CN109628192A - 一种生物质致密成型燃料及其制备方法 - Google Patents

一种生物质致密成型燃料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109628192A
CN109628192A CN201811403265.0A CN201811403265A CN109628192A CN 109628192 A CN109628192 A CN 109628192A CN 201811403265 A CN201811403265 A CN 201811403265A CN 109628192 A CN109628192 A CN 109628192A
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
parts
biomass
powder
mixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811403265.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109628192B (zh
Inventor
肖薛钉
吴康松
陈晓堃
罗权桂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Environmental Protection Ltd By Share Ltd
Original Assignee
Environmental Protection Ltd By Share Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Environmental Protection Ltd By Share Ltd filed Critical Environmental Protection Ltd By Share Ltd
Priority to CN201811403265.0A priority Critical patent/CN109628192B/zh
Publication of CN109628192A publication Critical patent/CN109628192A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109628192B publication Critical patent/CN109628192B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C10L5/445—Agricultural waste, e.g. corn crops, grass clippings, nut shells or oil pressing residues
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C10L5/442—Wood or forestry waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/10—Treating solid fuels to improve their combustion by using additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2230/00—Function and purpose of a components of a fuel or the composition as a whole
    • C10L2230/22—Function and purpose of a components of a fuel or the composition as a whole for improving fuel economy or fuel efficiency
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/30—Pressing, compressing or compacting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/32—Molding or moulds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Abstract

本发明提出一种生物质致密成型燃料及其制备方法，所述生物质致密成型燃料至少包括以下重量份的各组份：生物质秸秆100重量份、木屑粉料45‑65重量份、硬壳填料25‑35重量份、成型淀粉18‑30重量份、有机溶胶15‑25重量份、助燃剂12‑18重量份和燃值添加剂6‑12重量份。本发明通过创新生物质致密成型燃料原料配方，创新组合不同种类生物质秸秆、创新搭配填充骨料、创新引入助燃成分、并创新采用胶混热压方式进行致密压缩，使得所制得的生物质致密成型燃料具有远高于传统生物质燃料的致密性，密度最大可超过2g/cm3，具有超过6000Kcal/kg的最大热值，燃烧率和热效率都能够达到90％以上，排相对于传统生物质燃料更具竞争力，同时有效控制了灰分，满足环保要求，具有广阔应用前景。

