CN108424800A - 一种新型生物质新能源颗粒及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新能源技术领域，提供了一种新型生物质新能源颗粒及制备方法，本发明提供一种新型生物质新能源颗粒，该生物质新能源颗粒改变了传统的生物质新能源颗粒主要以农作物秸秆、木材加工废弃物、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等为原料的配方模式，增加了山桐子油、皇竹草生物炭等成分，提高了生物质新能源颗粒的燃烧热值。

Description

一种新型生物质新能源颗粒及制备方法
技术领域
本发明属于新能源加工技术领域，具体地，涉及一种新型生物质新能源颗粒及制备方法。
背景技术
随着时代的发展，能源的消耗越来越多，化石能源面临的不可再生性，以及使用后产生的大气污染、温室气体的排放等不良因素为各国所重视。需要研发一种可以替代化石能源的新能源，来减少化石能源的使用及促进新能源的开发。因此，近年生物质能源逐渐受到重视。生物质新能源是指通过生物资源生产的燃料乙醇和生物柴油，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。生物质燃料是指将农作物秸杆、木屑、锯末、花生壳、干草等通过压缩成型直接利用的燃料。制作过程不添加任何添加剂和粘结剂。生物质新能源是一种可再生的清洁能源。从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。
目前，生物质新能源然料的制作方法，主要是将农作物秸秆、木材加工废弃物、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等原料经过粉碎、烘干后，直接压制成块状固体燃料。传统的生物质新能源然料生产过程复杂，一般需要加入粘合剂、助燃剂等添加剂才能生产合格的颗粒燃料，且生产的颗粒燃料普遍存在热值低、光洁度差、紧密度低的问题。
为了克服上述不足，本发明提供一种新型生物质新能源颗粒及制备方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新型生物质新能源颗粒及制备方法。
根据本发明的一个方面提供一种新型生物质新能源颗粒，所述新型生物质新能源颗粒包括如下重量份数的原料：棉花秸秆10-35份、山桐子油5-25份、有机纤维5-13份、蘑菇渣3-9份、花蛤壳5-12份、皇竹草生物炭1-3份、燕窠土3-9份、腐殖酸2-5份、鸡粪1-5份。
优选地，所述新型生物质新能源颗粒包括如下重量份数的原料：棉花秸秆12-35份、山桐子油5-21份、有机纤维6-13份、蘑菇渣3-7份、花蛤壳6-12份、皇竹草生物炭1-2份、燕窠土3-6份、腐殖酸2-4份、鸡粪1-3份。
优选地，所述新型生物质新能源颗粒包括如下重量份数的原料：棉花秸秆25份、山桐子油11份、有机纤维8份、蘑菇渣5份、花蛤壳8份、皇竹草生物炭1份、燕窠土4份、腐殖酸3份、鸡粪2份。
优选地，所述山桐子油经过如下方法提取：
（1）收集山桐子，进行除枝、除杂、山桐子果实清洗、果实干燥；
（2）对所述步骤（1）干燥后的山桐子果实进行粉碎；
（3）对所述步骤（2）粉碎后的山桐子进行超声破碎，粉碎山桐子的细胞，采用超声波换能器进行破碎，得到破碎混合物，所述超声波换能器的超声波强度为12.5-29.7W/cm 2、频率为20.1-67.8KHz；
（4）对所述步骤（3）超声破碎后的破碎混合物用离心机进行固液分离，得到山桐子油。
优选地，所述皇竹草生物炭通过以下方法制备得到：
（1）将皇竹草茎秆自然风干后，备用；
（2）将所述步骤（1）风干后的皇竹草茎秆置于马弗炉中，先通入惰性气体10-20min驱赶氧气；
（3）氧气驱赶完毕后，于300-500℃缺氧条件下炭化1-2h，制得皇竹草生物炭。
本发明的另一个方面提供一种新型生物质新能源颗粒的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量配比称量棉花秸秆、山桐子油、有机纤维、蘑菇渣、花蛤壳、
皇竹草生物炭、燕窠土、腐殖酸、鸡粪；
（2）将所述棉花秸秆、有机纤维、蘑菇渣、花蛤壳、皇竹草生物炭、燕窠土、
腐殖酸、鸡粪分别粉碎成粉，再混合，搅拌，得到初料；
