CN106381187A

CN106381187A - 生物质颗粒燃料及其加工方法

Info

Publication number: CN106381187A
Application number: CN201610820146.XA
Authority: CN
Inventors: 赵红伟
Original assignee: Yuxi Bao Bao Biological Energy Co Ltd
Current assignee: Yuxi Bao Bao Biological Energy Co Ltd
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2016-09-13
Publication date: 2017-02-08

Abstract

本发明公开了一种生物质颗粒燃料，原料按重量比包括，刨花4～6份、木屑12～18份、膨松剂0.1～0.4份和促燃剂0.1～0.4份，其中刨花含水率4～6%；木屑为含水率25～35%和含水率8～10%的木屑按重量比1:2的混合物。本发明还提供了一种生物质颗粒燃料的加工方法，包括粉碎、一次混合、二次混合、三次混合、制粒。本发明利用木材生产废料加工的生物质颗粒燃料使用和运输都更加方便，提高了资源利用率，其热值可以达到4500～4700千卡/千克；向原料中喷加液体燃料作为促燃剂，碳酸氢钠、碳酸氢铵作为膨松剂，进一步提高生物质颗粒燃料的燃烧性能；本发明原料分为一次混合和二次混合，有利于水分的均匀分布；将促燃剂雾化喷入二次混合物中，促使促燃剂均匀分布。

Description

生物质颗粒燃料及其加工方法

技术领域

本发明涉及基于生物质的固体燃料，具体涉及生物质颗粒燃料及其加工方法。

背景技术

生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。目前，能源危机和环境污染是全球面临的共同难题，解决能源短缺和能源开发中引起的环境污染问题是人类可持续发展的关键，其中生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量，具有可再生和低污染的双重特点，被认为是未来可再生能源的重要组成部分。生物质能的高效开发利用,对解决能源、生态环境问题将起到十分积极的作用。在我国，一方面，常规能源供应紧张已经严重影响了社会经济的快速发展，石化能源大规模的集中使用，给人民的生存环境造成了危害，另一方面，我国生物质能源十分丰富，但是许多资源沦为废弃物，不仅没有利用起来，反而加重了环境负担。例如，木材废弃物包括装修装饰的废弃木材、旧城改造木材、废旧木质家具、一次性木质用品的废弃物，据统计，光城市的木材废弃物每年就达6000 万吨 , 折合成木材体积后约为 8500万立方米。生物质通过直接燃烧转化为有用能源是生物质能的主要利用方式之一。我国目前发展了一些生物质燃料技术，但尚存在以下一些问题：传统型生物质直燃发电存在原料利用率低，收集运输不方便，不易储存，堆放占地空间大且易腐烂、污染环境，热效率低，资源浪费比例高等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物质颗粒燃料及其加工方法，解决传统型生物质直燃发电存在原料利用率低，收集运输不方便，不易储存，堆放占地空间大且易腐烂、污染环境，热效率低，资源浪费比例高等问题。

