CN109266416A

CN109266416A - 一种复合生物质颗粒燃料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN109266416A
Application number: CN201811066600.2A
Authority: CN
Inventors: 章烨; 刘方; 张大刚; 余澳
Original assignee: HUNAN WANMUHUI BIOMASS FUEL CO Ltd
Current assignee: HUNAN WANMUHUI BIOMASS FUEL CO Ltd
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2019-01-25

Abstract

本发明提出了一种复合生物质颗粒燃料，由以下原料按重量份制备而成：木料回收料40‑70份；刨花20‑40份；其他木质料30‑50份；CuSO₄/CaCl₂混合物10‑15份；菌渣10‑20份；防腐剂5‑15份。本发明制备的复合生物质颗粒燃料的制备方法简单，制粒成本低，制得的生物质颗粒燃料含水量低，质量稳定，燃烧效率高，因此，具有广泛应用的前景。

Description

一种复合生物质颗粒燃料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及生物质燃料技术领域，具体涉及一种复合生物质颗粒燃料。

背景技术

能源的开发和利用，一直是人类文明进步的见证，成为人类适应环境、利用环境、改造环境的重要标志之一。当今的新型替代能源，如风能、太阳能、生物质能、地热能等纷纷涌现，各具优势，且利用技术也日臻成熟，其中生物质能源在实用性、可行性、广泛性方面，显现出独有的优势，被认为是未来30-50年里，最具大规模产业化开发前景的新型能源。木质颗粒燃料的发展源于20世纪70年代美国能源短缺时期，当时的原材料主要来源于家具、造纸等工厂的木材废料，产生的能源用于替代电能、薪炭燃料、化石燃料等。期间发生的石油危机，还促使丹麦开始研究木质能源发电技术，自1988年诞生了世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂以来，已有130家秸秆发电厂遍及丹麦，秸秆发电等可再生能源占全国能源消费量的24％以上。

与现代燃料相比，木质颗粒燃料具有明显的优势：燃料挥发份高，着火容易，燃烧特性好，固体燃料密度大，体积小，贮存安全方便，清洁干净；作为高品质的成型燃料，在输送、储存、燃烧等环节都可以实现自动控制，其方便程度与燃油相媲美；含硫量极低，仅为燃油、燃气的1/20左右，不需采取任何脱硫脱硝措施，即可保护炉体免受腐蚀，也可达到环保废气排放要求；灰分含量低，常规除尘装置即可满足环保要求；燃烧排放的CO₂与其生长过程中吸收的CO₂相当，且替代了化石能源，燃料排放为生态“0”排放。

现有木质颗粒燃料的制造以收购木糠、刨花为原料，直接制粒。但是木糠、刨花等存在供料不稳定，且木屑形态各异，含水率难以控制；另外生产以人工上料为主，劳动强度大，工艺参数的条件难以保证在恰当的并且允许的范围内，导致产量质量差，制粒成本高，从而使得木质燃料的使用受到了很大的局限。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种复合生物质颗粒燃料及其制备方法和应用，其目的在于，提供一种复合生物质颗粒燃料，通过添加除水剂CuSO₄/CaCl₂，高效吸收原料中残余的水分，使得生产得到的木质颗粒干燥，添加的菌渣，较好的粘粘木屑，同时质地柔软，不会损坏成型设备，添加防腐剂，防止木料被虫蛀坏以及其他微生物腐败，影响性能。

本发明提供一种复合生物质颗粒燃料，由以下原料按重量份制备而成：木料回收料40-70份；刨花20-40份；其他木质料30-50份；CuSO₄/CaCl₂混合物10-15份；菌渣10-20份；防腐剂5-15份。

作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：木料回收料50-60份；刨花25-35份；其他木质料35-45份；CuSO₄/CaCl₂混合物12-14份；菌渣12-27份；防腐剂7-12份。

作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：木料回收料57份；刨花32份；其他木质料40份；CuSO₄/CaCl₂混合物13份；菌渣22份；防腐剂10份。

作为本发明进一步的改进，木料回收料包括废旧木料、木屑、木料残渣或木料残块中的一种或几种。

作为本发明进一步的改进，其他木质料包括秸秆、竹、桑枝、果枝、木枝、果壳或果核中的一种或几种。

作为本发明进一步的改进，菌渣包括食用菌菌渣、抗生素菌渣、酵母菌渣、细菌菌渣、放线菌菌渣或真菌菌渣中的一种或几种。

作为本发明进一步的改进，防腐剂包括苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、脱氢乙酸及钠盐类、尼泊金酯类、双乙酸钠、丙酸钙、乳酸钠、樟脑中的一种或几种。

