CN109536233A - 一种生物质颗粒燃料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物质颗粒燃料技术领域,具体涉及一种生物质颗粒燃料及其制备方法。本发明所提供的生物质颗粒燃料,包括以下重量份的原料:玉米秸秆40‑60份、玉米芯20‑30份、助燃剂5‑10份,粘结剂3‑7份,其中粘结剂为未经风干的新鲜玉米秆压榨后浓缩得到的汁液。玉米秸秆和玉米芯经过碾压和分步干燥的方式进行处理生产,本发明所提供的生物质颗粒燃料的配方和制备方法,成本低,方便实现,便于在玉米大量种植的区域进行建设分厂生产。
Description
技术领域
本发明涉及生物质颗粒燃料技术领域,具体涉及一种生物质颗粒燃料的制备方法。
背景技术
目前,随着世界范围内能源危机的出现以及由于大量使用矿物燃料所带来的日益严重的环境问题,世界各国越来越重视对生物质能源的开发利用。生物质是一种多样性的能源资源,来源广泛,应用简单,作为一种有效的替代能源具有良好的应用前景。我国是一个固体生物质能源大国,各种农作物秸秆、林木废弃物等生物质燃料极为丰富,但长期得不到有效的利用,尤其是玉米秸秆,其在每年的玉米收获季节,便会产生大量的玉米秸秆和玉米芯,以前的玉米秸秆和玉米芯往往在晒干后用于取暖和烧火使用,但是目前家庭取暖和烧火等往往采用电力资源或天然气,玉米秸秆和玉米芯等往往无法处理,大多的农户在收获完成后往往直接将其进行烧毁,尽管国家规定燃烧秸秆属于违法行为,但由于农户将秸秆等回收后并无法处理,导致很多农户还是铤而走险的将秸秆直接进行了焚烧,一方面污染了环境,另一方面也会影响土壤土质。目前将秸秆等制成生物质能源进行利用越来越得到人们的重视,但是由于秸秆、玉米芯等加工成生物质颗粒能源的工艺设备较为复杂,再加之回收、运输等成本,企业生产成本较高,农户的积极性也难以调动起来,玉米种植区域大量的秸秆、玉米芯等能源还是被浪费掉了。
发明内容
基于此,本发明的目的在于提供一种利用玉米秸秆、玉米芯等生产的生物质颗粒燃料,该生物质颗粒燃料成分比较简单,且粘结剂采用的是新鲜玉米压榨后的汁液,成本低廉,适于在玉米种植区域进行推广。
本发明通过以下技术方案来实现上述技术目的:
本发明所提供的一种生物质颗粒燃料,包括以下重量份的原料:玉米秸秆 40-60份、玉米芯 20-30份、助燃剂 5-10份,粘结剂 3-7份,其中粘结剂为未经风干的新鲜玉米秆压榨后浓缩得到的汁液。
其中,自然风干的玉米秸秆的含水率在30%以下。
优选地,助燃剂为KCl、NaNO3中的一种或两者的组合。
其中,粘结剂的含水率在30-40%。
本发明还提供了一种制备上述生物质颗粒燃料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:自然风干的玉米秸秆的处理:将自然风干含水率在30%以下的玉米秸秆进行碾压,将经过碾压的玉米秸秆进行初级破碎,将经过初级破碎的玉米秸秆进行初级干燥,将经过初级干燥的玉米秸秆进行粉碎,粉碎后物料的粒度为4-5mm,将粉碎后的玉米秸秆进行最终干燥保存在储料仓中待用;
步骤二:粘结剂的制备:将未经风干的新鲜玉米秆进行清洗后压榨,并将汁液和固态渣滓进行分离,将压榨后的固态渣滓粉碎成粒度为4-5mm的颗粒并与步骤一中得到的玉米秸秆颗粒混匀,将汁液浓缩得到粘结剂;
步骤三:玉米芯的处理:将自然风干后含水率在30%以下的玉米芯进行碾压,将经过碾压的玉米芯进行初步的干燥,将经过初步干燥后的玉米芯进行粉碎,粉碎后的物料的粒度为4-5mm,将粉碎后的玉米芯颗粒进行最终干燥并保存在储料仓中待用;
