CN110106005A - 一种生物质燃料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质燃料的制备方法。将将煤块粉碎成粒径为0.5‑1cm的颗粒，然后经过物理洗选加工得到清洁煤，然后将碎木屑、麦秸秆粉混合均匀后经过碳化得到碳化料，清洁煤颗粒、碳化料和助燃剂混合，然后挤压造粒，加工成圆柱形、圆球形、椭圆形、方块形，然后经过干燥后，得到生物质燃料；碳化料的制备方法为：将木屑、麦秸秆经过粉碎机粉碎成碎木屑、麦秸秆粉，经由烘干机烘干后，进入碳化机进行碳化处理，碳化后的成品碳经由冷却设备冷却降温后即得。本发明制备工艺简单，燃烧值高，使用方便，燃烧充分，热量值高。

Description

一种生物质燃料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种生物质燃料的制备方法，属于废弃物综合利用技术领域。
背景技术
生物质燃料:是指将生物质材料燃烧作为燃料，一般主要是农林废弃物(如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等)，主要区别于化石燃料。在目前的国家政策和环保标准中，直接燃烧生物质属于高污染燃料，只在农村的大灶中使用，不允许在城市中使用。生物质燃料的应用，实际主要是生物质成型燃料(BiomassMouldingFuel，简称"BMF")，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。
但是现在的生物质燃料存在制备工艺复杂，燃烧值不高，使用不方便、燃烧不充分等缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种生物质燃料的制备方法，制备工艺简单，燃烧值高，使用方便，燃烧充分，热量值高。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
本发明的一种生物质燃料的制备方法，将煤块粉碎成粒径为0.5-1cm的颗粒，然后经过物理洗选加工得到清洁煤，然后将碎木屑、麦秸秆粉混合均匀后经过碳化得到碳化料，清洁煤颗粒、碳化料和助燃剂混合，然后挤压造粒，加工成圆柱形、圆球形、椭圆形、方块形，然后经过干燥后，得到生物质燃料；
所述碳化料的制备方法为：将木屑、麦秸秆经过粉碎机粉碎成碎木屑、麦秸秆粉，经由烘干机烘干后，进入碳化机进行碳化处理，碳化后的成品碳经由冷却设备冷却降温后即得。
煤块的水分含量控制在2-5％，碳含量70-85％；
碎木屑、麦秸秆粉在进入碳化机时，控制含水率≤15％；
碳化机采用双层回转滚筒式碳化机，一边进料一边出料，进行连续化生产作业；
碳化过程中，产生的气体产物经过除尘后，被引入碳化机炉膛的燃烧装置进行燃烧自供热，碳化机燃烧室产生的高温废气被引入烘干设备进行木屑、麦秸秆的干燥处理，烘干机尾部排出的烘干废气经由除尘器、喷淋过滤降温除尘后达标排空。
碎木屑与麦秸秆粉的质量比为2-3:1，碎木屑过10-40目筛，麦秸秆粉过80-150目筛。
清洁煤颗粒与助燃剂的质量比为1-1.5：0.01-0.02，碳化料占生物质燃料体积的30±5％，清洁煤颗粒占生物质燃料体积的70±5％。
挤压造粒过程的压力为50-100MPa，造粒后的颗粒大小为2-4cm。
干燥至生物质燃料的水分为5-8％。