（3）将所述步骤（2）得到的初料进行干燥，得到干料，控制干料的水分含量为10-17%，干料送入颗粒机中，高温挤压即可。
优选地，所述步骤（2）粉的粒径为2-3mm。
优选地，所述步骤（3）高温挤压的温度为100-160℃。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供一种新型生物质新能源颗粒，该生物质新能源颗粒改变了传统的生物质新能源颗粒主要以农作物秸秆、木材加工废弃物、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等为原料的配方模式，增加了山桐子油、皇竹草生物炭等成分，提高了生物质新能源颗粒的燃烧热值。
2、本发明提供一种新型生物质新能源颗粒，山桐子油的提取低温条件下的超声波加速提取，提高了山桐子油脂的提取率，缩短了山桐子油的提取时间，最大程度保证了油脂有效成份不被破坏，使得制备得到的生物质新能源颗粒获得较高的燃烧热值。
3、本发明提供一种新型生物质新能源颗粒的制备方法，皇竹草的生物产量极高，发展燃料能源有着极大潜力，将其制作形成生物炭，并添加到生物质新能源颗粒的配方中，极大地提高了生物质新能源颗粒的燃烧值。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供的一种新型生物质新能源颗粒，所述新型生物质新能源颗粒包括如下重量份数的原料：棉花秸秆35份、山桐子油5份、有机纤维13份、蘑菇渣3份、花蛤壳12份、皇竹草生物炭1份、燕窠土9份、腐殖酸2份、鸡粪5份。
作为优选方案，所述山桐子油经过如下方法提取：
（1）收集山桐子，进行除枝、除杂、山桐子果实清洗、果实干燥；
（2）对所述步骤（1）干燥后的山桐子果实进行粉碎；
（3）对所述步骤（2）粉碎后的山桐子进行超声破碎，粉碎山桐子的细胞，采用超声波换能器进行破碎，得到破碎混合物，所述超声波换能器的超声波强度为29.7W/cm 2、频率为20.1KHz；
（4）对所述步骤（3）超声破碎后的破碎混合物用离心机进行固液分离，得到山桐子油。
作为优选方案，所述皇竹草生物炭通过以下方法制备得到：
（1）将皇竹草茎秆自然风干后，备用；
（2）将所述步骤（1）风干后的皇竹草茎秆置于马弗炉中，先通入惰性气体20min驱赶氧气；
（3）氧气驱赶完毕后，于500℃缺氧条件下炭化1h，制得皇竹草生物炭。
本发明的另一个方面提供一种新型生物质新能源颗粒的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量配比称量棉花秸秆、山桐子油、有机纤维、蘑菇渣、花蛤壳、
皇竹草生物炭、燕窠土、腐殖酸、鸡粪；
（2）将所述棉花秸秆、有机纤维、蘑菇渣、花蛤壳、皇竹草生物炭、燕窠土、
腐殖酸、鸡粪分别粉碎成粉，再混合，搅拌，得到初料；
（3）将所述步骤（2）得到的初料进行干燥，得到干料，控制干料的水分含量为10-17%，干料送入颗粒机中，高温挤压即可。
作为优选方案，所述步骤（2）粉的粒径为3mm。
作为优选方案，所述步骤（3）高温挤压的温度为160℃。
实施例2
本实施例提供的一种新型生物质新能源颗粒，所述新型生物质新能源颗粒包括如下重量份数的原料：棉花秸秆10份、山桐子油25份、有机纤维5份、蘑菇渣9份、花蛤壳5份、皇竹草生物炭3份、燕窠土3份、腐殖酸5份、鸡粪1份。
作为优选方案，所述山桐子油经过如下方法提取：
（1）收集山桐子，进行除枝、除杂、山桐子果实清洗、果实干燥；
（2）对所述步骤（1）干燥后的山桐子果实进行粉碎；
（3）对所述步骤（2）粉碎后的山桐子进行超声破碎，粉碎山桐子的细胞，采用超声波换能器进行破碎，得到破碎混合物，所述超声波换能器的超声波强度为12.5W/cm 2、频率为67.8KHz；
（4）对所述步骤（3）超声破碎后的破碎混合物用离心机进行固液分离，得到山桐子油。
作为优选方案，所述皇竹草生物炭通过以下方法制备得到：
（1）将皇竹草茎秆自然风干后，备用；
（2）将所述步骤（1）风干后的皇竹草茎秆置于马弗炉中，先通入惰性气体10min驱赶氧气；
（3）氧气驱赶完毕后，于300℃缺氧条件下炭化2h，制得皇竹草生物炭。
本发明的另一个方面提供一种新型生物质新能源颗粒的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量配比称量棉花秸秆、山桐子油、有机纤维、蘑菇渣、花蛤壳、
皇竹草生物炭、燕窠土、腐殖酸、鸡粪；