步骤四:混合:将步骤一中的玉米秸秆颗粒、步骤三中制得的玉米芯的颗粒和步骤二中压榨得到的浓缩液按照一定的比例混合均匀;
步骤五:造粒:将步骤四中的混合物进行挤压呈条状或柱状颗粒,冷却筛分后进行包装。
其中,步骤一中初级破碎时所用的筛网的直径为3-8cm,初级干燥后玉米秸秆的含水率在20%以下,最终干燥后的玉米秸秆的含水率在10% 以下。
其中,步骤三中初步干燥后的玉米芯含水率在20%以下,最终干燥后的玉米芯的含水率在10%以下。
其中,所制得的生物质颗粒燃料颗粒的灰分为5-10% ,含水率6%-9%,抗渗水性12-17h。
本发明具有以下有益技术效果:
(1)本发明利用玉米秸秆和玉米芯制成生物质颗粒燃料,充分的利用了玉米采收后的废弃物玉米秸秆和玉米芯,采用新鲜玉米秆压榨分离后的汁液作为粘结剂,不需要外加粘结剂,使制粒过程中成型容易,颗粒结构紧密,生产成本低廉,降低了生物质颗粒燃料的制造成本;
(2)采用了玉米秸秆、玉米芯和玉米秆压榨后的汁液,仅仅添加了一些助燃剂,一方面制得的生物质颗粒成分简单,降低了原料成本,另一方面,燃烧后的灰分的主要成本也比较简单,可以作为肥料的原料再次进行利用;
(3)助燃剂的选择可以增加燃烧后的灰分中钾、钠的含量,其在后续肥料的制造中经过腐熟等作用可以转化为易于植物吸收的形态,增加灰分的价值;
(4)本发明所提供的该生物质颗粒燃料的制备方法中,先是将玉米秸秆进行碾压后,再经过两次破碎和两次烘干待用;另一部分新鲜的玉米秆则是直接经过压榨提取汁液后(必要时进行适宜的烘干后)进行粉碎备用;玉米芯同样碾压后,经过烘干后粉碎再最终烘干,经过碾压后再破碎和粉碎,破碎和粉碎比较方便,可以减少对后续破碎机和粉碎机的损伤,延长设备的使用寿命,降低设备维护成本;经过两次烘干,可以保证烘干的更均匀彻底,方便后续制粒同时保证生产出的产品质量的稳定;
(5)本发明所提供的生物质颗粒燃料的配方和制备方法,成本低,方便实现,便于在玉米大量种植的区域进行建设分厂生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明,本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容仅是为了使本发明更清楚所进行的说明,不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
一种生物质颗粒燃料,包括以下重量份的原料:玉米秸秆 40份、玉米芯 30份、助燃剂10份、粘结剂7份,其中粘结剂为未经风干的新鲜玉米秆压榨后浓缩得到的汁液。其中,自然风干的玉米秸秆的含水率为30%,助燃剂为KCl,粘结剂的含水率为40%。
上述生物质颗粒燃料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:自然风干的玉米秸秆的处理:将自然风干的含水率为30%的玉米秸秆进行碾压,将经过碾压的玉米秸秆进行初级破碎,将经过初级破碎的玉米秸秆进行初级干燥,将经过初级干燥的玉米秸秆进行粉碎,粉碎后物料的粒度为4-5mm,将粉碎后的玉米秸秆进行最终干燥并保存在储料仓中待用;
步骤二:粘结剂的制备:将未经风干的新鲜玉米杆进行清洗后压榨,并将汁液和固态渣滓进行分离,将压榨后的固态渣滓粉碎成粒度为4-5mm的颗粒并与步骤一中得到的玉米秸秆颗粒混匀,将汁液浓缩即得到粘结剂;
