CN107488477A - 环保生物质燃料及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保生物质燃料及其生产工艺，所述环保生物质燃料的生产工艺包括以下步骤：(1)将生物质原料粉碎，得到生物质原料粉末；(2)将生物质原料粉末干燥，除去水分；(3)将干燥后的生物质原料粉末采用成型颗粒机挤压成型。本发明所述环保生物质燃料，既能解决生物质燃料燃烧过程中的结渣结焦问题，又减少了烟气中SO2、SO3排放浓度，有利于大气环境的保护，显著提高了生物质燃料的燃烧效率，使得生物质燃料成为代替煤炭的高品质燃料。

Description

环保生物质燃料及其生产工艺
技术领域
本发明属于生物能源技术领域，尤其涉及一种环保生物质燃料及其生产工艺。
背景技术
随着能源价格的不断上涨，以及石油、煤炭等资源的日益枯竭，生物质燃料开始逐渐受到人们的重视。生物质燃料大都取材于农业生产中所产生的废弃物，例如秸秆、谷壳等。
生物质固体燃料是生物质能的一种利用方式，其生产原料是林业“三剩物”(木材加工剩余物、森林采伐剩余物、造材剩余物)、各种木质下脚料、木质废弃物、农作物秸秆、以及灌木等。生产过程是将质地疏松的生物质原料，经过粉碎、干燥等工序，然后经环模压辊挤压成型方式加工成生物质固体颗粒燃料。生物质颗粒燃料的粒度均匀，单位密度可达到1～1.4g/cm3，强度增加，运输和储存方便，燃烧性能明显改善，燃烧后能源利用率可提高80％以上，几乎没有二氧化硫排放，燃烧后的炉灰还是优质的有机肥料。
我国各类农作物秸秆资源十分丰富，年产量达6亿多吨，其中3.5亿吨用作燃料或就地荒烧，约占总量的58％，经过技术处理作饲料的仅占2.6％。农作物秸秆是一种可再生的能源，但它作为能源的利用基本上还处于直接燃烧的原始阶段，有的农民甚至收获完后直接就地燃烧，年约有2亿多吨的农作物秸秆露天焚烧，由此产生的CO2排放量高达5亿多吨，给村容村貌的整洁、农村环境的改善带来了严峻的挑战。
生物质的成分复杂，尤其是其中的氯和碱金属含量比化石燃料的成分高，燃烧过程极易结焦，在燃烧时产生烟气、飞灰、炉渣等会对锅炉管道产生剧烈高温腐蚀和磨损，严重影响生物质锅炉的正常运行。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种环保生物质燃料，在提高燃烧效率的同时，有效防止燃烧过程中结渣结焦。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
本发明提供一种环保生物质燃料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将生物质原料粉碎，得到生物质原料粉末；
(2)将生物质原料粉末干燥，除去水分；
(3)将干燥后的生物质原料粉末采用成型颗粒机挤压成型。
本发明提供一种环保生物质燃料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将生物质原料粉碎，过30-40目筛，得到生物质原料粉末；
(2)将生物质原料粉末干燥至水分含量为10-12wt％；
(3)将干燥后的生物质原料粉末采用成型颗粒机挤压成型，得到密度0.8-1.4g/cm3、直径8-10mm、水分含量3-5wt％的生物质燃料。
本发明提供一种环保生物质燃料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：生物质原料75-90重量份，高锰酸钾1-3重量份，硝酸钡2-5重量份，防结焦添加剂6-10重量份，脱硫剂2-4重量份，木质素磺酸钙3-5重量份；
(2)将生物质原料粉碎，过30-40目筛，得到生物质原料粉末；
(3)将生物质原料粉末与摩尔浓度为0.4-0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1：(20-30)(g/mL)混合均匀，于25-30℃浸泡12-24h后，采用80-100目滤布过滤，用去离子水将生物质原料粉末洗涤至中性；
(4)将步骤(3)得到的生物质原料粉末干燥至水分含量为10-12wt％；
(5)将干燥后的生物质原料粉末、高锰酸钾、硝酸钡、防结焦添加剂、脱硫剂以及木质素磺酸钙投入混料机，以500-800转/分钟的转速搅拌40-60分钟，得到混合均匀的混合料；