Description

一种生物质致密成型燃料及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物质燃料技术领域，具体涉及一种生物质致密成型燃料及其制备方法。
背景技术
生物质燃料是以秸秆等生物质废弃料作为主要原料的一种新型燃料，目前在国内具有较大的应用市场空间，因为我国的生物质原料分布广阔、来源丰富，但是目前在国内生物质燃料并没有被大规模使用，主要原因包括：燃值低、燃烧效率低、制作成本大、体积大导致搬运不便等等，如何通过创新配方与制备过程来提高生物质燃料的热值、燃烧效率等是促进其广泛应用的关键。现有技术中的生物质燃料多以秸秆等的普通发酵、压缩来制备，并没有从本质上提高燃烧效率和热值。
发明内容
本发明创新的提出一种全新的生物质致密成型燃料及其制备方法，通过创新生物质致密成型燃料的原料配方，尤其是创新组合了不同种类的生物质秸秆、创新搭配了填充骨料、创新引入了助燃成分、并创新采用胶混热压方式进行致密压缩，使得所制得的生物质致密成型燃料具有远高于传统生物质燃料的致密性，密度最大可超过2g/cm3，具有超过6000Kcal/kg的最大热值，燃烧率和热效率都能够达到90％以上，排相对于传统生物质燃料更具竞争力，同时有效控制了水分、灰分，能够很好的满足环保要求，具有广阔的应用前景。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
一种生物质致密成型燃料，包括以下重量份的各组份：
进一步的根据本发明所述的生物质致密成型燃料，其中所述的生物质秸秆由以下重量份的各组份混合制得：
且所述生物质秸秆的平均粒径在5mm以下，水份质量含量在12％以内。
进一步的根据本发明所述的生物质致密成型燃料，其中所述的木屑粉料由锯末粉料和刨花料按照质量比10:4-6混合制得，水份质量含量在5％以内，其中锯末粉料的平均粒径在1mm以内，刨花料的最大长度不超过3mm。
进一步的根据本发明所述的生物质致密成型燃料，其中所述硬壳填料由以下重量份的各组份混合制得：
棕榈壳 10-15重量份；
核桃壳 6-9重量份；
花生壳 8-12重量份；
其中棕榈壳的平均粒径在10-15mm，核桃壳的平均粒径在5-8mm，花生壳的平均粒径在8-12mm。
进一步的根据本发明所述的生物质致密成型燃料，其中所述成型淀粉由高粱粉和小麦粉按照10:5-8的混合制得，且成型淀粉的粒径在80微米以下，水份质量含量在18-25％之间。
进一步的根据本发明所述的生物质致密成型燃料，其中所述有机溶胶由以下重量份的各组份混合制得：
聚氨酯胶 10重量份；
液蜡 6-8重量份；
氯丁橡胶乳液 3-5重量份。
进一步的根据本发明所述的生物质致密成型燃料，其中所述助燃剂由以下重量份的各组份混合制得：
其中所述燃值添加剂由以下重量份的各组份混合制得：
进一步的根据本发明所述的生物质致密成型燃料，其中所述生物质致密成型燃料的密度在1.2-2.1g/cm3，热值在4800-6500Kcal/kg，水份含量小于等于3％，灰分小于等于2.8％，燃烧率大于等于95％，热效率大于等于90％，排尘浓度小于等于50mg/立方米。
一种生物质致密成型燃料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制备生物质秸秆粉料，具体的称取小麦秸秆60-80重量份、小米秸秆30-45重量份、玉米秸秆40-50重量份、玉米芯20-35重量份和高粱秸秆15-25重量份，接着将各秸秆原料粉碎至平均粒径在5mm以下，然后进行均匀混合制得生物质秸秆粉料；
步骤二、制备木屑粉料，具体的将锯末粉料和刨花料按照质量比10:4-6进行均匀混合，制得木屑粉料，其中锯末粉料的平均粒径选择在1mm以内，刨花料的最大长度选择在3mm以内；
步骤三、制备秸秆木屑混合粉料，将步骤一制得的生物质秸秆粉料的水份质量含量控制在12％以内，将步骤二制得的木屑粉料的水份质量含量控制在5％以内，然后将步骤一制得的生物质秸秆粉料与步骤二制得的木屑粉料按照重量比100：45-65进行均匀混合，制得秸秆木屑混合粉料；
步骤四、将步骤三制得的秸秆木屑混合粉料在60-100℃下蒸汽发酵20小时以上，然后在120-150℃下干燥10小时，干燥后的秸秆木屑混合粉料水份质量含量控制在5％以下；
步骤五、制备硬壳填料，具体的称取棕榈壳10-15重量份、核桃壳6-9重量份、花生壳8-12重量份，然后将棕榈壳粉碎至平均粒径在10-15mm、将核桃壳粉碎至平均粒径在5-8mm、将花生壳粉碎至平均粒径在8-12mm，最后将粉碎后的各壳料进行均匀混合，并干燥至水份质量含量在1％以内，制得硬壳填料；
步骤六、制备成型淀粉，具体的将粒径在80微米以下的高粱粉和小麦粉按照重量比10:5-8进行均匀混合，并补充适量水份，使得混合后的淀粉水份质量含量在18-25％之间，制得成型淀粉；
步骤七、制备初步成型混合料，具体的将步骤四处理后的秸秆木屑混合粉料、步骤五制得的硬壳填料和步骤六制得的成型淀粉进行均匀混合，并在混合过程中施加一定的成型压力，制得初步成型混合料，其中硬壳填料的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的25-35％，成型淀粉的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的18-30％；