本发明的碳化机是双层滚筒连续式碳化机，由内、外两层筒体嵌套而成，工作时，先打开初始热源设备在碳化机炉膛内燃烧供热，待炉膛温度达到碳化温度时，碳化原料经过螺旋定量输送机从储料仓内被输送至碳化机内筒，在内筒扬料板的作用下，缓缓前行，进行预热干燥处理，然后进入外筒，由于碳化机外筒体在工作中被炉膛高温火焰包裹直接加热，炉膛温度可达到480-900摄氏度左右，预热干燥后的物料从内筒进入外筒高温区后缓缓通过高温区发生裂解碳化反应。碳化机主机选用变频调速电机，可随时根据物料粒度水分变化等因素调节筒体转速，控制物料碳化温度和碳化时间。在碳化过程中，目的是使物料发生高温裂解反应，主机的密封尤为重要。本机采用独特设计的密封装置，能够更好的适应因为热变形引起的筒体的轴向位移和周向的椭圆度。耐高温高耐磨的密封材料始终与筒体紧密接触，从而达到不错的密封效果。碳化完成后物料，在经由碳化机的冷却出料结构进行初步冷却后被输送至专门的冷却设备进行降温处理。至此，便完成了物料的碳化过程。
本发明采用煤粉与碎木屑、麦秸秆粉为原料，通过调节原料的粒径和水分，可以实现最终颗粒强度的提升，通过在高压力下，即挤压造粒过程的压力为50-100MPa，可以得到强度较高以及燃烧值较好的生物质燃料，同时，本发明添加有助燃剂，助燃剂可以更好的实现。
同时本发明实现了生物质燃料包覆在清洁煤颗粒的外面，使得生物质和煤均能够充分燃烧，提高热能，同时本燃料可以再农村的不同的灶具环保使用，适用性强，也可以用于大小锅炉。
本专利的产品，可以加工成方形、椭圆形、圆柱形等各种形状。
本发明的有益效果：制备工艺简单，燃烧值高，使用方便，燃烧充分，热量值高。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明，本实施例的一种生物质燃料的制备方法，将煤块粉碎成粒径为0.5-1cm的颗粒，然后经过物理洗选加工得到清洁煤，然后将碎木屑、麦秸秆粉混合均匀后经过碳化得到碳化料，清洁煤颗粒、碳化料和助燃剂混合，然后挤压造粒，加工成圆柱形、圆球形、椭圆形、方块形，然后经过干燥后，得到生物质燃料；
所述碳化料的制备方法为：将木屑、麦秸秆经过粉碎机粉碎成碎木屑、麦秸秆粉，经由烘干机烘干后，进入碳化机进行碳化处理，碳化后的成品碳经由冷却设备冷却降温后即得。
煤块的水分含量控制在2-5％，碳含量70-85％；
碎木屑、麦秸秆粉在进入碳化机时，控制含水率≤15％；
碳化机采用双层回转滚筒式碳化机，一边进料一边出料，进行连续化生产作业；
碳化过程中，产生的气体产物经过除尘后，被引入碳化机炉膛的燃烧装置进行燃烧自供热，碳化机燃烧室产生的高温废气被引入烘干设备进行木屑、麦秸秆的干燥处理，烘干机尾部排出的烘干废气经由除尘器、喷淋过滤降温除尘后达标排空。
碎木屑与麦秸秆粉的质量比为2-3:1，碎木屑过10-40目筛，麦秸秆粉过80-150目筛。
清洁煤颗粒与助燃剂的质量比为1-1.5：0.01-0.02，碳化料占生物质燃料体积的30±5％，清洁煤颗粒占生物质燃料体积的70±5％。
挤压造粒过程的压力为50-100MPa，造粒后的颗粒大小为2-4cm。
干燥至生物质燃料的水分为5-8％。
实施例1
一种生物质燃料的制备方法，将煤块粉碎成粒径为0.8cm的颗粒，然后经过物理洗选加工得到清洁煤，然后将碎木屑、麦秸秆粉混合均匀后经过碳化得到碳化料，清洁煤颗粒、碳化料和助燃剂混合，然后挤压造粒，加工成圆柱形、圆球形、椭圆形、方块形，然后经过干燥后，得到生物质燃料；
