CN108424801A - 一种能充分燃烧的生物质燃料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物燃料技术领域，具体为一种能充分燃烧的生物质燃料及其制备方法。所述的能充分燃烧的生物质燃料，包括以下重量份的组分：秸秆30‑40份、花生壳30‑40份、锯末30‑40份、污泥15‑20份、餐厨垃圾生物燃料15‑20份、苯甲酸钠1‑3份、燃烧助剂5‑8份、防爆剂3‑5份、发泡剂5‑10份。本发明所述的生物质燃料中各组分相互配合，燃烧充分，作为高效、环保的替代燃料具有较大的发展潜力和重要的经济效益、社会价值。

Description

一种能充分燃烧的生物质燃料及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物燃料技术领域，具体为一种能充分燃烧的生物质燃料及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，石化能源逐渐面向枯竭，面对石化能源枯竭的问题，国家大力支持积极开发具有潜力的新型代替再生资源，以解决国家石油资源短缺、缓解石油供需矛盾。在世界能源紧张的大背景下，各国都在投入人力物力大力开发替代能源。生物质燃料是指将生物质材料燃烧作为燃料，主要是将农林废物作为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型(如块状、颗粒状等)的，可直接燃烧的一种新型清洁燃料。

污泥是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质，据不完全统计我国每天的污水排放量为4.47×10⁷m³/d，全国的污水处理厂有超过100座，每天产生的污泥量是污水处理量的0.15-1.10%，其数量十分惊人。由此产生的污泥处理问题开始日益受到人们的关注，污泥处理不当会对环境产生二次污染，而传统的处理方法需要对污泥进行干燥脱水，耗能巨大、投入成本高，不利于大范围推广。

餐厨垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活废物，其来源广泛、价格低廉，餐厨垃圾主要成分包括有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐，有机物含量丰富。利用餐厨垃圾转化为生物燃料，既能够缓解能源紧张的局势，又可以大大降低生物质燃料的成本。

技术方案

为解决现有技术中存在的问题，本发明公开了一种能充分燃烧的生物质燃料，具体技术方案如下。

一种能充分燃烧的生物质燃料，包括以下重量份的组分：秸秆30-40份、花生壳30-40份、锯末30-40份、污泥15-20份、餐厨垃圾生物燃料15-20份、苯甲酸钠1-3份、燃烧助剂5-8份、防爆剂3-5份、发泡剂5-10份；

所述餐厨垃圾生物燃料由以下方法得到：

（1）杀菌提油处理：将收集来的餐厨垃圾通过分选装置去除大块物料后，进入杀菌室进行杀菌，再经提油回收其中的油脂后得到除油固体垃圾备用；

（2）破壁处理：将除油固体垃圾干燥至含水量为20%-30%，粉碎至100-200目，然后再进行破壁粉碎处理；

（3）发酵处理：在粉碎后的垃圾中喷淋加入垃圾重量分数50-60%的水，加入垃圾重量分数0.009-0.013%的复合菌剂，在35-40℃的条件下发酵5-7天；

（4）水热液化处理：将发酵物加入高压反应釜中，N2加压至2.0 MPa，加热至300℃，以180r/min进行搅拌反应1h，冷却至室温后，放出气体，倒出反应混合物，即得到餐厨垃圾生物燃料。

作为优选，所述燃烧助剂为氧化钙、氧化铝、氧化锌中的一种或多种的混合物。

作为优选，所述发泡剂为无机发泡剂，为碳酸钙和碳酸氢钠的混合物。

作为优选，所述防爆剂为甲基环二烯三羰基锰。所述秸秆可以是水稻、玉米、小麦、高梁等农作物的秸秆。所述污泥是未经过干燥除水处理的污泥。

作为优选，所述的能充分燃烧的生物质燃料包括以下重量份的组分：秸秆35份、花生壳35份、锯末30份、污泥15份、餐厨垃圾生物燃料20份、苯甲酸钠3份、燃烧助剂5份、防爆剂3份、发泡剂5份。