步骤八、制备有机溶胶，具体的称取聚氨酯胶10重量份、液蜡6-8重量份和氯丁橡胶乳液3-5重量份进行均匀混合，制得有机溶胶；
步骤九、制备助燃剂，具体的称取聚乙烯醇10-15重量份、氧化镁8-10重量份、氧化锰8-12份、过氧化钙6-8份、过氧化镁5-8重量份和硝酸钾3-6重量份进行均匀混合，制得助燃剂；
步骤十、制备燃值添加剂，具体的称取亚硫酸钙粉10-12重量份、磷酸氧钒4-6重量份、磷酸钙6-8重量份、无烟煤粉10-15重量份和电石渣6-12重量份进行均匀混合，制得燃值添加剂；
步骤十一、制备燃料固态混合料，将步骤七制得的初步成型混合料、步骤九制得的助燃剂和步骤十制得的燃值添加剂进行均匀混合，制得燃料固态混合料，其中助燃剂的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的12-18％，燃值添加剂的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的6-12％；
步骤十二、制备预成型料，将步骤十一制得的燃料固态混合料混合添加于步骤八制得的有机溶胶中，并采用搅拌设备进行均匀搅拌，使得燃料固态混合料均匀分散于有机溶胶中，制得预成型料，其中有机溶胶的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的15-25％；
步骤十三、将步骤十二制得的预成型料提供至真空热压成型机，在隔绝空气并控制温度在120-320摄氏度的条件下，对预成型料进行挤压成型，制得生物质致密成型燃料。
进一步的根据本发明所述的生物质致密成型燃料的制备方法，其中所制得的生物质致密成型燃料为若干直径在8-12mm、长度在10-35mm的圆柱状致密成型燃料，燃料的密度在1.2-2.1g/cm3，热值在4800-6500Kcal/kg，水份含量小于等于3％，灰分小于等于2.8％，燃烧率大于等于95％，热效率大于等于90％，排尘浓度小于等于50mg/立方米。
本发明所述生物质致密成型燃料及其制备方法所具有的独特创新技术效果至少包括：
1)、本发明创新了生物质致密成型燃料的组份配方，相对于传统生物质燃料，在主要成分-生物质秸秆上的选择方面进行了创新，首创了提出通过混合小麦秸秆、小米秸秆、玉米秸秆、玉米芯和高粱秸秆的方式制备生物质秸秆原料，恰当的控制其粒径和水分达到最佳分散混合效果。
2)、同时创新的将木屑粉料与生物质秸秆进行混合，使得木屑粉料能够充分的填入生物质秸秆粉料间隙中，在提高易燃性能的同时，提升了燃料整体压实密度。
3)、本发明创新的引入硬壳填料，并以粒径递进方式通过棕榈壳、花生壳和核桃壳来构成硬壳填料，能够很好的保证生物质燃料的骨架支撑效果，使得其成型后更加结实。
4)、本发明创新的利用成型淀粉来促进生物质秸秆、木屑粉料和硬壳填料之间的混合与成型粘结，一者淀粉与秸秆可来源于同一生物质料如小麦，二者淀粉能够很好的实现初粘，同时也能够增加燃烧值，更加便于生物质料与后续其他原料之间的混合分散。
5)、本发明创新的设计助燃剂和燃值添加剂的充分，在其中增加了易燃和高燃烧值成分，尤其是创新搭配组份含量保证了操作安全，同时大大提高了燃料的燃烧性能。
6)、本发明创新的基于有机溶胶和热压成型进行生物质燃料的致密成型，一者有机溶剂能够很好的将固态粉料粘合以便于热压成型，二者有机溶剂固化后自身也具有一定的燃烧性，能够增加燃料整体的热值和燃烧效率，三者引入有机溶剂有效控制的水分含量，将其控制在现有燃料无法达到的范围以下，同时有效抑制了灰分，促进了燃料向着更加环保的方向发展。
7)、总之本发明创新了生物质致密成型燃料的原料配方，创新组合了不同种类的生物质秸秆、创新搭配了填充骨料、创新引入了助燃成分、并创新采用胶混热压方式进行致密压缩，使得所制得的生物质致密成型燃料具有远高于传统生物质燃料的致密性，密度最大可超过2g/cm3，具有超过6000Kcal/kg的最大热值，燃烧率和热效率都能够达到90％以上，排相对于传统生物质燃料更具竞争力，同时有效控制了水分、灰分，能够很好的满足环保要求，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
以下对本发明的技术方案进行详细描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明，但并不因此限制本发明的保护范围。
本发明所提供的生物质致密成型燃料，包括以下质量份的各组份：
进一步优选的，第一实施方式所述的生物质致密成型燃料由上述各组份构成。
本发明所述的生物质致密成型燃料中的各原料配方具有如下组成：
所述生物质秸秆包括以下组份：小麦秸秆60-80重量份，小米秸秆30-45重量份，玉米秸秆40-50重量份，玉米芯20-35重量份，高粱秸秆15-25重量份，更有选的由上述各组分按所述质量比混合制得本发明的生物质秸秆。本发明所述的生物质秸秆被粉碎至平均粒径在5mm以下，优选的在3mm以下。生物质秸秆的水份质量含量控制在12％以内，优选的在8％以内。所述的生物质秸秆按照所述重量比和粒径混合后经过实测热值可达到4800Kcal/kg以上。
所述木屑粉料由锯末粉料和刨花料按照质量比10:4-6混合制得，水份含量控制在5％以内，锯末粉料的平均粒径在1mm以内，刨花料的最大长度不超过3mm。