所述碳化料的制备方法为：将木屑、麦秸秆经过粉碎机粉碎成碎木屑、麦秸秆粉，经由烘干机烘干后，进入碳化机进行碳化处理，碳化后的成品碳经由冷却设备冷却降温后即得。
煤块的水分含量控制在3.5％，碳含量82％；
碎木屑、麦秸秆粉在进入碳化机时，控制含水率≤15％；
碳化机采用双层回转滚筒式碳化机，一边进料一边出料，进行连续化生产作业；
碳化过程中，产生的气体产物经过除尘后，被引入碳化机炉膛的燃烧装置进行燃烧自供热，碳化机燃烧室产生的高温废气被引入烘干设备进行木屑、麦秸秆的干燥处理，烘干机尾部排出的烘干废气经由除尘器、喷淋过滤降温除尘后达标排空。
碎木屑与麦秸秆粉的质量比为2.5:1，碎木屑过20目筛，麦秸秆粉过100目筛。
清洁煤颗粒与助燃剂的质量比为1.3：0.015，碳化料占生物质燃料体积的30％，清洁煤颗粒占生物质燃料体积的70％。
挤压造粒过程的压力为60MPa，造粒后的颗粒大小为3cm。
干燥至生物质燃料的水分为6.5％。
实施例2
一种生物质燃料的制备方法，将煤块粉碎成粒径为0.6cm的颗粒，然后经过物理洗选加工得到清洁煤，然后将碎木屑、麦秸秆粉混合均匀后经过碳化得到碳化料，清洁煤颗粒、碳化料和助燃剂混合，然后挤压造粒，加工成圆柱形、圆球形、椭圆形、方块形，然后经过干燥后，得到生物质燃料；
所述碳化料的制备方法为：将木屑、麦秸秆经过粉碎机粉碎成碎木屑、麦秸秆粉，经由烘干机烘干后，进入碳化机进行碳化处理，碳化后的成品碳经由冷却设备冷却降温后即得。
煤块的水分含量控制在4.5％，碳含量82％；
碎木屑、麦秸秆粉在进入碳化机时，控制含水率≤15％；
碳化机采用双层回转滚筒式碳化机，一边进料一边出料，进行连续化生产作业；
碳化过程中，产生的气体产物经过除尘后，被引入碳化机炉膛的燃烧装置进行燃烧自供热，碳化机燃烧室产生的高温废气被引入烘干设备进行木屑、麦秸秆的干燥处理，烘干机尾部排出的烘干废气经由除尘器、喷淋过滤降温除尘后达标排空。
碎木屑与麦秸秆粉的质量比为2:1，碎木屑过30目筛，麦秸秆粉过120目筛。
清洁煤颗粒与助燃剂的质量比为1.2：0.013，碳化料占生物质燃料体积的32％，清洁煤颗粒占生物质燃料体积的68％。
挤压造粒过程的压力为60MPa，造粒后的颗粒大小为3cm。
干燥至生物质燃料的水分为6.5％。
实施例3
一种生物质燃料的制备方法，将煤块粉碎成粒径为0.9cm的颗粒，然后经过物理洗选加工得到清洁煤，然后将碎木屑、麦秸秆粉混合均匀后经过碳化得到碳化料，清洁煤颗粒、碳化料和助燃剂混合，然后挤压造粒，加工成圆柱形、圆球形、椭圆形、方块形，然后经过干燥后，得到生物质燃料；
所述碳化料的制备方法为：将木屑、麦秸秆经过粉碎机粉碎成碎木屑、麦秸秆粉，经由烘干机烘干后，进入碳化机进行碳化处理，碳化后的成品碳经由冷却设备冷却降温后即得。
煤块的水分含量控制在3.5％，碳含量80％；
碎木屑、麦秸秆粉在进入碳化机时，控制含水率≤15％；
碳化机采用双层回转滚筒式碳化机，一边进料一边出料，进行连续化生产作业；
碳化过程中，产生的气体产物经过除尘后，被引入碳化机炉膛的燃烧装置进行燃烧自供热，碳化机燃烧室产生的高温废气被引入烘干设备进行木屑、麦秸秆的干燥处理，烘干机尾部排出的烘干废气经由除尘器、喷淋过滤降温除尘后达标排空。
碎木屑与麦秸秆粉的质量比为3:1，碎木屑过35目筛，麦秸秆粉过120目筛。
清洁煤颗粒与助燃剂的质量比为1.5：0.01，碳化料占生物质燃料体积的32％，清洁煤颗粒占生物质燃料体积的68％。
