CN106967470B - 一种稳定的生物质成型燃料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物质燃料领域，具体是关于一种稳定的生物质成型燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将原料预处理后进行发酵，制得发酵物；所述发酵过程中加入对纤维素起到分解作用的菌剂；2）将所得发酵物干燥，得干燥物；3）将干燥物挤压成型，制得生物质成型燃料；所述的菌剂为地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解凝乳类芽胞杆菌、特基拉芽胞杆菌中的任一种或者多种。采用本发明工艺达到了废料综合利用的目的，减少浓烟的排放，环保安全。经过发酵处理后，脱油后的香料植物叶渣更容易成型。

Description

一种稳定的生物质成型燃料的制备方法
技术领域
本发明涉及生物质燃料领域，具体是关于一种稳定的生物质成型燃料的制备方法。
背景技术
生物质能因其可再生、资源丰富、环境友好而成为世界第四大能源，也是唯一可以运输与储存的清洁可再生能源，主要是利用现代化的生物质能源技术将农业废弃物、采伐剩余物等原料加工成生物质颗粒燃料、生物柴油、生物燃料乙醇等终端产品。生物质燃料在后期利用过程中几乎没有SO2排出，减少了其利用过程中产生的烟气所引起的酸雨及温室效应的危害，使得生物质能源拥有了更为广阔的应用前景和发展空间，因而发展生物质燃料已成为人类解决能源问题和改善环境的一个重要手段和发展方向。
申请号为201610088251.9、201510353869.9的发明，公开了将原料混合后置于发酵池中发酵，前后经过两次发酵，并添加助燃剂用于降低其燃点，最终经过成型压制制得生物质燃料，这种存在着发酵技术复杂麻烦、生物质燃料成分多而成本高的缺点，发酵时间也长。
采用申请号为201510670010.0、201210412146.8等发明制备得到生物质燃料，虽然能稳定成型，但是成型后不稳定，不能长时间保持，容易受环境湿度、温度等因素影响，同时其燃烧会产生大量的烟。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稳定的生物质成型燃料的制备方法，克服上述问题，制备的生物质成型燃料，具有制备成型容易持久、燃烧充分少烟、无二次污染的特点。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种稳定的生物质成型燃料的制备方法，包括以下步骤：
1）将原料预处理后进行发酵，制得发酵物；所述发酵过程中加入对纤维素起到分解作用的菌剂；
2）将所得发酵物干燥，得干燥物；
3）将干燥物挤压成型，制得生物质成型燃料；所述的菌剂为地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解凝乳类芽胞杆菌、特基拉芽胞杆菌中的任一种或者任意多种。
进一步地，所述的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解凝乳类芽胞杆菌、特基拉芽胞杆菌的活菌数量之比1-2：1-3:2-3:1-2。
进一步地，在浓度为0.1*107-9*107CFU/ml的范围内，所述菌剂与原料的重量比为5-10‰。
进一步地，发酵过程中控制湿度30-50%，发酵温度45-60℃。发酵时间为5-8d。
进一步地，所述预处理包括原料脱油和粉粹处理；所述粉碎处理后将物料过10-20目筛；所述发酵物含油率小于等于0.4%，进一步的，选自含油率小于等于0.1%。
进一步地，干燥温度为200-230℃；所述干燥物的含水率为15-20%。
其中，将原料经过脱油处理，其中，原料主要包括脱油后农业副产品，如香料植物在蒸馏提取香料油后的枝叶、提取植物油后的油粕等，当然此类物质的预处理只有粉碎处理。
其中，地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis），保存于中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，平台编号10831；枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis），保存于中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，平台编号10089；解凝乳类芽胞杆菌（Paenibacillus curdlanolyticus），保存于中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，平台编号10358；特基拉芽胞杆菌（Bacillus tequilensis），保存于中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，平台编号10832。其中，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解凝乳类芽胞杆菌和特基拉芽胞杆菌的质量比1-2：1-3:2-3:1-2，采用该比例的菌剂组合相互增效使发酵效果更好，使易于成型。
通过研究发现，发酵时间的长短是影响生物质燃料成型效果与结构稳定的重要因素，本发明优选发酵时间为5-8d，能提高最终发酵后的产物的成型效果和结构稳定性，发酵时间过长反而会降低这方面的特性。进一步优选为6-7d。
通过研究发现，发酵产物中的含油率也是影响生物质燃料成型效果与结构稳定的重要因素，含油率大于0.4%，最终产品成型效果和结构稳定差，本发明优选含油率小于等于0.4%，进一步的优选含油率小于等于0.1%，显著提高了最终产品成型情况，使其易于成型且成型效果好，结构稳定性强，能满足长时间储存和运输的要求。
通过研究发现，先压制成型后干燥，最终制得的产品结构稳定性不好，在长时间的储存和运输等情况下容易出现松散开裂等问题。本发明将发酵物干燥后再压制成型，可以获得很好的稳定持久的效果，研究发明含水率为15-20%时效果最好。
本发明还提供了一种由上述生产制备得到的生物质成型燃料。
本发明有益效果：
一、采用本发明工艺达到了废料综合利用的目的，减少浓烟的排放，环保安全，经过发酵处理后，无需添加助燃剂即可燃烧，燃烧容易且充分，燃烧火苗稳定，使燃烧效率提高。
二、通过发酵工艺，物料得到明显软化，成型效果和结构稳定性明显提高，长时间储存、运输性能提高，耐潮湿性好不易受天气影响，经济性更好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
一种稳定的生物质成型燃料的制备方法，包括以下步骤：
1）将脱油油樟枝叶和菌剂混匀后粉碎，调整粉碎机的筛板孔直径过10目筛，其中，在浓度为0.1*107-9*107CFU/ml的范围内,菌剂与原料的重量比5‰,地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解凝乳类芽胞杆菌、特基拉芽胞杆菌的活菌数量之比1-2：1-3:2-3:1-2。
2）将步骤1）所得物料进行堆积发酵，湿度控制在50%，堆积发酵温度45℃，堆积发酵8天；
3）将步骤2）所得物料在230℃下烘烤15min，烘烤后的物料含水量在15%左右；
4）将步骤3）所得物料送入生物质燃料成型机压制成型，最终即得成品生物质成型燃料。制得的生物质成型燃料可储存2年以上，长途运输不松散损坏，耐潮湿性好，易燃烧且发烟少。
实施例2
一种稳定的生物质成型燃料的制备方法，包括以下步骤：
1）将脱油岩桂枝叶和菌剂混匀后粉碎，调整粉碎机的筛板孔直径过20目筛，其中，在浓度为0.1*107-9*107CFU/ml的范围内，菌剂与原料的重量比7‰；菌剂为地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解凝乳类芽胞杆菌、特基拉芽胞杆菌中的任一种；
2）将步骤1）所得物料进行堆积发酵，湿度控制在30%，堆积发酵温度55℃，堆积发酵6天；
3）将步骤2）所得物料在200℃下烘烤20min，烘烤后的物料含水量在20%左右；
4）将步骤3）所得物料送入生物质燃料成型机压制成型，最终即得成品生物质成型燃料。制得的生物质成型燃料可储存1.5年以上，长途运输不松散损坏，耐潮湿性好，易燃烧且发烟少。
实施例3
一种稳定的生物质成型燃料的制备方法，包括以下步骤：
1）将脱油肉桂枝叶和菌剂混匀后粉碎，调整粉碎机的筛板孔直径过18目筛，其中，在浓度为0.1*107-9*107CFU/ml的范围内，菌剂与原料的重量比为8‰；菌剂选择地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌两种，重量各占50%；
2）将步骤1）所得物料进行堆积发酵，湿度控制在40%，堆积发酵温度50℃，堆积发酵5天；
3）将步骤2）所得物料在210℃下烘烤18min，烘烤后的物料含水量在17%左右；
4）将步骤3）所得物料送入生物质燃料成型机压制成型，最终即得成品生物质成型燃料。制得的生物质成型燃料可储存1年以上，长途运输不松散损坏，耐潮湿性好，易燃烧且发烟少。
实施例4
一种稳定的生物质成型燃料的制备方法，包括以下步骤：
1）将豆粕和菌剂混匀后粉碎，调整粉碎机的筛板孔直径过18目筛，其中，菌剂与原料的重量比为10‰；菌剂选择枯草芽孢杆菌、解凝乳类芽胞杆菌、特基拉芽胞杆菌三种的组合，比例各占三分之一。
2）将步骤1）所得物料进行堆积发酵，湿度控制在35%，堆积发酵温度45℃，堆积发酵5天；
3）将步骤2）所得物料在215℃下烘烤15min，烘烤后的物料含水量在15%左右；
4）将步骤3）所得物料送入生物质燃料成型机压制成型，最终即得成品生物质成型燃料。制得的生物质成型燃料可储存1.5年以上，长途运输不松散损坏，耐潮湿性好，易燃烧且发烟少。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但上述实施例仅为本发明较佳的实施方式之一，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，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。