(6)将混合料采用成型颗粒机挤压成型，得到密度0.8-1.4g/cm3、直径8-10mm、水分含量3-5wt％的生物质燃料。
本发明提供一种环保生物质燃料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：生物质原料75-90重量份，高锰酸钾1-3重量份，硝酸钡2-5重量份，防结焦添加剂6-10重量份，脱硫剂2-4重量份，木质素磺酸钙3-5重量份；
(2)将生物质原料粉碎，过30-40目筛，得到生物质原料粉末；
(3)将生物质原料粉末与摩尔浓度为0.4-0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1：(20-30)(g/mL)混合均匀，于25-30℃浸泡12-24h后，采用80-100目滤布过滤，用去离子水将生物质原料粉末洗涤至中性；
(4)将步骤(3)得到的生物质原料粉末与摩尔浓度为0.5-0.8mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1：(20-30)(g/mL)混合均匀，于25-30℃浸泡12-24h后，采80-100目滤布过滤；
(5)将步骤(4)得到的生物质原料粉末干燥至水分含量为10-12wt％；
(6)将干燥后的生物质原料粉末、高锰酸钾、硝酸钡、防结焦添加剂、脱硫剂以及木质素磺酸钙投入混料机，以500-800转/分钟的转速搅拌40-60分钟，得到混合均匀的混合料；
(7)将混合料采用成型颗粒机挤压成型，得到密度0.8-1.4g/cm3、直径8-10mm、水分含量3-5wt％的生物质燃料。
优选地，所述生物质原料为秸秆、果壳、废木材、城市垃圾、人畜粪便中的一种或多种。
优选地，所述脱硫剂为氧化钙，所述氧化钙的制备过程为：将氧化钙前驱体在800-900℃锻烧6-8小时，使其完全分解成为氧化钙，随后将氧化钙粉碎至粒径为80-100μm的颗粒。
优选地，所述氧化钙前驱体为氢氧化钙或醋酸钙；优选为醋酸钙。
优选地，所述防结焦添加剂为白云石、橄榄石、硬硼钙石、绿泥石中的一种或多种的混合物。
优选地，所述绿泥石为改性绿泥石，所述改性绿泥石的制备过程为：向绿泥石中加入绿泥石重量2-5％的碳酸钠水溶液，所述碳酸钠水溶液中碳酸钠的质量分数为10-20％，将其采用对辊挤压机挤压1-2小时，得到混合料；然后将混合料浸入摩尔浓度为6-8mol/L的的盐酸中，绿泥石与盐酸的体积比为1∶(120-150)，于70-80℃反应6-12小时，反应液采用200-300目滤布过滤，收集滤饼；随后将滤饼与去离子水以1∶(40-50)的体积比混合，以300-500转/分钟的转速搅拌20-30分钟后，静置24-36小时，采用200-300目滤布过滤，将滤饼于100-120℃干燥4-6小时，即得。
更优选地，所述防结焦添加剂为白云石和改性绿泥石的混合物，其中改性绿泥石和白云石的重量比为(3-5):1。
本发明还提供一种环保生物质燃料，采用上述任一种环保生物质燃料的生产工艺制备而成。
本发明所述生物质燃料，既能解决生物质燃料燃烧过程中的结渣结焦问题，又减少了烟气中SO2、SO3排放浓度，有利于大气环境的保护，显著提高了生物质燃料的燃烧效率，使得生物质燃料成为代替煤炭的高品质燃料。
具体实施方式
以下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，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
实施例中各原料介绍：
粉碎机，具体采用江阴市昶衡机械设备有限公司提供的型号为CSJ的粉碎机。
滚筒风送烘干机，具体采用济南神龙环保科技有限公司提供的型号为GHG-2.2X20的滚筒风送烘干机。
成型颗粒机，具体采用郑州卓航机械设备有限公司提供的型号为TCZL850的成型颗粒机。
对辊挤压机，具体采用郑州天赐重工机械有限公司提供的型号为DZJ-I3.0的对辊挤压机。
小麦秸秆，具体采用河南三赢商贸有限公司提供的小麦秸秆。
白云石，具体采用东港市晟威矿业有限公司提供的300目的白云石。
高锰酸钾，CAS号：7722-64-7，具体采用郑州宇腾化工产品有限公司提供的300目的工业级高锰酸钾。
硝酸钡，CAS号：10022-31-8，具体采用上海瀚鸿科技股份有限公司提供的产品编号为RE01010273的工业级硝酸钡。