挤压造粒过程的压力为90MPa，造粒后的颗粒大小为3.5cm。
干燥至生物质燃料的水分为6.4％。
实施例4
一种生物质燃料的制备方法，将煤块粉碎成粒径为0.65cm的颗粒，然后经过物理洗选加工得到清洁煤，然后将碎木屑、麦秸秆粉混合均匀后经过碳化得到碳化料，清洁煤颗粒、碳化料和助燃剂混合，然后挤压造粒，加工成圆柱形、圆球形、椭圆形、方块形，然后经过干燥后，得到生物质燃料；
所述碳化料的制备方法为：将木屑、麦秸秆经过粉碎机粉碎成碎木屑、麦秸秆粉，经由烘干机烘干后，进入碳化机进行碳化处理，碳化后的成品碳经由冷却设备冷却降温后即得。
煤块的水分含量控制在在3.5％，碳含量75％；
碎木屑、麦秸秆粉在进入碳化机时，控制含水率≤15％；
碳化机采用双层回转滚筒式碳化机，一边进料一边出料，进行连续化生产作业；
碳化过程中，产生的气体产物经过除尘后，被引入碳化机炉膛的燃烧装置进行燃烧自供热，碳化机燃烧室产生的高温废气被引入烘干设备进行木屑、麦秸秆的干燥处理，烘干机尾部排出的烘干废气经由除尘器、喷淋过滤降温除尘后达标排空。
碎木屑与麦秸秆粉的质量比为3:1，碎木屑过40目筛，麦秸秆粉过80目筛。
清洁煤颗粒与助燃剂的质量比为1.5：0.017，碳化料占生物质燃料体积的28％，清洁煤颗粒占生物质燃料体积的72％。
挤压造粒过程的压力为80MPa，造粒后的颗粒大小为3.5cm。
干燥至生物质燃料的水分为7％。
将实施例1-4制备的生物质燃料检测，结果如下：
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种生物质燃料的制备方法，其特征在于，将煤块粉碎成粒径为0.5-1cm的颗粒，然后经过物理洗选加工得到清洁煤，然后将碎木屑、麦秸秆粉混合均匀后经过碳化得到碳化料，清洁煤颗粒、碳化料和助燃剂混合，然后挤压造粒，加工成圆柱形、圆球形、椭圆形、方块形，然后经过干燥后，得到生物质燃料；
所述碳化料的制备方法为：将木屑、麦秸秆经过粉碎机粉碎成碎木屑、麦秸秆粉，经由烘干机烘干后，进入碳化机进行碳化处理，碳化后的成品碳经由冷却设备冷却降温后即得。
2.根据权利要求1所述的一种生物质燃料的制备方法，其特征在于：煤块的水分含量控制在2-5％，碳含量70-85％；
碎木屑、麦秸秆粉在进入碳化机时，控制含水率≤15％；
碳化机采用双层回转滚筒式碳化机，一边进料一边出料，进行连续化生产作业；
碳化过程中，产生的气体产物经过除尘后，被引入碳化机炉膛的燃烧装置进行燃烧自供热，碳化机燃烧室产生的高温废气被引入烘干设备进行木屑、麦秸秆的干燥处理，烘干机尾部排出的烘干废气经由除尘器、喷淋过滤降温除尘后达标排空。
3.根据权利要求1所述的一种生物质燃料的制备方法，其特征在于：碎木屑与麦秸秆粉的质量比为2-3:1，碎木屑过10-40目筛，麦秸秆粉过80-150目筛。
4.根据权利要求1所述的一种生物质燃料的制备方法，其特征在于：清洁煤颗粒与助燃剂的质量比为1-1.5：0.01-0.02，碳化料占生物质燃料体积的30±5％，清洁煤颗粒占生物质燃料体积的70±5％。
5.根据权利要求1所述的一种生物质燃料的制备方法，其特征在于：挤压造粒过程的压力为50-100MPa，造粒后的颗粒大小为2-4cm。
6.根据权利要求1所述的一种生物质燃料的制备方法，其特征在于：干燥至生物质燃料的水分为5-8％。
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