作为优选，所述的能充分燃烧的生物质燃料包括以下重量份的组分：秸秆40份、花生壳40份、锯末30份、污泥15份、餐厨垃圾生物燃料15份、苯甲酸钠3份、燃烧助剂8份、防爆剂5份、发泡剂10份。

本发明还公开了上述能充分燃烧的生物质燃料的制备方法，具体方案如下。

上述任一所述的能充分燃烧的生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将秸秆、花生壳、锯末进行粉碎；

（2）将粉碎后的秸秆、花生壳、锯末加入到餐厨垃圾生物燃料中搅拌均匀，然后分别加入苯甲酸钠、燃烧助剂、防爆剂、发泡剂，搅拌使其混合均匀；

将步骤2所得的混合物压制成型，然后将成型后的燃料放入烘干炉中，在250-300℃的条件下进行烘干，即得到所述能充分燃烧的生物质燃料。

有益效果

（1）本发明所述的生物质燃料中各组分相互配合，燃烧充分，作为高效、环保的替代燃料具有较大的发展潜力和重要的经济效益、社会价值。利用餐厨垃圾转化为生物质燃料，既能够缓解能源紧张的局势，又可以大大降低生物质燃料的成本。秸秆、花生壳、锯末作为农业废弃物，来源广泛，价格低廉，而且属于可再生资源；加入了污泥，既可作为粘结剂将各组分黏结成型，而且可对污泥进行燃烧化处理，可以在高温燃烧的作用下使污泥中的有机质燃烧成灰，而且还可有效杀灭污泥中的有害细菌，经过燃烧后，污泥体积大大减少，而且燃烧后的剩余物无毒无害，可以放心处理；苯甲酸钠作为抗菌剂，可以延长燃料的保质期；燃烧助剂的加入可以提高氧含量，促进燃烧更加充分；防爆剂可以保证燃料燃烧的稳定性，提高其安全性；发泡剂的加入使成型的燃料在组织内部形成大量孔隙，可以使燃料内部更加蓬松，有利于充分燃烧，防止板结。

（2）本发明所述的生物质燃料的制备方法，直接在污泥和餐厨垃圾生物质燃料中加入秸秆、花生壳、锯末等干性原料，省去了前期对污泥除水干燥的成本，而且发泡剂的加入使后期烘干过程中水分更易脱出，干燥更加彻底。制备方法简单易操作，可大范围推广应用。所述的餐厨垃圾生物燃料的制备方法中，在提油处理步骤将原料进行杀菌处理，可以防止有害细菌滋生，防止对后续反应造成不利影响，还可以使原料便于保存；将粉碎后的原料进行破壁处理，可以破碎原料的细胞壁，使原料中的有效物质得到释放，可以最大限度提取有效成分，提高利用价值，而且还可以缩短发酵时间；进行发酵处理，可以使原料反应生成可燃烧的燃料，可大大提高产率；将发酵产物进行水热液化，可以使发酵产物进一步反应，转化成燃料。

具体实施方式

实施例1

一种能充分燃烧的生物质燃料，秸秆35份、花生壳35份、锯末30份、污泥15份、餐厨垃圾生物燃料20份、苯甲酸钠3份、燃烧助剂5份、防爆剂3份、发泡剂5份；

所述餐厨垃圾生物燃料由以下方法得到：

（1）杀菌提油处理：将收集来的餐厨垃圾通过分选装置去除大块物料后，进入杀菌室进行杀菌，再经提油回收其中的油脂后得到除油固体垃圾备用；

（2）破壁处理：将除油固体垃圾干燥至含水量为20%-30%，粉碎至100-200目，然后再进行破壁粉碎处理；

（3）发酵处理：在粉碎后的垃圾中喷淋加入垃圾重量分数50-60%的水，加入垃圾重量分数0.009-0.013%的复合菌剂，在35-40℃的条件下发酵5-7天；

（4）水热液化处理：将发酵物加入高压反应釜中，N2加压至2.0 MPa，加热至300℃，以180r/min进行搅拌反应1h，冷却至室温后，放出气体，倒出反应混合物，即得到餐厨垃圾生物燃料。