木质素磺酸钙，CAS号：8061-52-7，具体采用上海将来实业股份有限公司提供的产品编号为F12254的120目的工业级木质素磺酸钙。
氢氧化钙，CAS号：1305-62-0，具体采用上海缘钛化工产品有限公司提供的工业级氢氧化钙。
醋酸钙，CAS号：62-54-4，具体采用上海耐今实业有限公司提供的工业级醋酸钙。
绿泥石，具体采用大石桥市三龙矿业有限公司提供的300目的绿泥石。
实施例1
环保生物质燃料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将小麦秸秆粉碎，过30目筛，得到秸秆粉末；
(2)将秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥，功率15kw，转速8转/分钟，水分蒸发量2300kg/h，使秸秆粉末水分含量达到10wt％；
(3)将干燥后的秸秆粉末采用成型颗粒机挤压成型，得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt％的生物质燃料。
实施例2
环保生物质燃料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：小麦秸秆90重量份，高锰酸钾3重量份，硝酸钡5重量份，白云石10重量份，氧化钙4重量份，木质素磺酸钙3重量份；
(2)将小麦秸秆粉碎，过30目筛，得到秸秆粉末；
(3)将秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1：20(g/mL)混合均匀，于30℃浸泡24h后，采用80目滤布过滤，用去离子水将秸秆粉末洗涤至中性；
(4)将步骤(3)得到的秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥，功率15kw，转速8转/分钟，水分蒸发量2300kg/h，使秸秆粉末水分含量达到10wt％；
(5)将干燥后的秸秆粉末、高锰酸钾、硝酸钡、白云石、氧化钙以及木质素磺酸钙投入混料机，以800转/分钟的转速搅拌40分钟，得到混合均匀的混合料；
(6)将混合料采用成型颗粒机挤压成型，得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt％的生物质燃料。
所述氧化钙的制备过程为：将氢氧化钙在900℃锻烧6小时，使其完全分解成为氧化钙，随后将氧化钙粉碎至粒径为100μm，密封储存。
实施例3
环保生物质燃料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：小麦秸秆90重量份，高锰酸钾3重量份，硝酸钡5重量份，白云石10重量份，氧化钙4重量份，木质素磺酸钙3重量份；
(2)将小麦秸秆粉碎，过30目筛，得到秸秆粉末；
(3)将秸秆粉末与与摩尔浓度为0.6mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1：20(g/mL)混合均匀，于30℃浸泡12h后，采用80目滤布过滤，用去离子水将秸秆粉末洗涤至中性；
(4)将步骤(3)得到的秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥，功率15kw，转速8转/分钟，水分蒸发量2300kg/h，使秸秆粉末水分含量达到10wt％；
(5)将干燥后的秸秆粉末、高锰酸钾、硝酸钡、白云石、氧化钙以及木质素磺酸钙投入混料机，以800转/分钟的转速搅拌40分钟，得到混合均匀的混合料；
(6)将混合料采用成型颗粒机挤压成型，得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt％的生物质燃料。
所述氧化钙的制备过程为：将氢氧化钙在900℃锻烧6小时，使其完全分解成为氧化钙，随后将氧化钙粉碎至粒径为100μm，密封储存。
实施例4
环保生物质燃料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：小麦秸秆90重量份，高锰酸钾3重量份，硝酸钡5重量份，白云石10重量份，氧化钙4重量份，木质素磺酸钙3重量份；
(2)将小麦秸秆粉碎，过30目筛，得到秸秆粉末；