步骤三:玉米芯的处理:将自然风干后含水率在30%以下的玉米芯进行碾压,将经过碾压的玉米芯进行初步的干燥,将经过初步干燥后的玉米芯进行粉碎,粉碎后的物料的粒度为4-5mm,将粉碎后的玉米芯颗粒进行最终干燥并保存在储料仓中待用;
步骤四:混合:将步骤一中的玉米秸秆颗粒、步骤三中制得的玉米芯的颗粒和步骤二中压榨得到的浓缩液按照一定的比例混合均匀。
步骤五:造粒:将步骤四中的混合物进行挤压呈条状或柱状颗粒,冷却筛分后进行包装。
步骤一中初级粉碎时所用筛网的直径为8cm,初级干燥后玉米秸秆的含水率为18%,最终干燥后的玉米芯秸秆的含水率为6.3%;步骤三中初步干燥后的玉米芯含水率为18.4%,最终干燥后的玉米芯的含水率为9%。
经检验,上述生物质颗粒燃料的灰分10% ,含水率9%,抗渗水性为12h。
实施例2
一种生物质颗粒燃料,包括以下重量份的原料:玉米秸秆 50份、玉米芯 25份、助燃剂8份、粘结剂5份,其中粘结剂为未经风干的新鲜玉米秆压榨后浓缩得到的汁液。其中,自然风干的玉米秸秆的含水率为27%,助燃剂为KCl、NaNO3的组合,粘结剂的含水率为35%。
上述生物质颗粒燃料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:自然风干的玉米秸秆的处理:将自然风干的含水率为27%的玉米秸秆进行碾压,将经过碾压的玉米秸秆进行初级破碎,将经过初级破碎的玉米秸秆进行初级干燥,将经过初级干燥的玉米秸秆进行粉碎,粉碎后物料的粒度为4-5mm,将粉碎后的玉米秸秆进行最终干燥并保存在储料仓中待用;
步骤二:粘结剂的制备:将未经风干的新鲜玉米杆进行清洗后压榨,并将汁液和固态渣滓进行分离,将压榨后的固态渣滓粉碎成粒度为4-5mm的颗粒并与步骤一中得到的玉米秸秆颗粒混匀,将汁液浓缩即得到粘结剂;
步骤三:玉米芯的处理:将自然风干后含水率在30%以下的玉米芯进行碾压,将经过碾压的玉米芯进行初步的干燥,将经过初步干燥后的玉米芯进行粉碎,粉碎后的物料的粒度为4-5mm,将粉碎后的玉米芯颗粒进行最终干燥并保存在储料仓中待用;
步骤四:混合:将步骤一中的玉米秸秆颗粒、步骤三中制得的玉米芯的颗粒和步骤二中压榨得到的浓缩液按照一定的比例混合均匀。
步骤五:造粒:将步骤四中的混合物进行挤压呈条状或柱状颗粒,冷却筛分后进行包装。
步骤一中初级粉碎时所用筛网的直径为5cm,初级干燥后玉米秸秆的含水率为16.2%,最终干燥后的玉米芯秸秆的含水率为4.9%;步骤三中初步干燥后的玉米芯含水率为16.4%,最终干燥后的玉米芯的含水率为6.3%。
经检验,上述生物质颗粒燃料的灰分8.5% ,含水率6.9%,抗渗水性为16h。
实施例3
一种生物质颗粒燃料,包括以下重量份的原料:玉米秸秆 60份、玉米芯 20份、助燃剂5份、粘结剂3份,其中粘结剂为未经风干的新鲜玉米秆压榨后浓缩得到的汁液。其中,自然风干的玉米秸秆的含水率为26.3%,助燃剂为NaNO3,粘结剂的含水率为30%。
上述生物质颗粒燃料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:自然风干的玉米秸秆的处理:将自然风干的含水率为26.3%的玉米秸秆进行碾压,将经过碾压的玉米秸秆进行初级破碎,将经过初级破碎的玉米秸秆进行初级干燥,将经过初级干燥的玉米秸秆进行粉碎,粉碎后物料的粒度为4-5mm,将粉碎后的玉米秸秆进行最终干燥并保存在储料仓中待用;