作为优选，所述燃烧助剂为氧化钙、氧化铝、氧化锌中的一种或多种的混合物。

作为优选，所述发泡剂为无机发泡剂，为碳酸钙和碳酸氢钠的混合物。

作为优选，所述防爆剂为甲基环二烯三羰基锰。所述秸秆可以是水稻、玉米、小麦、高梁等农作物的秸秆。所述污泥是未经过干燥除水处理的污泥。

上述的能充分燃烧的生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将秸秆、花生壳、锯末进行粉碎；

（2）将粉碎后的秸秆、花生壳、锯末加入到餐厨垃圾生物燃料中搅拌均匀，然后分别加入苯甲酸钠、燃烧助剂、防爆剂、发泡剂，搅拌使其混合均匀；

（3）将步骤2所得的混合物压制成型，然后将成型后的燃料放入烘干炉中，在250-300℃的条件下进行烘干，即得到所述能充分燃烧的生物质燃料。

实施例2

一种能充分燃烧的生物质燃料，包括以下重量份的组分：秸秆40份、花生壳40份、锯末30份、污泥15份、餐厨垃圾生物燃料15份、苯甲酸钠3份、燃烧助剂8份、防爆剂5份、发泡剂10份；

所述餐厨垃圾生物燃料由以下方法得到：

（1）杀菌提油处理：将收集来的餐厨垃圾通过分选装置去除大块物料后，进入杀菌室进行杀菌，再经提油回收其中的油脂后得到除油固体垃圾备用；

（2）破壁处理：将除油固体垃圾干燥至含水量为20%-30%，粉碎至100-200目，然后再进行破壁粉碎处理；

（3）发酵处理：在粉碎后的垃圾中喷淋加入垃圾重量分数50-60%的水，加入垃圾重量分数0.009-0.013%的复合菌剂，在35-40℃的条件下发酵5-7天；

（4）水热液化处理：将发酵物加入高压反应釜中，N2加压至2.0 MPa，加热至300℃，以180r/min进行搅拌反应1h，冷却至室温后，放出气体，倒出反应混合物，即得到餐厨垃圾生物燃料。

作为优选，所述燃烧助剂为氧化钙、氧化铝、氧化锌中的一种或多种的混合物。

作为优选，所述发泡剂为无机发泡剂，为碳酸钙和碳酸氢钠的混合物。

作为优选，所述防爆剂为甲基环二烯三羰基锰。所述秸秆可以是水稻、玉米、小麦、高梁等农作物的秸秆。所述污泥是未经过干燥除水处理的污泥。

上述的能充分燃烧的生物质燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将秸秆、花生壳、锯末进行粉碎；

（2）将粉碎后的秸秆、花生壳、锯末加入到餐厨垃圾生物燃料中搅拌均匀，然后分别加入苯甲酸钠、燃烧助剂、防爆剂、发泡剂，搅拌使其混合均匀；

（3）将步骤2所得的混合物压制成型，然后将成型后的燃料放入烘干炉中，在250-300℃的条件下进行烘干，即得到所述能充分燃烧的生物质燃料。

实施例3

一种能充分燃烧的生物质燃料，包括以下重量份的组分：秸秆30份、花生壳40份、锯末35份、污泥15份、餐厨垃圾生物燃料15份、苯甲酸钠1份、燃烧助剂8份、防爆剂3份、发泡剂10份；

所述餐厨垃圾生物燃料由以下方法得到：

（1）杀菌提油处理：将收集来的餐厨垃圾通过分选装置去除大块物料后，进入杀菌室进行杀菌，再经提油回收其中的油脂后得到除油固体垃圾备用；

（2）破壁处理：将除油固体垃圾干燥至含水量为20%-30%，粉碎至100-200目，然后再进行破壁粉碎处理；

（3）发酵处理：在粉碎后的垃圾中喷淋加入垃圾重量分数50-60%的水，加入垃圾重量分数0.009-0.013%的复合菌剂，在35-40℃的条件下发酵5-7天；

（4）水热液化处理：将发酵物加入高压反应釜中，N2加压至2.0 MPa，加热至300℃，以180r/min进行搅拌反应1h，冷却至室温后，放出气体，倒出反应混合物，即得到餐厨垃圾生物燃料。

