下重量份的成分：食草性动物粪便：25份，农业废弃物：35份，地沟油：25份，氧化钙：2份，硫酸钙：3份，丙酸：6份，高岭土：4份，硅藻土：3份，膨润土：7份，过氧化钙：2份，氢氧化铝：3份，丙二醇：8份，聚乙烯醇：6份，增氧剂：0.5份，抗震防爆剂：0.5份，助燃剂：3份，疏松剂：5份。
另，所述食草性动物粪便为牛粪、羊粪或马粪。
另有，所述农业废弃物包括秸秆、玉米芯、甘蔗渣、藻类和水葫芦中的一种或多种混合物。
再，所述增氧剂为双氧水、高锰酸钾或硝酸钾。
再有，所述抗震防爆剂为植酸或植酸盐。
且，所述助燃剂包括氧化铝，氧化铁和镁粉，所述氧化铝、氧化铁、镁粉的重量比为2：3：1。
另，所述疏松剂为硅藻土或椰壳活性炭。
同时，本发明还提供一种生物质颗粒燃料的制备方法，包括如下步骤：
1) 按将食草性动物粪便除臭烘干，粉碎，得粪便粉料；
2)将农业废弃物和木质素晾晒、切碎后通过粉碎机碎至50-100目，得粉料，将所得粉料烘干至水分含量≤15%，与步骤1)所得粪便粉料混合，得混料；
3)将疏松剂破碎至粒径0.5~1mm，将步骤1)所得混料与增氧剂、抗震防爆剂、助燃剂、疏松剂混合均匀；
4)将剩余成分添加至步骤3)处理后所得混合料中，搅拌，混合均匀；
5)将步骤4)所得混料挤压、烘干、造粒，得所述生物质颗粒燃料，所述烘干在烘箱内进行，烘干温度为80~100℃，烘干时间为1~2h，所得生物质颗粒燃料粒径为0.5~1mm。
其中，表1为本发明所提供的一种生物质颗粒燃料的成分列表。
表1（单位：重量份）
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 食草性动物粪便 | 25 | 20 | 23 | 28 | 30 |
| 农业废弃物 | 35 | 33 | 30 | 38 | 40 |
| 地沟油 | 25 | 23 | 20 | 30 | 28 |
| 氧化钙 | 2 | 3 | 1 | 5 | 4 |
| 硫酸钙 | 3 | 1 | 2 | 4 | 5 |
| 丙酸 | 6 | 8 | 5 | 7 | 10 |
| 高岭土 | 4 | 3 | 5 | 1 | 2 |
| 硅藻土 | 3 | 2 | 4 | 1 | 5 |
| 膨润土 | 7 | 5 | 10 | 8 | 6 |
| 过氧化钙 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 |
| 氢氧化铝 | 3 | 3 | 2 | 4 | 2 |
| 丙二醇 | 8 | 5 | 7 | 10 | 9 |
| 聚乙烯醇 | 6 | 8 | 10 | 5 | 7 |
| 增氧剂 | 0.5 | 0.1 | 0.8 | 1 | 0.6 |
| 抗震防爆剂 | 0.5 | 0.8 | 0.1 | 1 | 0.6 |
| 助燃剂 | 3 | 4 | 2 | 5 | 3 |
| 疏松剂 | 5 | 6 | 10 | 7 | 8 |
本发明所提供的一种生物质颗粒燃料及其制备方法，所述生物质颗粒燃料含水率低，木质素含量高，利用了大量的农业废弃物和动物粪便，不仅大大的减少了焚烧农业废弃物等活动对空气的污染，而且使得动物粪便得到有效处理，提高了回收利用的使用价值，更加的环保，与常规生物质颗粒燃料颗粒相比，燃烧值高，燃烧时间长，燃烧后并无有害气体的排放，不会腐蚀燃烧设备。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (9)
1.一种生物质颗粒燃料，其特征在于，所述生物质颗粒燃料包括如下重量份的成分：食草性动物粪便：20~30份，农业废弃物：30~40份，地沟油：20~30份，氧化钙：1~5份，硫酸钙：1~5份，丙酸：5~10份，高岭土：1~5份，硅藻土：1~5份，膨润土：5~10份，过氧化钙：1~3份，氢氧化铝：2~4份，丙二醇：5~10份，聚乙烯醇：5~10份，增氧剂：0.1~1份，抗震防爆剂：0.1~1份，助燃剂：2~5份，疏松剂：5~10份；
所述生物质颗粒燃料的制备方法包括如下步骤：
1)按将食草性动物粪便除臭烘干，粉碎，得粪便粉料；
2)将农业废弃物和木质素晾晒、切碎后通过粉碎机碎至50-100目，得粉料，将所得粉料烘干至水分含量≤15%，与步骤1)所得粪便粉料混合，得混料；
3)将疏松剂破碎至粒径0.5~1mm，将步骤1)所得混料与增氧剂、抗震防爆剂、助燃剂、疏松剂混合均匀；
4)将剩余成分添加至步骤3)处理后所得混合料中，搅拌，混合均匀；
5)将步骤4)所得混料挤压、烘干、造粒，得所述生物质颗粒燃料，所述烘干在烘箱内进行，烘干温度为80~100℃，烘干时间为1~2h，所得生物质颗粒燃料粒径为0.5~1mm。
2.根据权利要求1所述的一种生物质颗粒燃料，其特征在于，所述生物质颗粒燃料包括如下重量份的成分：食草性动物粪便：25~30份，农业废弃物：35~40份，地沟油：25~30份，氧化钙：1~3份，硫酸钙：2~5份，丙酸：5~8份，高岭土：3~5份，硅藻土：2~5份，膨润土：5~8份，过氧化钙：1~3份，氢氧化铝：2~4份，丙二醇：7~10份，聚乙烯醇：5~7份，增氧剂：0.1~0.5份，抗震防爆剂：0.5~1份，助燃剂：2~5份，疏松剂：5~8份。
3.根据权利要求1所述的一种生物质颗粒燃料，其特征在于，所述生物质颗粒燃料包括如下重量份的成分：食草性动物粪便：25份，农业废弃物：35份，地沟油：25份，氧化钙：2份，硫酸钙：3份，丙酸：6份，高岭土：4份，硅藻土：3份，膨润土：7份，过氧化钙：2份，氢氧化铝：3份，丙二醇：8份，聚乙烯醇：6份，增氧剂：0.5份，抗震防爆剂：0.5份，助燃剂：3份，疏松剂：5份。
4.根据权利要求1所述的一种生物质颗粒燃料，其特征在于，所述食草性动物粪便为牛粪、羊粪或马粪。
5.根据权利要求1所述的一种生物质颗粒燃料，其特征在于，所述农业废弃物包括秸秆、玉米芯、甘蔗渣、藻类和水葫芦中的一种或多种混合物。
6.根据权利要求1所述的一种生物质颗粒燃料，其特征在于，所述增氧剂为双氧水、高锰酸钾或硝酸钾。
7.根据权利要求1所述的一种生物质颗粒燃料，其特征在于，所述抗震防爆剂为植酸或植酸盐。
8.根据权利要求1所述的一种生物质颗粒燃料，其特征在于，所述助燃剂包括氧化铝，氧化铁和镁粉，所述氧化铝、氧化铁、镁粉的重量比为2：3：1。
9.根据权利要求1所述的一种生物质颗粒燃料，其特征在于，所述疏松剂为硅藻土或椰壳活性炭。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |