CN110684579A - 一种生物质颗粒燃料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质颗粒燃料，包括以下重量份的组分：玉米秸秆：30‑35份；杨树木屑：15‑20份；木薯茎：20‑30份；咖啡渣：3‑5份；流平剂：0.3‑0.5份；固硫剂：0.5‑1份；促燃剂：4‑6份；添加剂：1‑3份。本发明原料来源广泛，且属于废弃物，一方面实现了变废为宝，不仅治理了对环境的污染，从源头上保护了生态环境，获得一定的生态效益，而且成本低，可以增加收入，取得良好的经济效益。

Description

一种生物质颗粒燃料
技术领域
本发明涉及生物能源技术领域，具体涉及一种生物质颗粒燃料。
背景技术
当今社会的发展过程中离不开能源，传统的能源主要为通过燃烧化石燃料获得，然而化石燃料属于不可再生的燃料，且化石燃料在燃烧的过程中，容易造成空气的污染，因此，结合着科学技术的进步，社会生产力的发展，由生物质制成的颗粒燃料被逐渐推广开来并被人们所利用。
生物质新能源是指通过生物资源生产的燃料乙醇和生物柴油，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向，生物质燃料是指将农作物秸秆、屑、锯末、花生壳、玉米芯、稻壳、树枝、树叶、干草等通过压缩成型直接使用的燃料，生物质新能源是一种可再生的清洁能源，从广义上讲，生物质能是太阳能的另一种表现形式，生物能源是全球可再生能源的最大贡献者，同时为数十亿人提供了能源安全并刺激了农村发展。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能，生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中,它是由太阳能转化而来的，有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等，地球上的生物质能资源较为丰富，而且是种无害的能源。
由于生物质颗粒中的碱金属含量很高，存在与结垢、结渣和腐蚀有关的操作问题，这给运行清洁高效的生物质燃烧过程带来了挑战。在碱金属中，钾通常是通过降低排渣和结垢的起始温度而引起这些运行问题的最重要成分之一。钾是一种重要的植物营养素，在许多生物质颗粒中都以高浓度存在，因此，研究碱金属的释放对于减轻生物质颗粒燃烧中的潜在问题很重要。
因此，为了解决以上问题，我们提出了一种生物质颗粒燃料。
发明内容
本发明的目的是为了通过添加剂的增加控制生物质燃烧过程中钾排放，减弱后期生物质燃烧后结垢、结渣和腐蚀等操作问题的产生，同时通过其他成分的加入提高生物质颗粒的耐久性和质量。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案，一种生物质颗粒燃料，包括以下重量份的组分：玉米秸秆：30-35份；杨树木屑：15-20份；木薯茎：20-30 份；咖啡渣：3-5份；流平剂：0.3-0.5份；固硫剂：0.5-1份；促燃剂：4-6份；添加剂：1-3份。
上述杨树木屑中木质素含量为25-30％。
上述固硫剂为碳酸钙、生石灰中的一种或其复配。
上述添加剂为二氧化硅、氧化铝、高岭土、云母中的一种。
上述促燃剂为碳酸氢铵与过氧化钙的混合物，其中，过氧化钙与碳酸氢铵的重量份数比为1：1-1.5。
一种生物质颗粒燃料的制备方法，上述生物质颗粒燃料由以下方法制备：
(1)将玉米秸秆、杨树木屑、木薯茎、咖啡渣在风干房进行风干或者晒干；
(2)分别将玉米秸秆、木薯茎用旋切机进行切割成小于5cm的长条状；
(3)分别用粉碎机将切割的玉米秸秆、木薯茎以及杨树木屑、咖啡渣粉碎成粉末；
(4)过筛，筛孔孔径60目，然后将各粉末通过传送带送入干燥筒进行烘干；
(5)将烘干后的粉末以及流平剂、固硫剂、促燃剂、添加剂按配比进行混合均匀；
(6)将混合的粉末进行挤压成粒，得到生物质颗粒燃料。
上述玉米秸秆、杨树木屑、木薯茎、咖啡渣烘干后粉末湿度在8％-10％。
上述生物质颗粒燃料的直径为5-7mm、长度为20-30mm的圆柱状固体。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、木薯茎作为精制淀粉的良好添加剂替代品，通过提高粘合性能提高生物质燃料颗粒的质量，增加了颗粒的耐久性；生物质颗粒燃烧显示出很小的烧结灰分趋势，并且二氧化碳和粉尘排放量低。