所述硬壳填料包括以下组份：棕榈壳10-15重量份、核桃壳6-9重量份、花生壳8-12重量份，更优选的由所述重量份的各组分混合制得；其中棕榈壳被粉碎至平均粒径在10-15mm，核桃壳被粉碎至平均粒径在5-8mm，花生壳被粉碎至平均粒径在8-12mm。硬壳填料水份需控制在1％以内，要达到几乎不含任何水份，且硬壳填料的组成及其粒径分布比较重要，满足所述条件的硬壳填料能够很好的分散混合于结构及木屑粉料中，并同时能够起到很好的骨料支撑作用，对于生物质燃料的致密成型具有重要的骨料支撑作用。
所述的成型淀粉由高粱粉和小麦粉按照10:5-8的混合制得，充分利用了两者的淀粉胶黏作用，并能使生物质燃料各组分能够很好的粘结，能够充分利用生物质各原料的自燃属性进行致密成型，所述成型淀粉的粒径在80微米以下，水份质量含量控制在18-25％之间，使得所述成型淀粉自身具有一定的粘度。进一步优选的所述成型淀粉可以直接混合于生物质秸秆中，具体的按照成型淀粉与生物质秸秆的质量比关系，使生物质秸秆中预定质量的小麦秸秆和高粱秸秆中自带有小麦穗和高粱穗，并将其直接粉碎至面粉量级并控制其水分含量。
所述的有机溶胶为聚氨酯胶10重量份、液蜡6-8重量份和氯丁橡胶乳液3-5重量份混合均匀制得，用于提供生物质致密成型所需的胶黏作用。
所述助燃剂由聚乙烯醇10-15重量份、氧化镁8-10重量份、氧化锰8-12份、过氧化钙6-8份、过氧化镁5-8重量份和硝酸钾3-6重量份混合制得，用于提升易燃程度。
所述燃值添加剂由亚硫酸钙粉10-12重量份、磷酸氧钒4-6重量份、磷酸钙6-8重量份、无烟煤粉10-15重量份和电石渣6-12重量份混合制得，用于稳定提升燃料燃烧热值。
本发明进一步提供所述生物质致密成型燃料的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、制备生物质秸秆，具体的按照质量份数称取小麦秸秆60-80重量份、小米秸秆30-45重量份、玉米秸秆40-50重量份、玉米芯20-35重量份和高粱秸秆15-25重量份，将秸秆原料粉碎至平均粒径在5mm以下，优选的在3mm以下，然后充分混合均匀。
步骤二、制备木屑粉料，具体的将锯末粉料和刨花料按照质量比10:4-6进行混合，其中锯末粉料的平均粒径选择在1mm以内，刨花料的最大长度选择在3mm以内。
步骤三、制备秸秆木屑混合粉料，将步骤一制得的生物质秸秆粉料的水份含量控制在12％以内(优选的在8％以内)，将步骤二制得的木屑粉料的水份含量控制在5％以内，然后将步骤一制得的生物质秸秆粉料与步骤二制得的木屑粉料按照100：45-65重量份的关系通过粉料搅拌机进行充分搅拌以形成混合粉料，控制两者的水份含量在所述范围内经过试验能够很好的实现两者的均匀混合。
步骤四、将步骤三得到的秸秆木屑混合粉料在60-100℃下蒸汽发酵20小时以上，然后将发酵后的粉料在120-150℃下干燥10小时，干燥后的秸秆木屑混合粉料水份含量控制在5％以下。
步骤五、制备硬壳填料，具体的称取棕榈壳10-15重量份、核桃壳6-9重量份、花生壳8-12重量份，然后通过磨碎机将棕榈壳粉碎至平均粒径在10-15mm、将核桃壳粉碎至平均粒径在5-8mm、将花生壳粉碎至平均粒径在8-12mm，基本按照棕榈壳、花生壳、核桃壳粒径逐步递减的方式进行粉碎，以使得填料能够在5-15mm范围能提供不同强度的骨料支撑作用，最后将粉碎后的各壳料充分混合均匀，并干燥至基本不含水份(即水份含量控制在1％以内)。
步骤六、制备成型淀粉，具体的将粒径在80微米以下的高粱粉和小麦粉按照10:5-8均匀混合，并补充适量的水份，使得混合后的淀粉水份含量在18-25％之间，淀粉具有一定的粘性。
步骤七、制备初步成型混合料，具体的将步骤四制得的秸秆木屑混合粉料、步骤五制得的硬壳填料和步骤六制得的成型淀粉按照预定的质量关系(即前述生物质致密成型燃料所包括的相关组分的质量关系，可以100重量份的生物质秸秆作为相关物质添加基准)进行均匀混合，并在混合过程中施加适当的成型压力，以使得硬壳填料能够通过成型淀粉稳定分散在秸秆木屑混合粉料中，避免出现硬壳填料与秸秆木屑混合粉料相分离的情况，得到初步成型混合料。
步骤八、制备有机溶胶，具体的称取聚氨酯胶10重量份、液蜡6-8重量份和氯丁橡胶乳液3-5重量份，然后进行均匀混合，得到有机溶胶备用。
步骤九、制备助燃剂，具体将称取聚乙烯醇10-15重量份、氧化镁8-10重量份、氧化锰8-12份、过氧化钙6-8份、过氧化镁5-8重量份和硝酸钾3-6重量份进行均匀混合，制得助燃剂备用。
步骤十、制备燃值添加剂，具体的称取亚硫酸钙粉10-12重量份、磷酸氧钒4-6重量份、磷酸钙6-8重量份、无烟煤粉10-15重量份和电石渣6-12重量份混合均匀制得燃值添加剂。
步骤十一、制备燃料固态混合料，将步骤七制得的初步成型混合料、步骤九制得的助燃剂和步骤十制得的燃值添加剂进行均匀混合，制得燃料固态混合料，其中助燃剂的使用量为生物质秸秆粉料重量的12-18％，燃值添加剂的使用量为生物质秸秆粉料重量的6-12％；
步骤十二、制备预成型料，将步骤十一制得的燃料固态混合料混合添加于步骤八制得的有机溶胶中，并采用搅拌设备进行均匀搅拌，使得燃料固态混合料均匀分散于有机溶胶中，制得预成型料，其中有机溶胶的使用量为生物质秸秆粉料重量的15-25％；