（2）将所述棉花秸秆、有机纤维、蘑菇渣、花蛤壳、皇竹草生物炭、燕窠土、
腐殖酸、鸡粪分别粉碎成粉，再混合，搅拌，得到初料；
（3）将所述步骤（2）得到的初料进行干燥，得到干料，控制干料的水分含量为10%，干料送入颗粒机中，高温挤压即可。
作为优选方案，所述步骤（2）粉的粒径为2mm。
作为优选方案，所述步骤（3）高温挤压的温度为100℃。
实施例3
本实施例提供的一种新型生物质新能源颗粒，所述新型生物质新能源颗粒包括如下重量份数的原料：棉花秸秆35份、山桐子油5份、有机纤维13份、蘑菇渣3份、花蛤壳12份、皇竹草生物炭1份、燕窠土6份、腐殖酸2份、鸡粪3份。
作为优选方案，所述山桐子油经过如下方法提取：
（1）收集山桐子，进行除枝、除杂、山桐子果实清洗、果实干燥；
（2）对所述步骤（1）干燥后的山桐子果实进行粉碎；
（3）对所述步骤（2）粉碎后的山桐子进行超声破碎，粉碎山桐子的细胞，采用超声波换能器进行破碎，得到破碎混合物，所述超声波换能器的超声波强度为23.7W/cm 2、频率为47.8KHz；
（4）对所述步骤（3）超声破碎后的破碎混合物用离心机进行固液分离，得到山桐子油。
作为优选方案，所述皇竹草生物炭通过以下方法制备得到：
（1）将皇竹草茎秆自然风干后，备用；
（2）将所述步骤（1）风干后的皇竹草茎秆置于马弗炉中，先通入惰性气体15min驱赶氧气；
（3）氧气驱赶完毕后，于400℃缺氧条件下炭化2h，制得皇竹草生物炭。
本发明的另一个方面提供一种新型生物质新能源颗粒的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量配比称量棉花秸秆、山桐子油、有机纤维、蘑菇渣、花蛤壳、
皇竹草生物炭、燕窠土、腐殖酸、鸡粪；
（2）将所述棉花秸秆、有机纤维、蘑菇渣、花蛤壳、皇竹草生物炭、燕窠土、
腐殖酸、鸡粪分别粉碎成粉，再混合，搅拌，得到初料；
（3）将所述步骤（2）得到的初料进行干燥，得到干料，控制干料的水分含量为10-17%，干料送入颗粒机中，高温挤压即可。
作为优选方案，所述步骤（2）粉的粒径为3mm。
作为优选方案，所述步骤（3）高温挤压的温度为120℃。
实施例4
本实施例提供的一种新型生物质新能源颗粒，所述新型生物质新能源颗粒包括如下重量份数的原料：棉花秸秆12份、山桐子油21份、有机纤维6份、蘑菇渣7份、花蛤壳6份、皇竹草生物炭2份、燕窠土3份、腐殖酸4份、鸡粪1份。
作为优选方案，所述山桐子油经过如下方法提取：
（1）收集山桐子，进行除枝、除杂、山桐子果实清洗、果实干燥；
（2）对所述步骤（1）干燥后的山桐子果实进行粉碎；
（3）对所述步骤（2）粉碎后的山桐子进行超声破碎，粉碎山桐子的细胞，采用超声波换能器进行破碎，得到破碎混合物，所述超声波换能器的超声波强度为21.7W/cm 2、频率为37.8KHz；
（4）对所述步骤（3）超声破碎后的破碎混合物用离心机进行固液分离，得到山桐子油。
作为优选方案，所述皇竹草生物炭通过以下方法制备得到：
（1）将皇竹草茎秆自然风干后，备用；
（2）将所述步骤（1）风干后的皇竹草茎秆置于马弗炉中，先通入惰性气体13min驱赶氧气；
（3）氧气驱赶完毕后，于330℃缺氧条件下炭化2h，制得皇竹草生物炭。
本发明的另一个方面提供一种新型生物质新能源颗粒的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量配比称量棉花秸秆、山桐子油、有机纤维、蘑菇渣、花蛤壳、
皇竹草生物炭、燕窠土、腐殖酸、鸡粪；
（2）将所述棉花秸秆、有机纤维、蘑菇渣、花蛤壳、皇竹草生物炭、燕窠土、
腐殖酸、鸡粪分别粉碎成粉，再混合，搅拌，得到初料；
（3）将所述步骤（2）得到的初料进行干燥，得到干料，控制干料的水分含量为10-17%，干料送入颗粒机中，高温挤压即可。
作为优选方案，所述步骤（2）粉的粒径为3mm。
作为优选方案，所述步骤（3）高温挤压的温度为120℃。
实施例5
本实施例提供的一种新型生物质新能源颗粒，所述新型生物质新能源颗粒包括如下重量份数的原料：棉花秸秆25份、山桐子油11份、有机纤维8份、蘑菇渣5份、花蛤壳8份、皇竹草生物炭1份、燕窠土4份、腐殖酸3份、鸡粪2份。
作为优选方案，所述山桐子油经过如下方法提取：
（1）收集山桐子，进行除枝、除杂、山桐子果实清洗、果实干燥；
（2）对所述步骤（1）干燥后的山桐子果实进行粉碎；