2、二氧化硅、氧化铝、高岭土、云母添加剂通过控制在生物质颗粒燃料燃烧过程中钾排放，减弱后期生物质燃烧后结垢、结渣和腐蚀等操作问题的产生。
3、含有由碳酸氢铵与过氧化钙组成的促燃烧剂，可促进燃料的燃烧，大大提高燃烧率。
4、添加咖啡渣，制成生物质颗粒燃料，在燃烧时散发一种咖啡香味，不仅能改善环境，而且具有醒目提神的功效。
5、本发明的原料来源广泛，且属于废弃物，实现了变废为宝，不仅治理了对环境的污染，从源头上保护了生态环境，获得一定的生态效益，而且成本低，可以增加收入，取得良好的经济效益。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
(1)将玉米秸秆30份、杨树木屑16份、木薯茎20份、咖啡渣3份在风干房进行风干或者晒干；
(2)分别将玉米秸秆30份、木薯茎20份用旋切机进行切割成小于5cm的长条状；
(3)分别用粉碎机将切割的玉米秸秆30份、木薯茎20份以及杨树木屑16 份、咖啡渣3份粉碎成粉末；
(4)过筛，筛孔孔径60目，然后将各粉末通过传送带送入干燥筒进行烘干；
(5)将烘干后的粉末以及流平剂0.4份、碳酸钙0.7份、促燃剂5份、二氧化硅3份按配比进行混合均匀；
(6)将混合的粉末进行挤压成粒，得到生物质颗粒燃料。
实施例2：
(1)将玉米秸秆30份、杨树木屑16份、木薯茎20份、咖啡渣3份在风干房进行风干或者晒干；
(2)分别将玉米秸秆30份、木薯茎20份用旋切机进行切割成小于5cm的长条状；
(3)分别用粉碎机将切割的玉米秸秆30份、木薯茎20份以及杨树木屑16 份、咖啡渣3份粉碎成粉末；
(4)过筛，筛孔孔径60目，然后将各粉末通过传送带送入干燥筒进行烘干；
(5)将烘干后的粉末以及流平剂0.4份、碳酸钙0.7份、促燃剂5份、氧化铝3份按配比进行混合均匀；
(6)将混合的粉末进行挤压成粒，得到生物质颗粒燃料。
实施例3：
(1)将玉米秸秆30份、杨树木屑16份、木薯茎20份、咖啡渣3份在风干房进行风干或者晒干；
(2)分别将玉米秸秆30份、木薯茎20份用旋切机进行切割成小于5cm的长条状；
(3)分别用粉碎机将切割的玉米秸秆30份、木薯茎20份以及杨树木屑16 份、咖啡渣3份粉碎成粉末；
(4)过筛，筛孔孔径60目，然后将各粉末通过传送带送入干燥筒进行烘干；
(5)将烘干后的粉末以及流平剂0.4份、碳酸钙0.7份、促燃剂5份、高岭土 3份按配比进行混合均匀；
(6)将混合的粉末进行挤压成粒，得到生物质颗粒燃料。
实施例4：
(1)将玉米秸秆30份、杨树木屑16份、木薯茎20份、咖啡渣3份在风干房进行风干或者晒干；
(2)分别将玉米秸秆30份、木薯茎20份用旋切机进行切割成小于5cm的长条状；
(3)分别用粉碎机将切割的玉米秸秆30份、木薯茎20份以及杨树木屑16 份、咖啡渣3份粉碎成粉末；
(4)过筛，筛孔孔径60目，然后将各粉末通过传送带送入干燥筒进行烘干；
(5)将烘干后的粉末以及流平剂0.4份、碳酸钙0.7份、促燃剂5份、云母3 份按配比进行混合均匀；
(6)将混合的粉末进行挤压成粒，得到生物质颗粒燃料。
实施例5：
(1)将玉米秸秆30份、杨树木屑16份、木薯茎20份、咖啡渣3份在风干房进行风干或者晒干；
(2)分别将玉米秸秆30份、木薯茎20份用旋切机进行切割成小于5cm的长条状；
(3)分别用粉碎机将切割的玉米秸秆30份、木薯茎20份以及杨树木屑16 份、咖啡渣3份粉碎成粉末；
(4)过筛，筛孔孔径60目，然后将各粉末通过传送带送入干燥筒进行烘干；
(5)将烘干后的粉末以及流平剂0.4份、碳酸钙0.7份、促燃剂5份、云母1 份按配比进行混合均匀；
(6)将混合的粉末进行挤压成粒，得到生物质颗粒燃料。
实施例6：
(1)将玉米秸秆30份、杨树木屑16份、木薯茎30份、咖啡渣5份在风干房进行风干或者晒干；
(2)分别将玉米秸秆30份、木薯茎30份用旋切机进行切割成小于5cm的长条状；
(3)分别用粉碎机将切割的玉米秸秆30份、木薯茎30份以及杨树木屑16 份、咖啡渣5份粉碎成粉末；
(4)过筛，筛孔孔径60目，然后将各粉末通过传送带送入干燥筒进行烘干；
