CN107033980A - 一种生物质成型燃料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质成型燃料。所述生物质成型燃料由以下重量份配比的原料制成：秸秆30～45份、木屑25～35份、稻壳15～25份、玉米芯10～15份、无烟煤5～10份、生石灰1～3份、高粘土6～9份。本发明还公开了一种生物质成型燃料的制备方法。本发明提供一种生物质成型燃料及其制备方法，该生物质成型燃料及其制备方法能对生物质原料进行有效利用，具有加工工艺简单、成本低、密度小、热值高、灰分少、燃烧充分等优点。

Description

一种生物质成型燃料及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物质燃料加工技术领域，具体的，涉及一种生物质成型燃料及其制备方法。
背景技术
21世纪面临严重能源危机，化石能源是目前全球消耗的最主要能源，但随着人类的不断开采，化石能源的枯竭是不可避免，大部分化石能源即将被开采殆尽。寻找代替化石能源的新型能源成为当今一大主要任务。因此，开发可再生新能源是今后发展的主流方向。
生物质成型燃料是利用致密成型技术将生物质加工成容易储藏和方便使用的生物质颗粒或棒状、块状燃料，具有体积小、容量大、热值高、燃烧火力旺、原料普遍易取、可再生等特性，燃烧过程中排渣少、烟尘和二氧化硫含量低、对环境污染小等优点，是煤和薪柴优秀的替代燃料。但目前，生物质成型燃料加工仍存在着较大问题，如加工工艺复杂、难度大、成本高；成型燃料在燃烧过程中容易结渣、易积灰，从而使得燃料燃烧不充分，不仅污染环境还腐蚀了生产设备。这些问题严重的制约了生物质成型燃料的大规模生产。
发明内容
为了解决上述生物质成型燃料加工工艺复杂、难道大、成本高，成型燃料燃烧时易结渣、易积灰、燃烧不充分的技术问题，本发明提供一种生物质成型燃料及其制备方法，该生物质成型燃料及其制备方法能对生物质原料进行有效利用，具有加工工艺简单、成本低、密度小、热值高、灰分少、燃烧充分等优点。
本发明提供了一种生物质成型燃料，由以下重量份配比的原料制成：秸秆30～45份、木屑25～35份、稻壳15～25份、玉米芯10～15份、无烟煤5～10份、生石灰1～3份、高粘土6～9份。
本发明还提供了一种生物质成型燃料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、第一次粉碎：按所述重量份配比取木屑、秸秆、玉米芯、无烟煤、生石灰及高粘土，将所述木屑、所述秸秆、所述玉米芯、所述无烟煤、所述生石灰及所述高粘土分别粉碎、过筛，备用；
步骤二、碳化：按所述重量份配比取稻壳，将所述稻壳和所述步骤一中粉碎后的所述木屑、所述秸秆、所述玉米芯分别放入马沸炉中碳化，得稻壳碳、木屑碳、秸秆碳及玉米芯碳；
步骤三、第二次粉碎：将所述步骤二中所得的所述稻壳碳、所述木屑碳、所述秸秆碳及所述玉米芯碳分别粉碎、过筛，备用；
步骤四、混合、成型：将粉碎后的所述稻壳碳、所述木屑碳、所述秸秆碳、所述玉米芯碳、所述无烟煤、所述生石灰及所述高粘土混匀后输送至成型机挤压成型，再冷却至室温，即得生物质成型燃料。
在本发明提供的生物质成型燃料的制备方法的一种较佳实施例中，所述步骤一中，所述木屑、所述秸秆及所述玉米芯分别粉碎后过60～80目筛，所述无烟煤粉碎后过120～140目筛，所述生石灰及所述高粘土分别粉碎后过200～260目筛。
在本发明提供的生物质成型燃料的制备方法的一种较佳实施例中，所述步骤二中，所述碳化的温度为300～500℃，时间为2～4小时。
在本发明提供的生物质成型燃料的制备方法的一种较佳实施例中，所述步骤三中，所述稻壳碳、所述木屑碳、所述秸秆碳及所述玉米芯碳分别粉碎、过120～140目筛。
