CN112980535A - 生物质颗粒燃料、加工方法和加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物质燃料技术领域，具体的，本发明一方面提供了一种生物质颗粒燃料以及加工方法，该生物质颗粒燃料的成分包括银杏叶中药渣和有机污泥，本发明另一方面提供了一种应用上述的生物质颗粒燃料的加工方法的生物质颗粒燃料加工设备，该设备包括循环恒温热风烘干机、锤片式粉碎机、污泥混合机、平模造粒机以及密封保存装置。循环恒温热风烘干机用于烘干银杏叶中药渣至预设的含水量值，锤片式粉碎机用于粉碎干燥后银杏叶中药渣至粉末状，污泥混合机用于混合粉末状的银杏叶中药渣和有机污泥。本发明成型后的颗粒状态的生物质燃料的燃烧性能类似于木材，颗粒燃料的各项基本性能均符合国家规定标准。
Description
技术领域
本发明涉及生物质燃料技术领域，尤其涉及一种生物质颗粒燃料、该生物质颗粒燃料的加工方法以及生产加工该生物质颗粒燃料的设备。
背景技术
目前，银杏是我国一种重要植物资源，其叶片可以被用来提取具有较高药用价值的银杏酮酯。银杏叶中的银杏酮酯含量很低，只有银杏叶质量的2％，98％的银杏叶经过浸提处理后作为中药渣被废弃。但由于银杏叶中含有的银杏酸具有多种生物毒性，因此，采用传统的中药渣处理模式，如作为垃圾填埋，或加工成栽培基质用于食用菌的培养，或开发成饲料添加剂等来处理银杏叶药渣，都存在较大的安全风险。有关研究表明，作为一种典型的植物，银杏叶含有丰富的木质素、纤维素及半纤维素。因此，银杏叶药渣是一种潜在的生物质资源。如果将银杏叶药渣加工成生物质颗粒燃料，不仅可以对银杏叶药渣的能量进行利用，而且还可以通过高温燃烧将其毒性进行有效降解，达到即对银杏叶药渣进行安全处理，又对其进行资源化利用的目的。因此，将银杏叶药渣加工成生物质颗粒燃料，是一种既安全又可行的处理方式。
发明内容
为解决上述问题，本发明旨在提供一种利用银杏叶药渣以及有机污泥制备生物质颗粒燃料的加工方法和加工设备。其技术方案如下：
本发明一方面提供了一种生物质颗粒燃料以及加工方法，该生物质颗粒燃料的成分包括混合均匀的银杏叶中药渣和有机污泥，物理挤压成型为颗粒状，其燃料颗粒的粒径为7-9mm，可选的，其粒径为7mm、8mm或9mm，在本发明优选的一个实施例中，其粒径为8mm。
对于上述的生物质颗粒燃料，其制备加工方法如下：
S1、将经过提取加工后银杏叶中药渣原料，进行烘干；
S2、将烘干后的银杏叶中药渣粉碎，粉碎后的药渣粉末颗粒度达到2.5-4mm；
S3、将粉碎后的银杏叶中药渣粉末，加入有机污泥，调质含水率至15-18％，然后用混合机混合均匀；
S4、将混合好的药渣与污泥注入到平模造粒机中进行制粒成型，颗粒机模孔直径取7-9mm；
S5、将成型后的颗粒燃料摊开，冷却后装袋密封保存。
进一步的，所述步骤S1中，使用恒温热风进行烘干，可选的，恒温热风为100℃、105℃、110℃、115℃或120℃，烘干至指定的16％湿基含水率时停止干燥，可选的，指定的湿基含水率为18％、17％、16％或15％。在本发明一个优选的实施例中，用110℃的恒温热风进行烘干，至16％的湿基含水率时停止干燥。此外在热风烘干过程中，也可使用微波辅助加热。
进一步的，所述步骤S2中，可选的，药渣粉末颗粒度为2.5、2.8、3、3.5或4mm，在本发明一个优选的实施例中，采用锤片式粉碎机内粉碎银杏叶中药渣，锤片式粉碎机筛网孔径3mm，主轴转速4550r/min，至药渣粉末颗粒度达到3mm。
进一步的，所述步骤S3中，加入的有机污泥为含水率为80-90％的中药厂污水处理产生的有机污泥，调质含水率至其与步骤S1中恒温热风烘干银杏叶中药渣后的指定的湿基含水率相同，在本发明一个优选的实施例中，调质含水率至16％。
进一步的，所述步骤S3中，可选的，混合机混合时间为8、10、12或13min，优选的，混合机混合时间为10min。
进一步的，所述步骤S4中，可选的，颗粒机模孔直径取7、8、或9mm，优选的，颗粒机模孔直径取8mm，。
进一步的，所述步骤S5中，可选的，冷却方式采用自然冷却，自然冷却时间为17、20、22、或23min，更优选的，自然冷却时间为20min。
本发明另一方面提供了一种应用上述的生物质颗粒燃料的加工方法的生物质颗粒燃料加工设备，该设备包括循环恒温热风烘干机、锤片式粉碎机、污泥混合机、平模造粒机以及密封保存装置。
循环恒温热风烘干机用于烘干银杏叶中药渣至预设的含水量值，锤片式粉碎机用于粉碎干燥后银杏叶中药渣至粉末状，污泥混合机用于混合粉末状的银杏叶中药渣和有机污泥，所述平模造粒机用于将充分混合的银杏叶中药渣和有机污泥平模造粒至所需的尺寸规格。
进一步的，所述密封保存装置为密封袋或密封箱，在本发明优选的一个实施例中，其采用密封保存装置采用密封袋，成型后的颗粒燃料装袋密封保存。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
本发明通过将废弃物，即银杏叶药渣以及有机污泥以低成本的机械作用下物理挤压粘合成型，成型后的颗粒状态的生物质燃料的燃烧性能类似于木材，颗粒燃料的各项基本性能均符合国家规定标准，银杏叶药渣颗粒燃料具有较高的低位发热量。较低的灰分含量。从低位发热量和灰分含量两个主要特性来看，相较于市面上大部分的生物质固体成型燃料，银杏叶药渣颗粒燃料存在性能优势，具有一定的应用前景。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施方式或实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
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。
本发明一方面提供了一种生物质颗粒燃料以及加工方法，需要说明的是，该生物质颗粒燃料的成分包括混合均匀的银杏叶中药渣和有机污泥，通过物理挤压的方式挤压成型为颗粒状，其燃料颗粒的粒径为8mm，对于该生物质颗粒燃料，其制备加工方法的步骤如下：
S1、将经过提取加工后银杏叶中药渣原料，用110℃的恒温热风进行烘干，至16％的湿基含水率时停止干燥；在本发明的另一实施例中，在此步骤中还可采用微波辅助加热；
S2、将烘干后的银杏叶中药渣于锤片式粉碎机内粉碎，粉碎机筛网孔径3mm，主轴转速4550r/min，至药渣粉末颗粒度达到3mm；
S3、将粉碎后的银杏叶中药渣粉末，加入10-20％、含水率为80-90％的中药厂污水处理产生的有机污泥，调质含水率至16％，然后用混合机10min混合均匀；
S4、将混合好的药渣与污泥注入到平模造粒机中进行制粒成型，颗粒机模孔直径取8mm；
S5、将成型后的颗粒燃料摊开，自然冷却20min后装袋密封保存。
本发明的生物质燃料是在一定温度与压力作用下，将分散的、没有一定形状的生物质原料，经烘干、粉碎后，压制成具有一定形状的、密度较大的成型燃料。生物质主要由纤维素、半纤维素、木质素以及树脂、蜡等成分组成。在构成生物质的各种成分中，木质素被普遍认为是生物体内固有的、最好的内在黏合剂。当达到一定温度时木质素发生软化，黏合力开始增加，此时在外部施加一定的压力，可使其与纤维素、半纤维素等紧密黏接，同时与邻近的生物质颗粒互相胶接在一起。成型燃料经冷却降温后，强度增大，即可得到燃烧性能类似于木材的颗粒状生物质固体成型燃料。整个成型过程是属于物理挤压粘合成型。
依据NY/T 1878-2010《生物质固体成型燃料技术条件》对颗粒燃料样品进行性能指标试验，如表1所示，显示了本发明的银杏叶药渣颗粒燃料的性能指标。表1中银杏叶药渣颗粒燃料的各项基本性能均符合国家规定标准，说明按照上述方法中的工艺参数组合制成的颗粒燃料完全达到技术要求。
表1生物质颗粒燃料基本性能
Tab.1 Basic properties of biomass pellet fuel
为了比较本发明的生物质颗粒燃料与市面上常见的生物质固体成型燃料的性能差异，选取市面上常见几种生物质固体成型燃料，从低位发热量、灰分含量两种主要特性方面与银杏叶药渣颗粒燃料进行对比，如表2所示，其显示了常见几种生物质固体成型燃料的低位发热量以及灰分含量指标，从表中可以看出银杏叶药渣颗粒燃料具有较高的低位发热量(17.35MJ/kg)，除了略低于纯松木颗粒燃料(17.61MJ/kg)之外，均高于其它三种燃料。银杏叶药渣颗粒燃料灰分含量为4.5％，略高于杂木颗粒燃料(2.85％)和纯松木颗粒燃料(0.57％)，远远低于纯稻壳颗粒燃料(14.23％)和纯秸秆压块燃料(15.21％)，灰分含量较低。从低位发热量和灰分含量两个主要特性来看，相较于市面上大部分的生物质固体成型燃料，银杏叶药渣颗粒燃料存在性能优势。
表2常见几种生物质固体成型燃料
Tab.2 Several common biomass solid briquettes