(3)将秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1：20(g/mL)混合均匀，于30℃浸泡12h后，采用80目滤布过滤，用去离子水将秸秆粉末洗涤至中性；
(4)将步骤(3)得到的秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1：20(g/mL)混合均匀，于30℃浸泡12h后，采用80目滤布过滤；
(5)将步骤(4)得到的秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥，功率15kw，转速8转/分钟，水分蒸发量2300kg/h，使秸秆粉末水分含量达到10wt％；
(6)将干燥后的秸秆粉末、高锰酸钾、硝酸钡、白云石、氧化钙以及木质素磺酸钙投入混料机，以800转/分钟的转速搅拌40分钟，得到混合均匀的混合料；
(7)将混合料采用成型颗粒机挤压成型，得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt％的生物质燃料。
所述氧化钙的制备过程为：将氢氧化钙在900℃锻烧6小时，使其完全分解成为氧化钙，随后将氧化钙粉碎至粒径为100μm，密封储存。
实施例5
环保生物质燃料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：小麦秸秆90重量份，高锰酸钾3重量份，硝酸钡5重量份，白云石10重量份，氧化钙4重量份，木质素磺酸钙3重量份；
(2)将小麦秸秆粉碎，过30目筛，得到秸秆粉末；
(3)将秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1：20(g/mL)混合均匀，于30℃浸泡12h后，采用80目滤布过滤，用去离子水将秸秆粉末洗涤至中性；
(4)将步骤(3)得到的秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1：20(g/mL)混合均匀，于30℃浸泡12h后，采用80目滤布过滤；
(5)将步骤(4)得到的秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥，功率15kw，转速8转/分钟，水分蒸发量2300kg/h，使秸秆粉末水分含量达到10wt％；
(6)将干燥后的秸秆粉末、高锰酸钾、硝酸钡、白云石、氧化钙以及木质素磺酸钙投入混料机，以800转/分钟的转速搅拌40分钟，得到混合均匀的混合料；
(7)将混合料采用成型颗粒机挤压成型，得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt％的生物质燃料。
所述氧化钙的制备过程为：将醋酸钙在900℃锻烧6小时，使其完全分解成为氧化钙，随后将氧化钙粉碎至粒径为100μm，密封储存。
实施例6
环保生物质燃料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：小麦秸秆90重量份，高锰酸钾3重量份，硝酸钡5重量份，绿泥石10重量份，氧化钙4重量份，木质素磺酸钙3重量份；
(2)将小麦秸秆粉碎，过30目筛，得到秸秆粉末；
(3)将秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1：20(g/mL)混合均匀，于30℃浸泡12h后，采用80目滤布过滤，用去离子水将秸秆粉末洗涤至中性；
(4)将步骤(3)得到的秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1：20(g/mL)混合均匀，于30℃浸泡12h后，采用80目滤布过滤；
(5)将步骤(4)得到的秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥，功率15kw，转速8转/分钟，水分蒸发量2300kg/h，使秸秆粉末水分含量达到10wt％；
(6)将干燥后的秸秆粉末、高锰酸钾、硝酸钡、绿泥石、氧化钙以及木质素磺酸钙投入混料机，以800转/分钟的转速搅拌40分钟，得到混合均匀的混合料；
(7)将混合料采用成型颗粒机挤压成型，得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt％的生物质燃料。
所述氧化钙的制备过程为：将醋酸钙在900℃锻烧6小时，使其完全分解成为氧化钙，随后将氧化钙粉碎至粒径为100μm，密封储存。