步骤二:粘结剂的制备:将未经风干的新鲜玉米杆进行清洗后压榨,并将汁液和固态渣滓进行分离,将压榨后的固态渣滓粉碎成粒度为4-5mm的颗粒并与步骤一中得到的玉米秸秆颗粒混匀,将汁液浓缩即得到粘结剂;
步骤三:玉米芯的处理:将自然风干后含水率在30%以下的玉米芯进行碾压,将经过碾压的玉米芯进行初步的干燥,将经过初步干燥后的玉米芯进行粉碎,粉碎后的物料的粒度为4-5mm,将粉碎后的玉米芯颗粒进行最终干燥并保存在储料仓中待用;
步骤四:混合:将步骤一中的玉米秸秆颗粒、步骤三中制得的玉米芯的颗粒和步骤二中压榨得到的浓缩液按照一定的比例混合均匀。
步骤五:造粒:将步骤四中的混合物进行挤压呈条状或柱状颗粒,冷却筛分后进行包装。
步骤一中初级粉碎时所用筛网的直径为3cm,初级干燥后玉米秸秆的含水率为20%,最终干燥后的玉米芯秸秆的含水率为4.6%;步骤三中初步干燥后的玉米芯含水率为17.1%,最终干燥后的玉米芯的含水率为5.8%。
经检验,上述生物质颗粒燃料的灰分5% ,含水率6%,抗渗水性为17h。
Claims (8)
1. 一种生物质颗粒燃料,其特征在于,包括以下重量份的原料:玉米秸秆 40-60份、玉米芯 20-30份、助燃剂 5-10份,粘结剂 3-7份,其中粘结剂为未经风干的新鲜玉米秆压榨后浓缩得到的汁液。
2.根据权利要求1所述的一种生物质颗粒燃料,其特征在于,自然风干的玉米秸秆的含水率在30%以下。
3.根据权利要求1所述的一种生物质颗粒燃料,其特征在于,助燃剂为KCl、NaNO3中的一种或两者的组合。
4.根据权利要求1所述的一种生物质颗粒燃料,其特征在于,粘结剂的含水率在30-40%。
5.权利要求1所述的一种生物质颗粒燃料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:自然风干的玉米秸秆的处理:将自然风干含水率在30%以下的玉米秸秆进行碾压,将经过碾压的玉米秸秆进行初级破碎,将经过初级破碎的玉米秸秆进行初级干燥,将经过初级干燥的玉米秸秆进行粉碎,粉碎后物料的粒度为4-5mm,将粉碎后的玉米秸秆进行最终干燥保存在储料仓中待用;
步骤二:粘结剂的制备:将未经风干的新鲜玉米秆进行清洗后压榨,并将汁液和固态渣滓进行分离,将压榨后的固态渣滓粉碎成粒度为4-5mm的颗粒并与步骤一中得到的玉米秸秆颗粒混匀,将汁液浓缩得到粘结剂;
步骤三:玉米芯的处理:将自然风干后含水率在30%以下的玉米芯进行碾压,将经过碾压的玉米芯进行初步的干燥,将经过初步干燥后的玉米芯进行粉碎,粉碎后的物料的粒度为4-5mm,将粉碎后的玉米芯颗粒进行最终干燥并保存在储料仓中待用;
步骤四:混合:将步骤一中的玉米秸秆颗粒、步骤三中制得的玉米芯的颗粒和步骤二中压榨得到的浓缩液按照一定的比例混合均匀;
步骤五:造粒:将步骤四中的混合物进行挤压呈条状或柱状颗粒,冷却筛分后进行包装。
6.根据权利要求5所述的一种生物质颗粒燃料的制备方法,其特征在于,步骤一中初级破碎时所用的筛网的直径为3-8cm,初级干燥后玉米秸秆的含水率在20%以下,最终干燥后的玉米秸秆的含水率在10% 以下。
7.根据权利要求5所述的一种生物质颗粒燃料的制备方法,其特征在于,步骤三中初步干燥后的玉米芯含水率在20%以下,最终干燥后的玉米芯的含水率在10%以下。
8.根据权利要求5所述的一种生物质颗粒燃料的制备方法,其特征在于,所制得的生物质颗粒燃料颗粒的灰分为5-10% ,含水率6%-9%,抗渗水性12-17h。
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