为解决上述的技术问题，本发明提供了一种生物质颗粒燃料，原料按重量比包括，刨花4～6份、木屑12～18份、膨松剂0.1～0.4份和促燃剂0.1～0.4份。

作为优选的，原料按重量比包括，刨花4～5份、木屑12～15份、膨松剂0.3～0.4份和促燃剂0.3～0.4份。

作为优选的，刨花含水率4～6%；木屑为含水率25～35%和含水率8～10%的木屑按重量比1:2的混合物。

作为优选的，所述木屑为工厂生产废弃锯末、木材加工剩余的废料和废旧家具木料中的一种或几种粉碎得到；刨花为木料加工的废料；木屑和刨花均选自杉木、松木或栎木。

作为优选的，所述木屑粒径小于7mm,刨花厚度小于1mm。

作为优选的，所述膨松剂包括碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种。

作为优选的，所述促燃剂包括生物柴油、除去固体杂质和水分的地沟油以及液体化石燃料中的一种或几种。

另一方面，本发明还提供了一种生物质颗粒燃料的加工方法，包括：

粉碎，将工厂生产废弃锯末、木材加工剩余废料或废旧家具木料中的一种或几种粉碎至直径小于7mm的木屑；

一次混合，将含水率4～6%的干刨花4～6重量份与含水率25～35%的木屑4～6重量份混合，一次混合物的含水率达到10～14%；

二次混合，将一次混合物与含水率8～10%的木屑8～12重量份混合均匀得到含水率7～8%的二次混合物；

三次混合，向二次混合物中喷加雾化的促燃剂和固态的膨松剂，混合均匀；

制粒，将加入促燃剂的二次混合物加入制粒机中制粒后，在100～150摄氏度烘烤10分钟，得到生物质颗粒燃料。

作为优选的，所述一次混合和所述二次混合在100～150摄氏度进行。

作为优选的，三次混合向二次混合物中喷加雾化水，使混合物含水率为7～8%。

本发明一种生物质颗粒燃料及其加工方法采用废弃木料包括杉木、杂栎木、松木等为原料，将废弃物重新利用，变废为宝。本发明的原料有两种存在方式，木屑和刨花，其中刨花比表面积大，有利于和空气充分接触，容易干燥和燃烧；木屑有含水率25～35%和8～10%两种，可以起到填充的作用，并且与刨花相比比表面积相对较小，干燥相对较难，多以采用湿度较大的木屑和湿度较小的刨花以一定比例混合控制含水率，可以减少干燥原料过程中需要的能量，降低生产成本。本发明的刨花除引燃作用以外，还相当于建房子时的钢筋，起到固定、降低生物质颗粒燃料破碎率的作用。此外，由于本发明中木屑含水率较大，水的存在可能会影响木屑的燃烧，所以配料中还添加了生物柴油、地沟油、汽油、柴油、煤油等液体燃料作为促燃剂，促进生物质颗粒燃料的燃烧；向生物质颗粒燃料中添加膨松剂，制粒后加热烘烤使得其中的碳酸氢钠或碳酸氢铵分解，放出CO₂和NH₃，氧气通过CO₂和NH₃离开的通道进入颗粒内部，增加颗粒燃料与氧气的接触面积，有利于生物质颗粒燃料的燃烧。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少是如下之一：

1）本发明利用木材生产废料加工生物质颗粒燃料，相比于锯末、刨花和木材加工废料，生物质颗粒燃料使用和运输都更加方便，且对废物回收利用，提高了资源的利用率。

2）现有生物质颗粒燃料的热值一般都在3000～4000千卡/千克，本发明的生物质颗粒燃料热值可以达到4500～4700千卡/千克。

3）除刨花的引燃作用外，本发明还向原料中喷加液体燃料作为促燃剂，碳酸氢钠或碳酸氢铵作为膨松剂，进一步提高生物质颗粒燃料的燃烧性能。

4）本发明原料分为依次混合和二次混合，一次混合时将含水率25～35%的木屑和4～6%的干刨花混合，木屑和刨花之间湿度差大，水分传递的速度相对较快，有利于水分的均匀分布。

5）二次混合之后将促燃剂雾化喷入二次混合物中，相比于直接将促燃剂加入混合物中搅拌更能使促燃剂均匀分布。另外，二次混合后的混合物含水率太低会使得到的生物质燃料颗粒易散，所以当混合物含水率太低时，还可以在雾化器中加入适当比例的水，控制混合物的湿度。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本实施例提供了一种生物质颗粒燃料的加工方法，包括：

粉碎，将工厂生产废弃锯末、木材加工剩余杂栎木废料和废旧家具木料粉碎至直径小于7mm的木屑；

一次混合，将含水率4～6%的干刨花40Kg与含水率30～35%的木屑60Kg在150摄氏度混合，一次混合物的含水率达到13～14%；

二次混合，将一次混合物与含水率8～10%的木屑120Kg在150摄氏度混合均匀得到含水率7～8%的二次混合物。

三次混合，向二次混合物中喷加雾化的生物柴油和除去固体杂质和水分的地沟油共1Kg，固态碳酸氢铵1Kg，混合均匀；

制粒，将加入促燃剂的二次混合物加入制粒机中制粒后，在100摄氏度烘烤15分钟，得到生物质颗粒燃料，得到含水率8%的生物质颗粒燃料成品。

本实施例得到的生物质颗粒燃料包括含水率4～6%的干刨花40Kg、含水率30～35%的木屑60Kg、含水率8～10%的木屑120Kg、碳酸氢铵1Kg和促燃剂1Kg，燃料热值为4567千卡/千克。

实施例2：

本实施例提供了一种生物质颗粒燃料的加工方法，包括：

粉碎，将木材加工剩余废料和废旧松木家具木料粉碎至直径小于7mm的木屑；

一次混合，将含水率4～6%的干刨花60Kg与含水率25～30%的木屑40Kg在100摄氏度混合，一次混合物的含水率达到10～11%；

二次混合，将一次混合物与含水率8～10%的木屑80Kg在100摄氏度混合均匀得到含水率7～8%的二次混合物。

三次混合，向二次混合物中喷加雾化的汽油4Kg，固态的碳酸氢铵和碳酸氢钠共4Kg，混合均匀；

制粒，将加入促燃剂的二次混合物加入制粒机中制粒后，在140摄氏度烘烤10分钟，得到生物质颗粒燃料，得到含水率7%的生物质颗粒燃料成品。

本实施例得到的生物质颗粒燃料包括含水率4～6%的干刨花60Kg、含水率25～30%的木屑40Kg、含水率8～10%的木屑80Kg、膨松剂4Kg和促燃剂4Kg，燃料热值为4682千卡/千克。