作为优选，所述燃烧助剂为氧化钙、氧化铝、氧化锌中的一种或多种的混合物。

作为优选，所述发泡剂为无机发泡剂，为碳酸钙和碳酸氢钠的混合物。

作为优选，所述防爆剂为甲基环二烯三羰基锰。所述秸秆可以是水稻、玉米、小麦、高梁等农作物的秸秆。所述污泥是未经过干燥除水处理的污泥。

上述的能充分燃烧的生物质燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将秸秆、花生壳、锯末进行粉碎；

（2）将粉碎后的秸秆、花生壳、锯末加入到餐厨垃圾生物燃料中搅拌均匀，然后分别加入苯甲酸钠、燃烧助剂、防爆剂、发泡剂，搅拌使其混合均匀；

将步骤2所得的混合物压制成型，然后将成型后的燃料放入烘干炉中，在250-300℃的条件下进行烘干，即得到所述能充分燃烧的生物质燃料。

Claims (7)

1.一种能充分燃烧的生物质燃料，其特征在于，包括以下重量份的组分：秸秆30-40份、花生壳30-40份、锯末30-40份、污泥15-20份、餐厨垃圾生物燃料15-20份、苯甲酸钠1-3份、燃烧助剂5-8份、防爆剂3-5份、发泡剂5-10份，所述餐厨垃圾生物燃料由以下方法得到：

（1）杀菌提油处理：将收集来的餐厨垃圾通过分选装置去除大块物料后，进入杀菌室进行杀菌，再经提油回收其中的油脂后得到除油固体垃圾备用；

（2）破壁处理：将除油固体垃圾干燥至含水量为20%-30%，粉碎至100-200目，然后再进行破壁粉碎处理；

（3）发酵处理：在粉碎后的垃圾中喷淋加入垃圾重量分数50-60%的水，加入垃圾重量分数0.009-0.013%的复合菌剂，在35-40℃的条件下发酵5-7天；

（4）水热液化处理：将发酵物加入高压反应釜中，N2加压至2.0 MPa，加热至300℃，以180r/min进行搅拌反应1h，冷却至室温后，放出气体，倒出反应混合物，即得到餐厨垃圾生物燃料。

2.根据权利要求1所述的能充分燃烧的生物质燃料，其特征在于，所述燃烧助剂为氧化钙、氧化铝、氧化锌中的一种或多种的混合物。

3.根据权利要求1所述的能充分燃烧的生物质燃料，其特征在于，所述发泡剂为无机发泡剂，为碳酸钙和碳酸氢钠的混合物。

4.根据权利要求1所述的能充分燃烧的生物质燃料，其特征在于，所述防爆剂为甲基环二烯三羰基锰。

5.根据权利要求1所述的能充分燃烧的生物质燃料，其特征在于，包括以下重量份的组分：秸秆35份、花生壳35份、锯末30份、污泥15份、餐厨垃圾生物燃料20份、苯甲酸钠3份、燃烧助剂5份、防爆剂3份、发泡剂5份。

6.根据权利要求1所述的能充分燃烧的生物质燃料，其特征在于，包括以下重量份的组分：秸秆40份、花生壳40份、锯末30份、污泥15份、餐厨垃圾生物燃料15份、苯甲酸钠3份、燃烧助剂8份、防爆剂5份、发泡剂10份。

7.根据权利要求1-6任一所述的能充分燃烧的生物质燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将秸秆、花生壳、锯末进行粉碎；

（2）将粉碎后的秸秆、花生壳、锯末加入到餐厨垃圾生物燃料中搅拌均匀，然后分别加入苯甲酸钠、燃烧助剂、防爆剂、发泡剂，搅拌使其混合均匀；

（3）将步骤2所得的混合物压制成型，然后将成型后的燃料放入烘干炉中，在250-300℃的条件下进行烘干，即得到所述能充分燃烧的生物质燃料。