实施例7
环保生物质燃料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：小麦秸秆90重量份，高锰酸钾3重量份，硝酸钡5重量份，改性绿泥石10重量份，氧化钙4重量份，木质素磺酸钙3重量份；
(2)将小麦秸秆粉碎，过30目筛，得到秸秆粉末；
(3)将秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1：20(g/mL)混合均匀，于30℃浸泡12h后，采用80目滤布过滤，用去离子水将秸秆粉末洗涤至中性；
(4)将步骤(3)得到的秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1：20(g/mL)混合均匀，于30℃浸泡12h后，采用80目滤布过滤；
(5)将步骤(4)得到的秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥，功率15kw，转速8转/分钟，水分蒸发量2300kg/h，使秸秆粉末水分含量达到10wt％；
(6)将干燥后的秸秆粉末、高锰酸钾、硝酸钡、改性绿泥石、氧化钙以及木质素磺酸钙投入混料机，以800转/分钟的转速搅拌40分钟，得到混合均匀的混合料；
(7)将混合料采用成型颗粒机挤压成型，得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt％的生物质燃料。
所述氧化钙的制备过程为：将醋酸钙在900℃锻烧6小时，使其完全分解成为氧化钙，随后将氧化钙粉碎至粒径为100μm，密封储存。
所述改性绿泥石的制备过程为：向绿泥石中加入绿泥石重量5％的碳酸钠水溶液，所述碳酸钠水溶液中碳酸钠的质量分数为10％，将其采用对辊挤压机挤压1小时，得到混合料；然后将混合料浸入摩尔浓度为6mol/L的的盐酸中，绿泥石与盐酸的体积比为1∶140，于70℃反应6小时，反应液采用300目滤布过滤，收集滤饼；随后将滤饼与去离子水以1∶50的体积比混合，以400转/分钟的转速搅拌20分钟后，静置24小时，采用300目滤布过滤，将滤饼于110℃干燥6小时，即得。
实施例8
环保生物质燃料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：小麦秸秆90重量份，高锰酸钾3重量份，硝酸钡5重量份，改性绿泥石8重量份，白云石2重量份，氧化钙4重量份，木质素磺酸钙3重量份；
(2)将小麦秸秆粉碎，过30目筛，得到秸秆粉末；
(3)将秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1：20(g/mL)混合均匀，于30℃浸泡12h后，采用80目滤布过滤，用去离子水将秸秆粉末洗涤至中性；
(4)将步骤(3)得到的秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1：20(g/mL)混合均匀，于30℃浸泡12h后，采用80目滤布过滤；
(5)将步骤(4)得到的秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥，功率15kw，转速8转/分钟，水分蒸发量2300kg/h，使秸秆粉末水分含量达到10wt％；
(6)将干燥后的秸秆粉末、高锰酸钾、硝酸钡、改性绿泥石、白云石、氧化钙以及木质素磺酸钙投入混料机，以800转/分钟的转速搅拌40分钟，得到混合均匀的混合料；
(7)将混合料采用成型颗粒机挤压成型，得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt％的生物质燃料。
所述氧化钙的制备过程为：将醋酸钙在900℃锻烧6小时，使其完全分解成为氧化钙，随后将氧化钙粉碎至粒径为100μm，密封储存。
所述改性绿泥石的制备过程为：向绿泥石中加入绿泥石重量5％的碳酸钠水溶液，所述碳酸钠水溶液中碳酸钠的质量分数为10％，将其采用对辊挤压机挤压1小时，得到混合料；然后将混合料浸入摩尔浓度为6mol/L的的盐酸中，绿泥石与盐酸的体积比为1∶140，于70℃反应6小时，反应液采用300目滤布过滤，收集滤饼；随后将滤饼与去离子水以1∶50的体积比混合，以400转/分钟的转速搅拌20分钟后，静置24小时，采用300目滤布过滤，将滤饼于110℃干燥6小时，即得。