本发明进一步保护上述一种复合生物质颗粒燃料的制备方法，按照以下方法制备：

S1.将木料回收料、刨花和其他木质料混合，粉碎至10-60目，60-90℃烘干10-15h，得到细木屑，含水量为2-5％；

S2.将菌渣35-60℃发酵2-7h，粉碎至10-60目，30-50℃烘干5-7h或喷水调湿，得到碎菌渣，含水量为18-22％；

S3.将细木屑、碎菌渣、CuSO₄/CaCl₂混合物和防腐剂混合，搅拌均匀，由传送带转入成型机，压制成型，装袋

本发明进一步保护上述一种复合生物质颗粒燃料的应用。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明通过添加木料回收料，将生产生活中产生的废弃木料打碎，作为生物质燃料的主要成分，防止废弃木料的乱扔乱放，破坏环境，影响美观，同时变废为宝，环保健康；

2.本发明通过添加除水剂CuSO₄/CaCl₂，高效吸收原料中残余的水分，使得生产得到的木质颗粒干燥，同时添加的CuSO₄可以通过吸水变成蓝色指示木质颗粒中水含量的多少，当木质颗粒中蓝色较深时，木质颗粒不可使用，须干燥后继续使用，保证使用的高效；

3.本发明添加的菌渣是一种废弃的生物菌种植产业中广泛的废弃物，相较于常用的粘结剂高岭土、石灰粉，菌渣有较好的粘粘性，同时质地柔软，不会损坏成型设备；

4.本发明添加适当比例的防腐剂，防止木料被虫蛀坏以及其他微生物腐败，影响性能；

5.本发明复合生物质颗粒燃料的制备方法简单，制粒成本低，制得的生物质颗粒燃料含水量低，质量稳定，燃烧效率高，因此，具有广泛应用的前景。

附图说明

图1为复合生物质颗粒燃料的制备工艺图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，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其他所有实施例都属于本发明的保护范围。

实施例1一种复合生物质颗粒燃料的制备

原料组成：

废旧木料40份；刨花20份；秸秆10份；竹10份；桑枝10份；CuSO₄/CaCl₂混合物10份；食用菌菌渣10份；山梨酸钾5份。

制备方法：

S1.将废旧木料、刨花和秸秆、竹、桑枝混合，粉碎至10目，60℃烘干10h，得到细木屑，含水量为2％；

S2.将食用菌菌渣35℃发酵2h，粉碎至10目，30℃烘干5h，得到碎菌渣，含水量为18％；

S3.将细木屑、碎菌渣、CuSO₄/CaCl₂混合物和山梨酸钾混合，搅拌均匀，由传送带转入成型机，压制成型，装袋。

实施例2一种复合生物质颗粒燃料的制备

原料组成：

木料残块70份；刨花40份；木枝25份；果壳25份；CuSO₄/CaCl₂混合物15份；酵母菌渣20份；乳酸钠15份。

制备方法：

S1.将木料残块、刨花和木枝、果壳混合，粉碎至60目，90℃烘干15h，得到细木屑，含水量为5％；

S2.将酵母菌渣60℃发酵7h，粉碎至60目，50℃烘干7h，得到碎菌渣，含水量为22％；

S3.将细木屑、碎菌渣、CuSO₄/CaCl₂混合物和乳酸钠混合，搅拌均匀，由传送带转入成型机，压制成型，装袋。

实施例3一种复合生物质颗粒燃料的制备

原料组成：

废旧木料30份；木屑20份；刨花25份；桑枝20份；果枝15份；CuSO₄/CaCl₂混合物12份；菌渣12份；樟脑3份；丙酸钙4份。

制备方法：

S1.将废旧木料、木屑、刨花和桑枝、果枝混合，粉碎至24目，70℃烘干12h，得到细木屑，含水量为3％；

S2.将真菌菌渣40℃发酵3h，粉碎至24目，40℃烘干6h，得到碎菌渣，含水量为20％；

S3.将细木屑、碎菌渣、CuSO₄/CaCl₂混合物和樟脑、丙酸钙混合，搅拌均匀，由传送带转入成型机，压制成型，装袋。

实施例4一种复合生物质颗粒燃料的制备

原料组成：

木屑60份；刨花35份；果壳20份；果核25份；CuSO₄/CaCl₂混合物14份；细菌菌渣27份；尼泊金甲酯12份。

制备方法：

S1.将木屑、刨花和果壳、果核混合，粉碎至40目，80℃烘干14h，得到细木屑，含水量为4％；

S2.将细菌菌渣50℃发酵6h，粉碎至40目，40℃烘干6h，得到碎菌渣，含水量为21％；

S3.将细木屑、碎菌渣、CuSO₄/CaCl₂混合物和尼泊金甲酯混合，搅拌均匀，由传送带转入成型机，压制成型，装袋。

实施例5一种复合生物质颗粒燃料的制备

原料组成：

废旧木料30份；木料残块27份；刨花32份；竹20份；桑枝20份；CuSO₄/CaCl₂混合物13份；抗生素菌渣22份；双乙酸钠10份。

制备方法：

S1.将废旧木料、木料残块、刨花和竹、桑枝混合，粉碎至10-60目，60-90℃烘干10-15h，得到细木屑，含水量为2-5％；

S2.将抗生素菌渣35-60℃发酵2-7h，粉碎至10-60目，30-50℃烘干5-7h，得到碎菌渣，含水量为18-22％；

S3.将细木屑、碎菌渣、CuSO₄/CaCl₂混合物和双乙酸钠混合，搅拌均匀，由传送带转入成型机，压制成型，装袋。

对照例1按照专利201610523866.X“一种环保型木质生物质颗粒燃料及其制备方法”的方法制备

毛木材料利用木材粉碎机制备木材颗粒，并利用机械筛选机选取粒径小于3.0mm的木材颗粒。采用生物碳低温碳化技术，将木材材料在碳化温度200-300℃和隔氧条件下进行碳化。将上述木材生物质颗粒的含水率调节到16％左右。将上述木材生物质颗粒与木材造纸废液按质量比20∶1混合均匀。利用生物质颗粒成型机制造木质颗粒燃料，制造过程中没添加任何的化学粘结剂。将木材生物质颗粒燃料放置在干燥的环境中自然干燥一段时间，使其含水率和几何尺寸达到平衡。

测试例1性能测试

将本发明实施例1-5制备的复合生物质颗粒燃料和对照例1制备的环保型木质生物质颗粒燃料进行性能测试，结果见表1。

表1性能测试结果

组别	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对照例1
							形状	圆柱体	圆柱体	圆柱体	圆柱体	圆柱体	圆柱体
堆积密度(g/cm<sup>3</sup>)	0.48	0.52	0.54	0.51	0.50	0.65
							含水量(％)	1.0	0.4	0.8	0.7	0.6	5.5
灰分含量(％)	1.5	1.8	2.0	1.7	2.1	3.4
							燃烧热值(J/g)	28069	27970	28652	27893	28750	18920

由上表可知，本发明实施例制备的复合生物质颗粒燃料相较于对照例1制备的环保型木质生物质颗粒燃料含水量低，燃烧后灰分较少，燃烧热值高，是一种高效的清洁能源，因此，具有广泛的应用前景。

本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。

Claims

1.一种复合生物质颗粒燃料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：木料回收料40-70份；刨花20-40份；其他木质料30-50份；CuSO₄/CaCl₂混合物10-15份；菌渣10-20份；防腐剂5-15份。

2.根据权利要求1所述一种复合生物质颗粒燃料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：木料回收料50-60份；刨花25-35份；其他木质料35-45份；CuSO₄/CaCl₂混合物12-14份；菌渣12-27份；防腐剂7-12份。

3.根据权利要求1所述一种复合生物质颗粒燃料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：木料回收料57份；刨花32份；其他木质料40份；CuSO₄/CaCl₂混合物13份；菌渣22份；防腐剂10份。

4.根据权利要求1所述一种复合生物质颗粒燃料，其特征在于，所述木料回收料包括废旧木料、木屑、木料残渣或木料残块中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述一种复合生物质颗粒燃料，其特征在于，所述其他木质料包括秸秆、竹、桑枝、果枝、木枝、果壳或果核中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述一种复合生物质颗粒燃料，其特征在于，所述菌渣包括食用菌菌渣、抗生素菌渣、酵母菌渣、细菌菌渣、放线菌菌渣或真菌菌渣中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述一种复合生物质颗粒燃料，其特征在于，所述防腐剂包括苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、脱氢乙酸及钠盐类、尼泊金酯类、双乙酸钠、丙酸钙、乳酸钠、樟脑中的一种或几种。

8.根据权利要求1-7任一权利要求所述一种复合生物质颗粒燃料的制备方法，其特征在于，按照以下方法制备：

S3.将细木屑、碎菌渣、CuSO₄/CaCl₂混合物和防腐剂混合，搅拌均匀，由传送带转入成型机，压制成型，装袋。

9.根据权利要求1-7任一权利要求所述一种复合生物质颗粒燃料的应用。