在本发明提供的生物质成型燃料的制备方法的一种较佳实施例中，所述步骤四中，所述挤压成型的温度为80～100℃，压力为50～70MPa。
相较于现有技术，本发明提供的生物质成型燃料及其制备方法具有以下有益效果：
一、本发明以秸秆、木屑、稻壳、玉米芯作为主要原料，来源广泛、价格低廉，所制得的生物质成型燃料粘结度好、热值高、燃烧污染小，能有效避免对环境产生二次污染。
二、通过将秸秆、木屑、稻壳及玉米芯粉碎、碳化、再粉碎，然后与粉碎后的无烟煤、生石灰和高粘土混合、成型，能有效提高产品的热值，控制产品水分含量，减小产品内部空隙，解决当前生物质成型燃料在燃烧过程中易结渣、易积灰、燃烧不充分的问题。
三、通过添加生石灰，能有效减少产品燃烧时二氧化硫废弃的排放，同时还有防潮作用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例中，生物质成型燃料由以下重量份配比的原料制成：秸秆30份、木屑35份、稻壳15份、玉米芯15份、无烟煤5份、生石灰1份、高粘土6份。
所述生物质成型燃料的制备方法包括以下步骤：
步骤一、第一次粉碎：按所述重量份配比取木屑、秸秆、玉米芯、无烟煤、生石灰及高粘土，将所述木屑、所述秸秆及所述玉米芯分别粉碎后过60目筛，备用；将所述无烟煤粉碎后过120目筛，备用；将所述生石灰及所述高粘土分别粉碎后过200目筛，备用；
步骤二、碳化：按所述重量份配比取稻壳，将所述稻壳和所述步骤一中粉碎后的所述木屑、所述秸秆、所述玉米芯分别放入马沸炉中，300℃碳化4小时，得稻壳碳、木屑碳、秸秆碳及玉米芯碳；
步骤三、第二次粉碎：将所述步骤二中所得的所述稻壳碳、所述木屑碳、所述秸秆碳及所述玉米芯碳分别粉碎、过120目筛，备用；
步骤四、混合、成型：将粉碎后的所述稻壳碳、所述木屑碳、所述秸秆碳、所述玉米芯碳、所述无烟煤、所述生石灰及所述高粘土混匀后输送至成型机，在温度为80℃、压力为50MPa的条件下挤压成型，再冷却至室温，即得生物质成型燃料。
实施例2
本实施例中，生物质成型燃料由以下重量份配比的原料制成：秸秆38份、木屑30份、稻壳20份、玉米芯12份、无烟煤7份、生石灰2份、高粘土8份。
所述生物质成型燃料的制备方法包括以下步骤：
步骤一、第一次粉碎：按所述重量份配比取木屑、秸秆、玉米芯、无烟煤、生石灰及高粘土，将所述木屑、所述秸秆及所述玉米芯分别粉碎后过70目筛，备用；将所述无烟煤粉碎后过130目筛，备用；将所述生石灰及所述高粘土分别粉碎后过240目筛，备用；
步骤二、碳化：按所述重量份配比取稻壳，将所述稻壳和所述步骤一中粉碎后的所述木屑、所述秸秆、所述玉米芯分别放入马沸炉中，400℃碳化3小时，得稻壳碳、木屑碳、秸秆碳及玉米芯碳；
步骤三、第二次粉碎：将所述步骤二中所得的所述稻壳碳、所述木屑碳、所述秸秆碳及所述玉米芯碳分别粉碎、过130目筛，备用；
步骤四、混合、成型：将粉碎后的所述稻壳碳、所述木屑碳、所述秸秆碳、所述玉米芯碳、所述无烟煤、所述生石灰及所述高粘土混匀后输送至成型机，在温度为90℃、压力为60MPa的条件下挤压成型，再冷却至室温，即得生物质成型燃料。
实施例3
本实施例中，生物质成型燃料由以下重量份配比的原料制成：秸秆45份、木屑25份、稻壳25份、玉米芯10份、无烟煤10份、生石灰3份、高粘土9份。
所述生物质成型燃料的制备方法包括以下步骤：
步骤一、第一次粉碎：按所述重量份配比取木屑、秸秆、玉米芯、无烟煤、生石灰及高粘土，将所述木屑、所述秸秆及所述玉米芯分别粉碎后过80目筛，备用；将所述无烟煤粉碎后过140目筛，备用；将所述生石灰及所述高粘土分别粉碎后过260目筛，备用；
步骤二、碳化：按所述重量份配比取稻壳，将所述稻壳和所述步骤一中粉碎后的所述木屑、所述秸秆、所述玉米芯分别放入马沸炉中，500℃碳化2小时，得稻壳碳、木屑碳、秸秆碳及玉米芯碳；