本发明还提供了一种应用上述的生物质颗粒燃料的加工方法的生物质颗粒燃料加工设备，该设备包括循环恒温热风烘干机、锤片式粉碎机、污泥混合机、平模造粒机以及密封保存装置，本实施例中，密封保存装置采用密封袋，成型后的颗粒燃料装袋密封保存。
循环恒温热风烘干机用于烘干银杏叶中药渣至预设的含水量值，锤片式粉碎机用于粉碎干燥后银杏叶中药渣至粉末状，污泥混合机用于混合粉末状的银杏叶中药渣和有机污泥，所述平模造粒机用于将充分混合的银杏叶中药渣和有机污泥平模造粒至所需的尺寸规格。
综上所述，本发明通过将废弃物，即银杏叶药渣以及有机污泥以低成本的机械作用下物理挤压粘合成型，成型后的颗粒状态的生物质燃料的燃烧性能类似于木材，颗粒燃料的各项基本性能均符合国家规定标准，银杏叶药渣颗粒燃料具有较高的低位发热量。较低的灰分含量。从低位发热量和灰分含量两个主要特性来看，相较于市面上大部分的生物质固体成型燃料，银杏叶药渣颗粒燃料存在性能优势，具有一定的应用前景。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种生物质颗粒燃料，其特征在于：包括混合均匀的银杏叶中药渣和有机污泥，挤压成型为颗粒状，其粒径为7-9mm。
2.如权利要求1所述的生物质颗粒燃料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将经过提取加工后银杏叶中药渣原料，进行烘干；
S2、将烘干后的银杏叶中药渣粉碎，粉碎后的药渣粉末颗粒度达到2.5-4mm；
S3、将粉碎后的银杏叶中药渣粉末，加入有机污泥，调质含水率至15-18％，然后用混合机混合均匀；
S4、将混合好的药渣与污泥注入到平模造粒机中进行制粒成型，颗粒机模孔直径取7-9mm；
S5、将成型后的颗粒燃料摊开，冷却后装袋密封保存。
3.如权利要求2所述的生物质颗粒燃料的加工方法，其特征在于：所述步骤S1中，使用110℃的恒温热风进行烘干，烘干至16％湿基含水率时停止干燥。
4.如权利要求2所述的生物质颗粒燃料的加工方法，其特征在于：所述步骤S2中，采用锤片式粉碎机内粉碎银杏叶中药渣，锤片式粉碎机筛网孔径3mm，主轴转速4550r/min，至药渣粉末颗粒度达到3mm。
5.如权利要求2所述的生物质颗粒燃料的加工方法，其特征在于：所述步骤S3中，加入的有机污泥为含水率为80-90％的中药厂污水处理产生的有机污泥，调质含水率至16％。
6.如权利要求5所述的生物质颗粒燃料的加工方法，其特征在于：所述步骤S3中，混合机混合时间为10min。
7.如权利要求2所述的生物质颗粒燃料的加工方法，其特征在于：所述步骤S4中，颗粒机模孔直径取8mm。
8.如权利要求2所述的生物质颗粒燃料的加工方法，其特征在于：所述步骤S5中，冷却方式采用自然冷却，自然冷却时间为20min。
9.应用如权利要求2所述的生物质颗粒燃料的加工方法的加工设备，其特征在于：包括循环恒温热风烘干机、锤片式粉碎机、污泥混合机、平模造粒机以及密封保存装置。
10.如权利要求9所述的生物质颗粒燃料的加工方法，其特征在于：所述密封保存装置为密封袋。
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| CN202110237525.7A CN112980535A (zh) | 2021-03-04 | 2021-03-04 | 生物质颗粒燃料、加工方法和加工设备 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114907896A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-16 | 南京林业大学 | 一种银杏叶酶解处理方法及其应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101671588A (zh) * | 2009-09-29 | 2010-03-17 | 天津紫荆能源技术有限责任公司 | 污泥资源化的处理方法 |
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2021
- 2021-03-04 CN CN202110237525.7A patent/CN112980535A/zh active Pending
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