步骤十三、将步骤十二制得的预成型料提供至真空热压成型机，在隔绝空气的条件下控制温度在120-320摄氏度(优选150-220℃)，对混合料进行挤压，形成致密成型燃料，优选的将混合料挤压成型为若干圆柱状成型燃料，每个圆柱的直径在8-12mm、长度在10-35mm。
本发明制得的生物质致密成型燃料经过实测具有如下独特技术优势与性能：
1)、所制得的生物质致密成型燃料的密度可达1.2-2.1g/cm3，致密性远高于传统生物质燃料，这与本发明通过成型淀粉初步成型骨料和通过有机溶胶热压成型整料的两次成型过程有着较大的关系。
2)、所制得的生物质致密成型燃料的热值达到4800-6500Kcal/kg，热值非常高，这与本发明所述生物质致密成型燃料各组分均含有易燃成分，尤其是其中的助燃剂和燃值添加剂中的易燃成分有着较大的关系，本发明的重要创新也正是通过创新选择原料组份来提高燃料热值。
3)、所制得的生物质致密成型燃料的水份含量≤3％，因为各原料组份严格控制水份含量，并在超过100摄氏度下进行热压成型，最终使得水份含量大大降低，保证了易燃性能。
4)、此外所制得的生物质致密成型燃料的灰分小于等于2.8％，燃烧率≥95％，热效率≥90％，排尘浓度≤50mg/立方米，等等这些参数性能都远远优越于现有生物质燃料。
下面给出本发明的具体实施例。
实施例1
本发明所述的生物质致密成型燃料，由以下质量份的各组分混合制得：
其中所述生物质秸秆由小麦秸秆60重量份、小米秸秆30重量份、玉米秸秆40重量份、玉米芯20重量份和高粱秸秆15重量份混合制得，且被粉碎至平均粒径在5mm以下。
其中所述木屑粉料由锯末粉料和刨花料按照质量比10:4混合制得。
其中所述硬壳填料由棕榈壳10重量份、核桃壳6重量份、花生壳8重量份混合制得，其中棕榈壳被粉碎至平均粒径在10-15mm，核桃壳被粉碎至平均粒径在5-8mm，花生壳被粉碎至平均粒径在8-12mm。
其中所述成型淀粉由高粱粉和小麦粉按照10:5的混合制得。
其中所述有机溶胶由聚氨酯胶10重量份、液蜡6重量份和氯丁橡胶乳液3重量份混合均匀制得。
其中所述助燃剂由聚乙烯醇10重量份、氧化镁8重量份、氧化锰8份、过氧化钙6份、过氧化镁5重量份和硝酸钾3重量份混合制得。
其中所述燃值添加剂由亚硫酸钙粉10重量份、磷酸氧钒4重量份、磷酸钙6重量份、无烟煤粉10重量份和电石渣6重量份混合制得。
具体制备过程参照上述具体实施方式中所述的制备方法。
实施例2
本发明所述的生物质致密成型燃料，由以下质量份的各组分混合制得：
其中所述生物质秸秆由小麦秸秆80重量份、小米秸秆45重量份、玉米秸秆50重量份、玉米芯35重量份和高粱秸秆25重量份混合制得。
其中所述木屑粉料由锯末粉料和刨花料按照质量比10:6混合制得。
其中所述硬壳填料由棕榈壳15重量份、核桃壳9重量份、花生壳12重量份混合制得，其中棕榈壳被粉碎至平均粒径在10-15mm，核桃壳被粉碎至平均粒径在5-8mm，花生壳被粉碎至平均粒径在8-12mm。
其中所述成型淀粉由高粱粉和小麦粉按照10:8混合制得。
其中所述有机溶胶由聚氨酯胶10重量份、液蜡8重量份和氯丁橡胶乳液5重量份混合制得。
其中所述助燃剂由聚乙烯醇15重量份、氧化镁10重量份、氧化锰12份、过氧化钙8份、过氧化镁8重量份和硝酸钾6重量份混合制得。
其中所述燃值添加剂由亚硫酸钙粉12重量份、磷酸氧钒6重量份、磷酸钙8重量份、无烟煤粉15重量份和电石渣12重量份混合制得。
具体制备过程参照上述具体实施方式中所述的制备方法。
实施例3
本发明所述生物质致密成型燃料，由以下质量份的各组分混合制得：
其中所述生物质秸秆由小麦秸秆70重量份、小米秸秆40重量份、玉米秸秆45重量份、玉米芯30重量份和高粱秸秆20重量份混合制得。
其中所述木屑粉料由锯末粉料和刨花料按照质量比2:1混合制得。
其中所述硬壳填料由棕榈壳12重量份、核桃壳8重量份、花生壳10重量份混合制得，其中棕榈壳被粉碎至平均粒径在10-15mm，核桃壳被粉碎至平均粒径在5-8mm，花生壳被粉碎至平均粒径在8-12mm。
其中所述成型淀粉由高粱粉和小麦粉按照10:6的混合制得。
其中所述有机溶胶由聚氨酯胶10重量份、液蜡7重量份和氯丁橡胶乳液4重量份混合制得。
其中所述助燃剂由聚乙烯醇12重量份、氧化镁8重量份、氧化锰10份、过氧化钙7重量份、过氧化镁6重量份和硝酸钾5重量份混合制得。
其中所述燃值添加剂由亚硫酸钙粉10重量份、磷酸氧钒5重量份、磷酸钙7重量份、无烟煤粉12重量份和电石渣10重量份混合制得。
具体制备过程参照上述具体实施方式中所述的制备方法。
本发明所述各实施例制备的生物质致密成型燃料的性能参数如下：
可见通过本发明所述方案提供的生物质致密成型燃料具有远高于传统生物质燃料的致密性，密度可达1.2-2.1g/cm3，具有超过6000Kcal/kg的最大热值，燃烧率和热效率都能够达到90％以上，排相对于传统生物质燃料更具竞争力，同时有效控制了水分、灰分，能够很好的满足环保要求，因此本发明所述的生物质致密成型燃料具有广阔的应用前景。
以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (10)

1.一种生物质致密成型燃料，其特征在于，包括以下重量份的各组份：
2.根据权利要求1所述的生物质致密成型燃料，其特征在于，其中所述的生物质秸秆由以下重量份的各组份混合制得：