步骤三、第二次粉碎：将所述步骤二中所得的所述稻壳碳、所述木屑碳、所述秸秆碳及所述玉米芯碳分别粉碎、过140目筛，备用；
步骤四、混合、成型：将粉碎后的所述稻壳碳、所述木屑碳、所述秸秆碳、所述玉米芯碳、所述无烟煤、所述生石灰及所述高粘土混匀后输送至成型机，在温度为100℃、压力为70MPa的条件下挤压成型，再冷却至室温，即得生物质成型燃料。
经检测，以上实施例1～3所制备的生物质成型燃料，产品的热值及灰分含量如下表所示：
样品 实施例1 实施例2 实施例3
热值(Kcal/kg) 5810 5695 5930
灰分含量(％) 4.81 5.33 5.14
本发明提供的生物质成型燃料及其制备方法具有以下有益效果：
一、本发明以秸秆、木屑、稻壳、玉米芯作为主要原料，来源广泛、价格低廉，所制得的生物质成型燃料粘结度好、热值高、燃烧污染小，能有效避免对环境产生二次污染。
二、通过将秸秆、木屑、稻壳及玉米芯粉碎、碳化、再粉碎，然后与粉碎后的无烟煤、生石灰和高粘土混合、成型，能有效提高产品的热值，控制产品水分含量，减小产品内部空隙，解决当前生物质成型燃料在燃烧过程中易结渣、易积灰、燃烧不充分的问题。
三、通过添加生石灰，能有效减少产品燃烧时二氧化硫废弃的排放，同时还有防潮作用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种生物质成型燃料，其特征在于，由以下重量份配比的原料制成：秸秆30～45份、木屑25～35份、稻壳15～25份、玉米芯10～15份、无烟煤5～10份、生石灰1～3份、高粘土6～9份。
2.一种基于权利要求1所述的生物质成型燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、第一次粉碎：按所述重量份配比取木屑、秸秆、玉米芯、无烟煤、生石灰及高粘土，将所述木屑、所述秸秆、所述玉米芯、所述无烟煤、所述生石灰及所述高粘土分别粉碎、过筛，备用；
步骤二、碳化：按所述重量份配比取稻壳，将所述稻壳和所述步骤一中粉碎后的所述木屑、所述秸秆、所述玉米芯分别放入马沸炉中碳化，得稻壳碳、木屑碳、秸秆碳及玉米芯碳；
步骤三、第二次粉碎：将所述步骤二中所得的所述稻壳碳、所述木屑碳、所述秸秆碳及所述玉米芯碳分别粉碎、过筛，备用；
步骤四、混合、成型：将粉碎后的所述稻壳碳、所述木屑碳、所述秸秆碳、所述玉米芯碳、所述无烟煤、所述生石灰及所述高粘土混匀后输送至成型机挤压成型，再冷却至室温，即得生物质成型燃料。
3.根据权利要求2所述的生物质成型燃料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述木屑、所述秸秆及所述玉米芯分别粉碎后过60～80目筛，所述无烟煤粉碎后过120～140目筛，所述生石灰及所述高粘土分别粉碎后过200～260目筛。
4.根据权利要求2所述的生物质成型燃料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，所述碳化的温度为300～500℃，时间为2～4小时。
5.根据权利要求2所述的生物质成型燃料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，所述稻壳碳、所述木屑碳、所述秸秆碳及所述玉米芯碳分别粉碎、过120～140目筛。
6.根据权利要求2所述的生物质成型燃料的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，所述挤压成型的温度为80～100℃，压力为50～70MPa。
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