对实施例8的生物质燃料的发热量进行测试，参考GB 5186-1985《生物质燃料发热量测试方法》进行。经测试，生物质燃料的发热量为22400kJ/kg。
对实施例8的生物质燃料的全硫含量进行测试，测试方法采用库仑滴定法参考GB/T214-2007进行。测试仪器采用库伦测硫仪(北京中西远大科技有限公司提供、型号为M42079)，样品的进样方式：低温200℃停留2分钟，300℃停留1分钟，高温1150℃停留2分钟。经测试，生物质燃料的全硫含量为0.04％。
对实施例8的生物质燃料的防结焦性能进行测试，具体测试步骤如下：将生物质燃料置于有效容积50mL的密闭金属反应器中，在反应器中挂入经过抛光处理的重量为G1的碳钢片，钢片尺寸为50mm×10mm×2mm。装填生物质燃料前对反应器抽真空以去除其中的空气，生物质燃料的称量在真空下进行。然后将反应器同时缓慢放入380℃的金属锡浴中，恒温120h后取出反应器，迅速降温至室温，打开反应器，并对碳钢片进行称重G2。测试仪器采用上海茂宏电子科技有限公司提供的型号为MH的超微量电子天平。防结焦性能通过碳钢片的增重进行评价，测试5次，求其平均值。经测试，碳钢片增重为30mg。
测试例1
对实施例1-7的生物质燃料的发热量进行测试，参考GB 5186-1985《生物质燃料发热量测试方法》进行。具体测试结果见表1。
表1：发热量测试结果表
测试例2
对实施例1-7的生物质燃料的全硫含量进行测试，测试方法采用库仑滴定法参考GB/T214-2007进行。测试仪器采用库伦测硫仪(北京中西远大科技有限公司提供、型号为M42079)。测试过程中样品的进样方式：低温200℃停留2分钟，300℃停留1分钟，高温1150℃停留2分钟。具体测试结果见表2。
表2：全硫含量测试结果表
测试例3
对实施例5-7的生物质燃料的防结焦性能进行测试，具体测试步骤如下：将生物质燃料分别置于有效容积50mL的密闭金属反应器中，在反应器中挂入经过抛光处理的重量为G1的碳钢片，钢片尺寸为50mm×10mm×2mm。装填生物质燃料前对反应器抽真空以去除其中的空气，生物质燃料的称量在真空下进行。然后将反应器同时缓慢放入380℃的金属锡浴中，恒温120h后取出反应器，迅速降温至室温，打开反应器，并对碳钢片进行称重G2。测试仪器采用上海茂宏电子科技有限公司提供的型号为MH的超微量电子天平。防结焦性能通过碳钢片的增重进行评价，每个实施例测试5次，求其平均值。具体测试结果见表3。
表3：防结焦性能测试结果表
从上述数据可知，实施例2-4相较于实施例1，其发热值和全硫含量均有所改善，这可能是因为实施例1对秸秆进行干燥处理只能将秸秆中的水分脱除，并不会对秸秆的化学结构有明显的影响；而实施例2对秸秆进行酸洗，破坏秸秆的结构，降低秸秆纤维素聚合度和碱金属的含量，增加反应活性；实施例3对秸秆进行金属盐溶液浸渍处理，秸秆的致密结构被破坏，金属盐浸入秸秆内部，在燃烧过程中起到催化作用；实施例4中采用酸洗和金属盐溶液浸渍联合处理的方式，降低着火点，提高燃烧效率，同时减少燃烧灰分的产生，有利于提高脱硫效果。实施例5的全硫含量低于实施例4，这可能是由于醋酸钙煅烧得到的氧化钙吸附比表面积大，吸附效果较好，并且吸附稳定。实施例7采用改性绿泥石增加其粘结性能，通过引入介孔改善催化裂解焦油效果，有效降低焦油含量，减少表面积碳。

Claims (10)

1.一种环保生物质燃料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将生物质原料粉碎，得到生物质原料粉末；
(2)将生物质原料粉末干燥，除去水分；
(3)将干燥后的生物质原料粉末采用成型颗粒机挤压成型。
2.根据权利要求1所述的环保生物质燃料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将生物质原料粉碎，过30-40目筛，得到生物质原料粉末；
(2)将生物质原料粉末干燥至水分含量为10-12wt％；
(3)将干燥后的生物质原料粉末采用成型颗粒机挤压成型，得到密度0.8-1.4g/cm3、直径8-10mm、水分含量3-5wt％的生物质燃料。
3.根据权利要求1所述的环保生物质燃料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：生物质原料75-90重量份，高锰酸钾1-3重量份，硝酸钡2-5重量份，防结焦添加剂6-10重量份，脱硫剂2-4重量份，木质素磺酸钙3-5重量份；
