CN109536232B - 一种生物质成型燃料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种生物质成型燃料及其制备方法，由以下重量份配方组成：生物质秸秆55‑60份，废草木树枝20‑30份，粘合剂3‑8份，燃料助燃剂2‑5份，添加剂6‑9份。通过添加地沟油和工业废油作为粘合剂，不仅有助于生物质燃料成型，不易吸水，还提高了生物质成型燃料的品质，实现了充分反应，发热量高；通过添加主要成分为多种金属氧化物的电厂废SCR催化剂，使反应更加剧烈充分；通过比例混合添加筛分后纤维状和颗粒状生物质样品，增加了成型燃料的强度；通过添加高岭土和经过筛分后的工业锅炉细炉渣，增加燃料的孔隙结构，加强燃烧，同时提高了灰熔点，抑制了生物质成型燃料燃烧结渣，减少了SO2的释放。本发明制备得到的生物质成型燃料易点火、热量高、成本低、透气性好、燃烧效率高、污染物排放水平低、充分实现废物资源化利用，相较现有的技术特征，具有一定的优势，值得推广使用。

Description

一种生物质成型燃料及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物质能源技术领域，特别是一种生物质成型燃料及其制备方法。
背景技术
由于石油、煤、天然气等化石能源的紧缺及日益严重的环境问题，生物质能源引起了国际社会的广泛关注。生物质是分布广泛、总量丰富的可再生能源，又是环境友好的低碳能源，对社会和经济的可持续发展具有重要的作用，其氮、硫含量低，在反应过程中几乎不产生二氧化硫，不会带来严重的环境问题。同时，生物质能源可以转化为气体、液体燃料，具有大规模替代石油、天然气的潜力，可以有效改善我国的能源结构，从而提高我国的能源安全性。近年来，已有多种利用农作废物粉碎后挤压制成条状、颗粒状或块状的生物质燃料，但是仅以农业废物和普通燃料添加剂制成的生物质成型燃料不易存放、容易松散；在燃烧或气化过程中存在点火难、热量不高、容易结渣、反应时间短等缺陷。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种生物质成型燃料及其制备方法，以解决现有技术存在的上述问题。该生物质成型燃料是以地沟油和工业废油作为粘合剂，利用地沟油、工业废油和生物质的协同作用，提高生物质成型燃料的燃烧及气化品质。
本发明的技术方案：一种生物质成型燃料，其特征是，由以下重量份配方组成：生物质秸秆55-60份，废草木树枝20-30份，粘合剂3-8份，燃料助燃剂2-5份，添加剂6-9份。
优选的，所述粘合剂为地沟油和工业废油，地沟油为3-5重量份，工业废油为2-5重量份。
优选的，所述燃料助燃剂为主要成分为电厂废SCR催化剂，其主要成分为钛、钒、钨、钙等多种金属元素的氧化物。
优选的，所述添加剂为高岭土和工业锅炉经过筛分后粒度为1-5mm的细炉渣，高岭土为4-6重量份，细炉渣为3-5重量份。
上述生物质成型燃料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)将生物质秸秆和废草木树枝在阳光下曝晒1-3天，将晒干后的物料投入粉碎设备中进行粉碎处理；
(2)将步骤(1)中粉碎后的样品进行筛分，筛分出1-5mm的短纤维状生物质和1mm以下的颗粒状生物质，将两者以3:2-4:1质量比例混合使用；
(3)将电厂废SCR催化剂、高岭土、细炉渣，混合均匀粉碎至20-300目；
(4)将所述步骤(2)中所得样品、粉碎后的电厂废SCR催化剂、高岭土、细炉渣和地沟油、工业废油于室温下放入混合设备中充分搅拌15-30min；
(5)在5-40MPa的压力下，由燃料成型机将初步成型的混合物压制得到生物质成型燃料。
本发明主要以生物质秸秆和废草木树枝为主，不添加煤等不可再生能源，属于绿色环保的清洁能源；通过添加地沟油和工业废油作为粘合剂，不仅有助于生物质燃料成型，不易吸水，还提高了生物质成型燃料的品质，实现了充分反应，发热量高；通过添加主要成分为多种金属氧化物的电厂废SCR催化剂，使反应更加剧烈充分；通过比例混合添加筛分后纤维状和颗粒状生物质样品，增加了成型燃料的强度；通过添加高岭土和经过筛分后的工业锅炉细炉渣，增加燃料的孔隙结构，加强燃烧，同时提高了灰熔点，抑制了生物质成型燃料燃烧结渣，减少了SO2的释放。本发明使用地沟油、工业废油和电厂废SCR催化剂都是工业及生活产生的废弃物。