实施例3：

本实施例提供了一种生物质颗粒燃料的加工方法，包括：

粉碎，将工厂生产废弃杉木锯末、木材加工剩余废料和废旧家具木料粉碎至直径小于7mm的木屑；

一次混合，将含水率4～6%的干刨花50Kg与含水率28～33%的木屑50Kg在125摄氏度混合，一次混合物的含水率达到11～13%；

二次混合，将一次混合物与含水率8～10%的木屑100Kg在125摄氏度混合均匀得到含水率7～8%的二次混合物。

三次混合，向二次混合物中喷加雾化的柴油和煤油共3Kg，碳酸氢钠3Kg,混合均匀；

制粒，将加入促燃剂的二次混合物加入制粒机中制粒后，在120摄氏度烘烤11分钟，得到生物质颗粒燃料，得到含水率7%的生物质颗粒燃料成品。

本实施例得到的生物质颗粒燃料包括含水率4～6%的干刨花50Kg、含水率28～33%的木屑50Kg、含水率8～10%的木屑100Kg、碳酸氢钠3Kg和促燃剂3Kg，燃料热值为4613千卡/千克。

实施例4：

本实施例提供了一种生物质颗粒燃料的加工方法，包括：

粉碎，将工厂生产废弃锯末粉碎至直径小于7mm的木屑；

一次混合，将含水率4～6%的干刨花45Kg与含水率28～30%的木屑45Kg在100摄氏度混合，一次混合物的含水率达到11～13%；

二次混合，将一次混合物与含水率8～10%的木屑90Kg在100摄氏度混合均匀得到含水率7～8%的二次混合物。

三次混合，向二次混合物中喷加雾化的生物柴油3.5Kg，碳酸氢铵3.5Kg,混合均匀；

制粒，将加入促燃剂的二次混合物加入制粒机中制粒后，在150摄氏度烘烤10分钟，得到生物质颗粒燃料，得到含水率7%的生物质颗粒燃料成品。

本实施例得到的生物质颗粒燃料包括含水率4～6%的干刨花45Kg、含水率28～30%的木屑45Kg、含水率8～10%的木屑90Kg、碳酸氢铵3.5Kg和生物柴油3.5Kg，燃料热值为4641千卡/千克。

实施例5：

本实施例提供了一种生物质颗粒燃料的加工方法，包括：

粉碎，将工厂生产废弃锯末粉碎至直径小于7mm的木屑；

一次混合，将含水率4～6%的干刨花50Kg与含水率25～27%的木屑60Kg在150摄氏度混合，一次混合物的含水率达到10～12%；

二次混合，将一次混合物与含水率8～10%的木屑120Kg在150摄氏度混合均匀得到含水率5～7%二次混合物。

三次混合，向二次混合物中喷加雾化的促燃剂与水的混合物，其中促燃剂4Kg、水3Kg，还有固态的碳酸氢铵3Kg,混合均匀；

制粒，将加入促燃剂的二次混合物加入制粒机中制粒后，在100摄氏度烘烤12分钟，得到生物质颗粒燃料，得到含水率8%的生物质颗粒燃料成品。

本实施例得到的生物质颗粒燃料包括含水率4～6%的干刨花60Kg与含水率25～27%的木屑40Kg、含水率8～10%的木屑120Kg、碳酸氢铵3Kg和促燃剂3Kg，燃料热值为4597千卡/千克。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合进行多种变型和改进。除了对主题组合的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims

1.一种生物质颗粒燃料，其特征在于，按重量比包括，刨花4～6份、木屑木屑12～18份、膨松剂0.1～0.4份和促燃剂0.1～0.4份。

2.根据权利要求1所述的生物质颗粒燃料，其特征在于，按重量比包括，刨花4～5份、木屑12～15份、膨松剂0.3～0.4份和促燃剂0.3～0.4份。

3.根据权利要求1和2所述的生物质颗粒燃料，其特征在于，刨花含水率4～6%；木屑为含水率25～35%和含水率8～10%的木屑按重量比1:2的混合物。

4.根据权利要求1和2所述的生物质颗粒燃料，其特征在于，所述木屑为工厂生产废弃锯末、木材加工剩余废料和废旧家具木料中的一种或几种粉碎得到；刨花为木料加工的废料；木屑和刨花均选自杉木、松木或栎木。

5.根据权利要求1所述的生物质颗粒燃料，其特征在于，所述木屑粒径小于7mm,刨花厚度小于1mm。

6.根据权利要求1所述的生物质颗粒燃料，其特征在于，所述膨松剂包括碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的生物质颗粒燃料，其特征在于，所述促燃剂包括生物柴油、除去固体杂质和水分的地沟油以及液体化石燃料中的一种或几种。

8.一种权利要求1所述的生物质颗粒燃料的加工方法，其特征在于，包括：

二次混合，将一次混合物与含水率8～10%的木屑8～12重量份混合均匀得到含水率7～8%二次混合物；

制粒，将加入促燃剂的二次混合物加入制粒机中制粒后，在100-150摄氏度烘烤10分钟，得到生物质颗粒燃料。

9.根据权利要求7所述的生物质颗粒燃料的加工方法，其特征在于，所述一次混合和所述二次混合在100～150摄氏度进行。

10.根据权利要求7所述的生物质颗粒燃料的加工方法，其特征在于，雾化步骤向二次混合物中喷加促燃剂与水的混合物，使二次混合物含水率为7～8%。