Claims (5)

1.一种稳定的生物质成型燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将原料预处理后，将混合好的生物质和菌剂直接进行堆积发酵，制得发酵物；
2）将所得发酵物干燥，得干燥物；
3）将干燥物挤压成型，制得生物质成型燃料；所述的菌剂为地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解凝乳类芽胞杆菌、特基拉芽胞杆菌的活菌数量之比1~2：1~3:2~3:1~2的复合菌剂，在浓度为0.1*107~9*107CFU/ml的范围内，所述菌剂与原料的重量比为5~10‰；
所述发酵物含油率小于等于0.4%；
所述干燥物的含水率为15-20%；
所述生物质选自香料植物经蒸馏提取香料油后的枝叶。
2.根据权利要求1所述稳定的生物质成型燃料的制备方法，其特征在于：发酵过程中控制湿度30-50%，发酵温度45-60℃;发酵时间为5-8d。
3.根据权利要求要求1所述稳定的生物质成型燃料的制备方法，其特征在于：所述预处理包括原料脱油和粉碎处理；所述粉碎处理后将物料过10-20目筛；所述发酵物含油率小于等于0.1%。
4.根据权利要求要求1所述稳定的生物质成型燃料的制备方法，其特征在于：干燥温度为200-230℃。
5.如权利要求1-4任一所述的制备方法制得的生物质成型燃料。
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