且所述生物质秸秆的平均粒径在5mm以下，水份质量含量在12％以内。
3.根据权利要求1或2所述的生物质致密成型燃料，其特征在于，其中所述的木屑粉料由锯末粉料和刨花料按照质量比10:4-6混合制得，水份质量含量在5％以内，其中锯末粉料的平均粒径在1mm以内，刨花料的最大长度不超过3mm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的生物质致密成型燃料，其特征在于，其中所述硬壳填料由以下重量份的各组份混合制得：
棕榈壳 10-15重量份；
核桃壳 6-9重量份；
花生壳 8-12重量份；
其中棕榈壳的平均粒径在10-15mm，核桃壳的平均粒径在5-8mm，花生壳的平均粒径在8-12mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的生物质致密成型燃料，其特征在于，其中所述成型淀粉由高粱粉和小麦粉按照10:5-8的混合制得，且成型淀粉的粒径在80微米以下，水份质量含量在18-25％之间。
6.根据权利要求1-5任一项所述的生物质致密成型燃料，其特征在于，
其中所述有机溶胶由以下重量份的各组份混合制得：
聚氨酯胶 10重量份；
液蜡 6-8重量份；
氯丁橡胶乳液 3-5重量份。
7.根据权利要求1-6任一项所述的生物质致密成型燃料，其特征在于，
其中所述助燃剂由以下重量份的各组份混合制得：
其中所述燃值添加剂由以下重量份的各组份混合制得：
8.根据权利要求1-7任一项所述的生物质致密成型燃料，其特征在于，所述生物质致密成型燃料的密度在1.2-2.1g/cm3，热值在4800-6500Kcal/kg，水份含量小于等于3％，灰分小于等于2.8％，燃烧率大于等于95％，热效率大于等于90％，排尘浓度小于等于50mg/立方米。
9.一种生物质致密成型燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、制备生物质秸秆粉料，具体的称取小麦秸秆60-80重量份、小米秸秆30-45重量份、玉米秸秆40-50重量份、玉米芯20-35重量份和高粱秸秆15-25重量份，接着将各秸秆原料粉碎至平均粒径在5mm以下，然后进行均匀混合制得生物质秸秆粉料；
步骤二、制备木屑粉料，具体的将锯末粉料和刨花料按照质量比10:4-6进行均匀混合，制得木屑粉料，其中锯末粉料的平均粒径选择在1mm以内，刨花料的最大长度选择在3mm以内；
步骤三、制备秸秆木屑混合粉料，将步骤一制得的生物质秸秆粉料的水份质量含量控制在12％以内，将步骤二制得的木屑粉料的水份质量含量控制在5％以内，然后将步骤一制得的生物质秸秆粉料与步骤二制得的木屑粉料按照重量比100：45-65进行均匀混合，制得秸秆木屑混合粉料；
步骤四、将步骤三制得的秸秆木屑混合粉料在60-100℃下蒸汽发酵20小时以上，然后在120-150℃下干燥10小时，干燥后的秸秆木屑混合粉料水份质量含量控制在5％以下；
步骤五、制备硬壳填料，具体的称取棕榈壳10-15重量份、核桃壳6-9重量份、花生壳8-12重量份，然后将棕榈壳粉碎至平均粒径在10-15mm、将核桃壳粉碎至平均粒径在5-8mm、将花生壳粉碎至平均粒径在8-12mm，最后将粉碎后的各壳料进行均匀混合，并干燥至水份质量含量在1％以内，制得硬壳填料；
步骤六、制备成型淀粉，具体的将粒径在80微米以下的高粱粉和小麦粉按照重量比10:5-8进行均匀混合，并补充适量水份，使得混合后的淀粉水份质量含量在18-25％之间，制得成型淀粉；
步骤七、制备初步成型混合料，具体的将步骤四处理后的秸秆木屑混合粉料、步骤五制得的硬壳填料和步骤六制得的成型淀粉进行均匀混合，并在混合过程中施加一定的成型压力，制得初步成型混合料，其中硬壳填料的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的25-35％，成型淀粉的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的18-30％；
步骤八、制备有机溶胶，具体的称取聚氨酯胶10重量份、液蜡6-8重量份和氯丁橡胶乳液3-5重量份进行均匀混合，制得有机溶胶；
步骤九、制备助燃剂，具体的称取聚乙烯醇10-15重量份、氧化镁8-10重量份、氧化锰8-12份、过氧化钙6-8份、过氧化镁5-8重量份和硝酸钾3-6重量份进行均匀混合，制得助燃剂；
步骤十、制备燃值添加剂，具体的称取亚硫酸钙粉10-12重量份、磷酸氧钒4-6重量份、磷酸钙6-8重量份、无烟煤粉10-15重量份和电石渣6-12重量份进行均匀混合，制得燃值添加剂；
步骤十一、制备燃料固态混合料，将步骤七制得的初步成型混合料、步骤九制得的助燃剂和步骤十制得的燃值添加剂进行均匀混合，制得燃料固态混合料，其中助燃剂的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的12-18％，燃值添加剂的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的6-12％；
步骤十二、制备预成型料，将步骤十一制得的燃料固态混合料混合添加于步骤八制得的有机溶胶中，并采用搅拌设备进行均匀搅拌，使得燃料固态混合料均匀分散于有机溶胶中，制得预成型料，其中有机溶胶的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的15-25％；