(2)将生物质原料粉碎，过30-40目筛，得到生物质原料粉末；
(3)将生物质原料粉末与摩尔浓度0.4-0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1：(20-30)(g/mL)混合均匀，于25-30℃浸泡12-24h后，采用80-100目滤布过滤，用去离子水将生物质原料粉末洗涤至中性；
(4)将步骤(3)得到的生物质原料粉末干燥至水分含量为10-12wt％；
(5)将干燥后的生物质原料粉末、高锰酸钾、硝酸钡、防结焦添加剂、脱硫剂以及木质素磺酸钙投入混料机，以500-800转/分钟的转速搅拌40-60分钟，得到混合均匀的混合料；
(6)将混合料采用成型颗粒机挤压成型，得到密度0.8-1.4g/cm3、直径8-10mm、水分含量3-5wt％的生物质燃料。
4.根据权利要求1所述的环保生物质燃料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份称取各原料：生物质原料75-90重量份，高锰酸钾1-3重量份，硝酸钡2-5重量份，防结焦添加剂6-10重量份，脱硫剂2-4重量份，木质素磺酸钙3-5重量份；
(2)将生物质原料粉碎，过30-40目筛，得到生物质原料粉末；
(3)将生物质原料粉末与摩尔浓度0.4-0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1：(20-30)(g/mL)混合均匀，于25-30℃浸泡12-24h后，采用80-100目滤布过滤，用去离子水将生物质原料粉末洗涤至中性；
(4)将步骤(3)得到的生物质原料粉末与摩尔浓度为0.5-0.8mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1：(20-30)(g/mL)混合均匀，于25-30℃浸泡12-24h后，采80-100目滤布过滤；
(5)将步骤(4)得到的生物质原料粉末干燥至水分含量为10-12wt％；
(6)将干燥后的生物质原料粉末、高锰酸钾、硝酸钡、防结焦添加剂、脱硫剂以及木质素磺酸钙投入混料机，以500-800转/分钟的转速搅拌40-60分钟，得到混合均匀的混合料；
(7)将混合料采用成型颗粒机挤压成型，得到密度0.8-1.4g/cm3、直径8-10mm、水分含量3-5wt％的生物质燃料。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的环保生物质燃料的生产工艺，其特征在于，所述生物质原料为秸秆、果壳、废木材、城市垃圾、人畜粪便中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的环保生物质燃料的生产工艺，其特征在于，所述脱硫剂为氧化钙，所述氧化钙的制备过程为：将氧化钙前驱体在800-900℃锻烧6-8小时，使其完全分解成为氧化钙，随后将氧化钙粉碎至粒径为80-100μm的颗粒。
7.根据权利要求6所述的环保生物质燃料的生产工艺，其特征在于，所述氧化钙前驱体为氢氧化钙或醋酸钙。
8.根据权利要求7所述的环保生物质燃料的生产工艺，其特征在于，所述防结焦添加剂为白云石、橄榄石、硬硼钙石、绿泥石中的一种或多种的混合物。
9.根据权利要求8所述的环保生物质燃料的生产工艺，其特征在于，所述绿泥石为改性绿泥石，所述改性绿泥石的制备过程为：向绿泥石中加入绿泥石重量2-5％的碳酸钠水溶液，所述碳酸钠水溶液中碳酸钠的质量分数为10-20％，将其采用对辊挤压机挤压1-2小时，得到混合料；然后将混合料浸入摩尔浓度为6-8mol/L的的盐酸中，绿泥石与盐酸的体积比为1∶(120-150)，于70-80℃反应6-12小时，反应液采用200-300目滤布过滤，收集滤饼；随后将滤饼与去离子水以1∶(40-50)的体积比混合，以300-500转/分钟的转速搅拌20-30分钟后，静置24-36小时，采用200-300目滤布过滤，将滤饼于100-120℃干燥4-6小时，即得。
10.一种环保生物质燃料，其特征在于，采用上述任一种环保生物质燃料的生产工艺制备而成。
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