（3）对所述步骤（2）粉碎后的山桐子进行超声破碎，粉碎山桐子的细胞，采用超声波换能器进行破碎，得到破碎混合物，所述超声波换能器的超声波强度为23.7W/cm 2、频率为37.8KHz；
（4）对所述步骤（3）超声破碎后的破碎混合物用离心机进行固液分离，得到山桐子油。
作为优选方案，所述皇竹草生物炭通过以下方法制备得到：
（1）将皇竹草茎秆自然风干后，备用；
（2）将所述步骤（1）风干后的皇竹草茎秆置于马弗炉中，先通入惰性气体14min驱赶氧气；
（3）氧气驱赶完毕后，于330℃缺氧条件下炭化2h，制得皇竹草生物炭。
本发明的另一个方面提供一种新型生物质新能源颗粒的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量配比称量棉花秸秆、山桐子油、有机纤维、蘑菇渣、花蛤壳、
皇竹草生物炭、燕窠土、腐殖酸、鸡粪；
（2）将所述棉花秸秆、有机纤维、蘑菇渣、花蛤壳、皇竹草生物炭、燕窠土、
腐殖酸、鸡粪分别粉碎成粉，再混合，搅拌，得到初料；
（3）将所述步骤（2）得到的初料进行干燥，得到干料，控制干料的水分含量为14%，干料送入颗粒机中，高温挤压即可。
作为优选方案，所述步骤（2）粉的粒径为3mm。
作为优选方案，所述步骤（3）高温挤压的温度为130℃。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种新型生物质新能源颗粒，其特征在于：所述新型生物质新能源颗粒包括如下重量份数的原料：棉花秸秆10-35份、山桐子油5-25份、有机纤维5-13份、蘑菇渣3-9份、花蛤壳5-12份、皇竹草生物炭1-3份、燕窠土3-9份、腐殖酸2-5份、鸡粪1-5份。
2.根据权利要求1所述的新型生物质新能源颗粒，其特征在于：所述新型生物质新能源颗粒包括如下重量份数的原料：棉花秸秆12-35份、山桐子油5-21份、有机纤维6-13份、蘑菇渣3-7份、花蛤壳6-12份、皇竹草生物炭1-2份、燕窠土3-6份、腐殖酸2-4份、鸡粪1-3份。
3.根据权利要求1所述的新型生物质新能源颗粒，其特征在于：所述新型生物质新能源颗粒包括如下重量份数的原料：棉花秸秆25份、山桐子油11份、有机纤维8份、蘑菇渣5份、花蛤壳8份、皇竹草生物炭1份、燕窠土4份、腐殖酸3份、鸡粪2份。
4.根据权利要求1所述的新型生物质新能源颗粒，其特征在于：所述山桐子油经过如下方法提取：
（1）收集山桐子，进行除枝、除杂、山桐子果实清洗、果实干燥；
（2）对所述步骤（1）干燥后的山桐子果实进行粉碎；
（3）对所述步骤（2）粉碎后的山桐子进行超声破碎，粉碎山桐子的细胞，采用超声波换能器进行破碎，得到破碎混合物，所述超声波换能器的超声波强度为12.5-29.7W/cm 2、频率为20.1-67.8KHz；
（4）对所述步骤（3）超声破碎后的破碎混合物用离心机进行固液分离，得到山桐子油。
5.根据权利要求1所述的新型生物质新能源颗粒，其特征在于：所述皇竹草生物炭通过以下方法制备得到：
（1）将皇竹草茎秆自然风干后，备用；
（2）将所述步骤（1）风干后的皇竹草茎秆置于马弗炉中，先通入惰性气体10-20min驱赶氧气；
（3）氧气驱赶完毕后，于300-500℃缺氧条件下炭化1-2h，制得皇竹草生物炭。
6.根据权利要求1-5任一项所述的新型生物质新能源颗粒的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
（1）按照重量配比称量棉花秸秆、山桐子油、有机纤维、蘑菇渣、花蛤壳、
皇竹草生物炭、燕窠土、腐殖酸、鸡粪；
（2）将所述棉花秸秆、有机纤维、蘑菇渣、花蛤壳、皇竹草生物炭、燕窠土、
腐殖酸、鸡粪分别粉碎成粉，再混合，搅拌，得到初料；
（3）将所述步骤（2）得到的初料进行干燥，得到干料，控制干料的水分含量为10-17%，干料送入颗粒机中，高温挤压即可。
7.根据权利要求6所述的新型生物质新能源颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）粉的粒径为2-3mm。
8.根据权利要求6所述的新型生物质新能源颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）高温挤压的温度为100-160℃。
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