步骤十三、将步骤十二制得的预成型料提供至真空热压成型机，在隔绝空气并控制温度在120-320摄氏度的条件下，对预成型料进行挤压成型，制得生物质致密成型燃料。
10.根据权利要求9所述的生物质致密成型燃料的制备方法，其特征在于，所制得的生物质致密成型燃料为若干直径在8-12mm、长度在10-35mm的圆柱状致密成型燃料，燃料的密度在1.2-2.1g/cm3，热值在4800-6500Kcal/kg，水份含量小于等于3％，灰分小于等于2.8％，燃烧率大于等于95％，热效率大于等于90％，排尘浓度小于等于50mg/立方米。
CN201811403265.0A 2018-11-23 2018-11-23 一种生物质致密成型燃料及其制备方法 Active CN109628192B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811403265.0A CN109628192B (zh) 2018-11-23 2018-11-23 一种生物质致密成型燃料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811403265.0A CN109628192B (zh) 2018-11-23 2018-11-23 一种生物质致密成型燃料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109628192A true CN109628192A (zh) 2019-04-16
CN109628192B CN109628192B (zh) 2021-06-04

Family

ID=66069084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811403265.0A Active CN109628192B (zh) 2018-11-23 2018-11-23 一种生物质致密成型燃料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109628192B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111004661A (zh) * 2019-12-31 2020-04-14 濮阳宏业生物质能源有限公司 一种生物质锅炉除焦剂及其使用方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001010984A1 (en) * 1999-08-05 2001-02-15 Duraflame, Inc. Crackling artificial log
WO2008036605A2 (en) * 2006-09-18 2008-03-27 Cargill, Incorporated Fuel pellet comprising an agricultural biomass
US20110119996A1 (en) * 2010-01-29 2011-05-26 Enginuity Worldwide, LLC Composite biomass fuel compact
CN102676263A (zh) * 2012-05-11 2012-09-19 福建荣华木业有限公司 一种新型生物质颗粒燃料及生产方法
CN103952205A (zh) * 2014-04-29 2014-07-30 蒙城县盛焰秸秆有限公司 一种生物质致密成型燃料及其制备方法
KR101464917B1 (ko) * 2014-05-13 2014-11-26 한국에너지기술연구원 소수성 석탄-바이오매스 그래뉼 형태 혼합연료, 장치 및 그의 제조 방법
CN105238480A (zh) * 2015-10-17 2016-01-13 东至县兴农菌业有限责任公司 一种高效生物质燃料及其制备方法
CN106118782A (zh) * 2016-06-21 2016-11-16 安庆市天虹新型材料科技有限公司 一种绿色环保生物质燃料及其制备方法
CN107099353A (zh) * 2017-07-12 2017-08-29 石家庄神力新能源科技有限公司 一种复合型生物质燃料制作方法
CN107903976A (zh) * 2017-11-23 2018-04-13 广西小草信息产业有限责任公司 一种生物质固体燃料
CN107916153A (zh) * 2017-11-22 2018-04-17 成都新柯力化工科技有限公司 一种生物质清洁燃料块及制备方法
CN107937080A (zh) * 2017-11-23 2018-04-20 广西小草信息产业有限责任公司 一种复合型生物质固体燃料
CN108587702A (zh) * 2018-04-19 2018-09-28 翟琳 一种催化放氧清洁燃料的制备方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001010984A1 (en) * 1999-08-05 2001-02-15 Duraflame, Inc. Crackling artificial log