本发明的有益效果为：本发明制备得到的生物质成型燃料易点火、热量高、成本低、透气性好、燃烧效率高、污染物排放水平低、充分实现废物资源化利用，相较现有的技术特征，具有一定的优势，值得推广使用。
本发明的创新之处在于：
1）采用地沟油和工业废油作为粘合剂，提高生物质成型燃料的气化品质，同时，成型燃料不易吸水，强度较大。
2）采用电厂废SCR催化剂作为燃料助燃剂，使反应更剧烈充分，增强反应效果。
3）采用高岭土和工业锅炉经过筛分后粒度为1-5mm的细炉渣作为添加剂，增加燃料的孔隙结构，加强燃烧，使灰熔点提高了80-100℃，抑制了生物质成型燃料燃烧结渣。适当添加的高岭土和炉渣促进了固硫产物CaSO4的生成，从而大幅度降低了SO2的排放量。
4）所用粘合剂中的地沟油和工业废油、燃料助燃剂中的电厂废SCR催化剂、添加剂炉渣都是工业废物。
5）通过比例混合添加筛分后纤维状和颗粒状生物质样品，增加了成型燃料的强度，不易松散。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步的描述。
一种生物质成型燃料，由以下重量份配方组成：生物质秸秆60份，废草木树枝25份，粘合剂5份，高岭土5份，电厂废催化剂3份，炉渣3份。
本发明还提供一种生物质成型燃料的制备方法，包括如下步骤：
(1) 将生物质秸秆和废草木树枝在阳光下曝晒2天，将晒干后的物料投入粉碎设备中进行粉碎处理；
(2)将步骤(1)中粉碎后的样品进行筛分，筛分出1-5mm的短纤维状生物质和1mm以下的颗粒状生物质，将两者以2:1质量比例混合使用；
(3)将电厂废SCR催化剂、高岭土、细炉渣，混合均匀粉碎至100目；
(4)将所述步骤(2)中所得样品、粉碎后的电厂废SCR催化剂、高岭土、细炉渣和地沟油、工业废油于室温下放入混合设备中充分搅拌30min；
(5)在20MPa的压力下，由燃料成型机将初步成型的混合物压制得到生物质成型燃料。
本实施例制备的生物质成型燃料燃烧的热值为5010千卡/千克，燃烧充分，节能环保。本发明实施例制备的成型燃料浸水1h的吸水率为5%-10%，且没有发生松散，而传统成型燃料吸水率达到30-35%，发生严重松散。相同燃烧温度下，本发明实施例制备的成型燃料灰熔点相较于传统成型燃料升高了80-100℃，结渣量较传统成型燃料少，灰渣质地疏松。本发明实施例制备的成型燃料孔隙率为15-20%，而传统成型燃料的孔隙率为5%-10%，因此本发明显著增强了燃料的透气性。本发明实施例制备的成型燃料具有明显的固硫效果，燃烧过程的SO2释放量较传统成型燃料降低了20-35%。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征做出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.生物质成型燃料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)按重量份准备原料：生物质秸秆55-60份，废草木树枝20-30份，粘合剂3-8份，燃料助燃剂2-5份，添加剂6-9份；其中，粘合剂为地沟油和工业废油，地沟油为3-5重量份，工业废油为2-5重量份；所述燃料助燃剂为主要成分为钛、钒、钨金属氧化物的电厂废SCR催化剂；所述添加剂为高岭土和工业锅炉经过筛分后粒度为1-5mm的细炉渣，高岭土为4-6重量份，细炉渣为3-5重量份；
(2)将生物质秸秆和废草木树枝在阳光下曝晒1-3天，将晒干后的物料投入粉碎设备中进行粉碎处理；
(3)将步骤(2)中粉碎后的样品进行筛分，筛分出1-5mm的短纤维状生物质和1mm以下的颗粒状生物质，将两者以3:2-4:1质量比例混合使用；
(4)将电厂废SCR催化剂、高岭土、细炉渣，混合均匀粉碎至20-300目；
(5)将所述步骤(3)中所得样品、粉碎后的电厂废SCR催化剂、高岭土、细炉渣和地沟油、工业废油于室温下放入混合设备中充分搅拌15-30min；
(6)在5-40MPa的压力下，由燃料成型机将初步成型的混合物压制得到生物质成型燃料。
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