(5)将烘干后的粉末以及流平剂0.4份、碳酸钙0.7份、促燃剂5份、云母1 份按配比进行混合均匀；
(6)将混合的粉末进行挤压成粒，得到生物质颗粒燃料。
实施例7：
(1)将玉米秸秆35份、杨树木屑20份、木薯茎25份、咖啡渣4份在风干房进行风干或者晒干；
(2)分别将玉米秸秆35份、木薯茎25份用旋切机进行切割成小于5cm的长条状；
(3)分别用粉碎机将切割的玉米秸秆35份、木薯茎25份以及杨树木屑20 份、咖啡渣4份粉碎成粉末；
(4)过筛，筛孔孔径60目，然后将各粉末通过传送带送入干燥筒进行烘干；
(5)将烘干后的粉末以及流平剂0.5份、生石灰0.5份、促燃剂6份、云母2 份按配比进行混合均匀；
(6)将混合的粉末进行挤压成粒，得到生物质颗粒燃料。
实施例8：
(1)将玉米秸秆33份、杨树木屑15份、木薯茎25份、咖啡渣3份在风干房进行风干或者晒干；
(2)分别将玉米秸秆33份、木薯茎25份用旋切机进行切割成小于5cm的长条状；
(3)分别用粉碎机将切割的玉米秸秆33份、木薯茎25份以及杨树木屑15 份、咖啡渣3份粉碎成粉末；
(4)过筛，筛孔孔径60目，然后将各粉末通过传送带送入干燥筒进行烘干；
(5)将烘干后的粉末以及流平剂0.3份、固硫剂(碳酸钙与生石灰重量比为 1:1)1份、促燃剂5份、云母2份按配比进行混合均匀；
(6)将混合的粉末进行挤压成粒，得到生物质颗粒燃料。
对实施例1-8所得的生物质颗粒燃料进行综合性能测试，结论如下：
Figure BDA0002270507260000061
通过实施例1-4的测试结果可知，云母作为添加剂时燃烧污染小，灰分含量小于1.2％，有利于生态环境的建设；由实施例4、5、7的结果看出，添加剂的重量份数对生物质颗粒的性能有些微的影响；通过实施例5、6、8的性能测试结果得出木薯茎对生物质颗粒燃料的耐久性具有积极的作用效果。本发明制得的生物质颗粒燃料综合性能较佳，扩大本发明的适用范围，可以取得良好的经济效益。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种生物质颗粒燃料，其特征在于：包括以下重量份的组分：玉米秸秆：30-35份；杨树木屑：15-20份；木薯茎：20-30份；咖啡渣：3-5份；流平剂：0.3-0.5份；固硫剂：0.5-1份；促燃剂：4-6份；添加剂：1-3份。
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：所述杨树木屑中木质素含量为25-30％。
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：所述固硫剂为碳酸钙、生石灰中的一种或其复配。
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：所述添加剂为二氧化硅、氧化铝、高岭土、云母中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种生物质颗粒燃料，其特征在于：所述促燃剂为碳酸氢铵与过氧化钙的混合物，其中，过氧化钙与碳酸氢铵的重量份数比为1：1-1.5。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种生物质颗粒燃料的制备方法，其特征在于：所述生物质颗粒燃料由以下方法制备：
(1)将玉米秸秆、杨树木屑、木薯茎、咖啡渣在风干房进行风干或者晒干；
(2)分别将玉米秸秆、木薯茎用旋切机进行切割成小于5cm的长条状；
(3)分别用粉碎机将切割的玉米秸秆、木薯茎以及杨树木屑、咖啡渣粉碎成粉末；
(4)过筛，筛孔孔径60目，然后将各粉末通过传送带送入干燥筒进行烘干；
(5)将烘干后的粉末以及流平剂、固硫剂、促燃剂、添加剂按配比进行混合均匀；
(6)将混合的粉末进行挤压成粒，得到生物质颗粒燃料。
7.根据权利要求6所述的一种生物质颗粒燃料的制备方法，其特征在于：所述玉米秸秆、杨树木屑、木薯茎、咖啡渣烘干后粉末湿度在8％-10％。
8.根据权利要求6所述的一种生物质颗粒燃料的制备方法，其特征在于：所述生物质颗粒燃料的直径为5-7mm、长度为20-30mm的圆柱状固体。
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