WO2008036605A2 (en) * 2006-09-18 2008-03-27 Cargill, Incorporated Fuel pellet comprising an agricultural biomass
US20110119996A1 (en) * 2010-01-29 2011-05-26 Enginuity Worldwide, LLC Composite biomass fuel compact
CN102676263A (zh) * 2012-05-11 2012-09-19 福建荣华木业有限公司 一种新型生物质颗粒燃料及生产方法
CN103952205A (zh) * 2014-04-29 2014-07-30 蒙城县盛焰秸秆有限公司 一种生物质致密成型燃料及其制备方法
KR101464917B1 (ko) * 2014-05-13 2014-11-26 한국에너지기술연구원 소수성 석탄-바이오매스 그래뉼 형태 혼합연료, 장치 및 그의 제조 방법
CN105238480A (zh) * 2015-10-17 2016-01-13 东至县兴农菌业有限责任公司 一种高效生物质燃料及其制备方法
CN106118782A (zh) * 2016-06-21 2016-11-16 安庆市天虹新型材料科技有限公司 一种绿色环保生物质燃料及其制备方法
CN107099353A (zh) * 2017-07-12 2017-08-29 石家庄神力新能源科技有限公司 一种复合型生物质燃料制作方法
CN107916153A (zh) * 2017-11-22 2018-04-17 成都新柯力化工科技有限公司 一种生物质清洁燃料块及制备方法
CN107903976A (zh) * 2017-11-23 2018-04-13 广西小草信息产业有限责任公司 一种生物质固体燃料
CN107937080A (zh) * 2017-11-23 2018-04-20 广西小草信息产业有限责任公司 一种复合型生物质固体燃料
CN108587702A (zh) * 2018-04-19 2018-09-28 翟琳 一种催化放氧清洁燃料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
梁栢强: "《生物质能产业与生物质能源发展战略》", 31 August 2013, 北京工业大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111004661A (zh) * 2019-12-31 2020-04-14 濮阳宏业生物质能源有限公司 一种生物质锅炉除焦剂及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109628192B (zh) 2021-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102161926B (zh) 一种替代化石燃料的生物质碳源型煤的生产工艺
CN104212511B (zh) 燃料棒及其制备方法
CN105001934A (zh) 生物质燃料的制备方法
US9279091B2 (en) Charcoal briquettes and methods of forming thereof
WO2004106473A1 (en) Briquette
CN109628192A (zh) 一种生物质致密成型燃料及其制备方法
KR20110121485A (ko) 옥수수 속대를 이용한 연료펠릿의 제조방법 및 그 조성물
CN105018161A (zh) 一种利用生物质烘焙制备的浆体燃料及其应用
CN101629112B (zh) 一种生物质型煤及制备方法
CN101550370A (zh) 环保易燃型烧烤炭及其生产方法
CN101629114A (zh) 一种易燃物及其生产方法
CN109370692A (zh) 一种基于秸秆热解型炭的供暖专用型混配炭及其制备方法
CN104528688A (zh) 一种以稻壳为原材料制备多孔导电炭的方法
CN103755311A (zh) 利用废料糖蜜制造的轻质页岩砖及方法
CN101693850A (zh) 环保型生态燃烧炭及其制备方法
CN106085544A (zh) 一种复合生物质燃料及其加工工艺
CN103740325B (zh) 人造板用胶粘剂、其制备方法及利用其的胶合板
CN107916153A (zh) 一种生物质清洁燃料块及制备方法
CN101812340B (zh) 水溶性型煤粘接剂及其应用于型煤生产的工艺
CN102876418A (zh) 一种新型生物质颗粒燃料
CN105694801A (zh) 一种蛋白基体胶黏剂的制备方法
CN101851541A (zh) 一种玉米秸秆固体燃料的生产方法及制造工艺
CN1923985A (zh) 活化型煤粘合剂及其制备方法与应用
KR100532624B1 (ko) 음식물 쓰레기를 이용한 고체연료 제조방법
CN105969443A (zh) 一种高效造气生物质型煤及其制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant