生物質(zhì)燃料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物質(zhì)燃料。
【背景技術(shù)】
[0002]上面提及的生物質(zhì)燃料主要指木肩、麥秸和稻草，人們習(xí)慣稱這種燃料為生物能源或稱再生能源。
[0003]隨著諸如煤炭、石油和天然氣以及海洋冰之類的不可再生能源的日益減少，并且價(jià)格不斷上升，以及隨著人類對環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，以往遭到冷遇而往往不加利用的被付之一炬的前述生物質(zhì)燃料得到了空前的重視。據(jù)我國農(nóng)業(yè)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，我國僅農(nóng)作物如稻、麥、高梁、玉米、棉花和大豆秸桿的年產(chǎn)出量約為8.5億噸左右，以90%至95%的獲得系數(shù)計(jì)算，可獲得7.65-8.075億噸，相當(dāng)于獲得3.8-4.04億噸標(biāo)準(zhǔn)煤(I噸秸桿的能量相當(dāng)于0.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤)。所謂的標(biāo)準(zhǔn)煤簡稱標(biāo)煤，依據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB2589-81，每千克標(biāo)煤的熱值為29271千焦(即7000千卡)。
[0004]由上述可知，有效地利用生物燃料，不僅可減少對自然資源的消耗，而且具有經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。由于秸桿的堆積密度較低，給收集、運(yùn)輸和儲(chǔ)存以及應(yīng)用帶來一定的困難，因而通常需將其成型為固體，藉以提高能源密度和熱值，經(jīng)成型后，體積可縮小至8倍以上，密度達(dá)1.1-1.4噸/m3，能源密度相當(dāng)于中等煙煤程度。
[0005]由于秸桿如前述的麥秸、稻草等含有一定的纖維素和木質(zhì)素，而木質(zhì)素是物料中的結(jié)構(gòu)單體，是苯丙烷型的高分子化合物，具有增強(qiáng)細(xì)胞壁和粘合纖維素的作用。木質(zhì)素屬非晶體，在常溫下主要部分不溶于普通溶劑，沒有熔點(diǎn)，但有軟化點(diǎn)，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)，木質(zhì)素軟化粘結(jié)力增加，并在一定的壓力作用下，使其纖維素分子團(tuán)錯(cuò)位、變形和延展，內(nèi)部相鄰的生物質(zhì)顆粒相互進(jìn)行嚙接，重新組合而形成塊狀體。
[0006]已有技術(shù)普遍使用麥秸和/或稻草經(jīng)壓制成型機(jī)或擠出成型機(jī)形成塊狀或圓柱狀的得以供鍋爐或類似的燃燒裝置燃燒的生物質(zhì)能源。但是普遍存在熱值低并且灰分大的問題，因?yàn)辂溄盏幕曳旨s為6%左右，而稻草的灰分約為14%左右，又因?yàn)辂溄盏哪举|(zhì)素含量約為20%，而稻草的木質(zhì)素含量約為12%，于是如果將麥秸、稻草單獨(dú)壓制成生物能源，那么密實(shí)性難以保障。或許出于這一原因，需在麥秸、稻草中加入粘結(jié)劑，以便提高結(jié)實(shí)效果，防止開裂(尤其在包裝運(yùn)輸過程中)，但是加入粘結(jié)劑一方面增加成本，另一方面易產(chǎn)生污染，對此可由中國專利CN102021059B推薦的“一種利用快速熱處理工藝改性生物質(zhì)燃料的成型方法”所印證。此外，向麥秸或稻草中加入硅澡、粘土和/或煤粉也可以獲得一定的防松散效果，但是發(fā)熱值受到影響并且灰分顯著提高，對此可參見中國發(fā)明專利申請公布號(hào)CN101812346A提供的“一種生物質(zhì)燃料成型方法”。
[0007]經(jīng)本申請人長期的關(guān)注與分析認(rèn)為:已有技術(shù)單獨(dú)使用麥秸或稻草制備生物質(zhì)燃料是無法消除前述技術(shù)問題的，因?yàn)槟举|(zhì)素含量偏低并且灰分偏高，雖然該技術(shù)問題長期以來困擾于業(yè)界，但是在公開的專利和非專利文獻(xiàn)中均未見諸有解決該問題的啟示。
[0008]針對上述已有技術(shù)，本申請人作了反復(fù)而有益的試驗(yàn)，終于找到了解決問題的辦法，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種有助于增進(jìn)粘性、有利于降低灰分、有益于提高熱值和有便于壓制或擠出成型的生物質(zhì)燃料。
[0010]本發(fā)明的任務(wù)是這樣來完成的，一種生物質(zhì)燃料，其是由以下按重量份數(shù)配比的原料構(gòu)成:
木肩40-60份；
麥秸20-30份；
稻草20-30份。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的木肩的木質(zhì)素含量為28%，灰分為0.5%。
[0012]在本發(fā)明的另一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的麥秸和稻草為粉碎至長度小于I cm的麥稻和稻草。
[0013]本發(fā)明提供的技術(shù)方案由于木肩、麥秸和稻草三者可產(chǎn)生相互的協(xié)效作用，由木肩的高木質(zhì)素含量彌補(bǔ)麥稻和稻草的低木質(zhì)素含量，并且由木肩的低灰分彌補(bǔ)麥稻的高灰分欠缺，使本發(fā)明的生物質(zhì)燃料的木質(zhì)素含量大于22%，灰分小于5.5%，熱值達(dá)到15618KJ/kg左右，體現(xiàn)良好的粘性、低的灰分和高的熱值并且有便于成型。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1:
木肩60份；
麥秸20份；
稻草20份。
[0015]其中:麥秸和稻草經(jīng)粉碎后的長度小于I Cm。
[0016]實(shí)施例2:
木肩40份；
麥秸30份；
稻草30份。
[0017]其中:麥秸和稻草經(jīng)粉碎后的長度小于I Cm。
[0018]實(shí)施例3:
木肩50份；
麥稻25份；
稻草25份。
[0019]其中:麥秸和稻草經(jīng)粉碎后的長度小于I Cm。
[0020]制備例1:
A)原料選擇，按重量份數(shù)稱取木肩60份、麥秸20份和稻草20份，并且先對木肩過篩，以篩除夾雜在木肩中的條狀物及塊狀物，木肩過篩后的直徑為小于I cm，過篩時(shí)被篩子篩除的條狀物、塊狀物經(jīng)粉碎后利用，對麥秸及稻草采用粉碎機(jī)粉碎至長度小于I cm，將過篩的木肩、粉碎的麥秸及稻草三者混合，得到原料，其中木肩的木質(zhì)素含量為28%，灰分為0.5%，麥稻的木質(zhì)素含量為22%，灰分為6%，而稻草的木質(zhì)素含量為12%，灰分為14%，并且木肩的熱值為16559KJ/kg，麥秸的熱值為15374KJ/kg，而稻草的熱值為13986KJ/kg ；
B)潤濕，將由步驟A)得到的原料以霧化水噴霧方式潤濕，控制原料的含水率為16%，得到潤濕料；
C)一次加熱，將由步驟B)得到的潤濕料投入第一微波加熱裝置中進(jìn)行一次加熱，使生物質(zhì)產(chǎn)生軟化，一次加熱的溫度為115°C，得到一次加熱料；
D)二次加熱，將由步驟C)得到的一次加熱料投入第二微波加熱裝置中進(jìn)行二次加熱，使生物質(zhì)產(chǎn)生熔融而具備粘性，二次加熱的溫度為170°C，得到待壓制料；
E)壓制，將由步驟D)得到的待壓制料投入壓制成型裝置壓制，經(jīng)切割后得到生物質(zhì)燃料。
[0021]制備例2:
僅將步驟A)中的木肩的重量份數(shù)改為40份、將麥秸和稻草的重量份數(shù)改為各30份；將步驟B)中的含水率改為14% ;將步驟C)中的一次加熱溫度改為125°C;將步驟D)中的二次加熱溫度改為160°C。其余均同對實(shí)施例1的描述。
[0022]制備例3:
僅將步驟A)中的木肩的重量份數(shù)改為50份、將麥秸和稻草的重量份數(shù)改為各25份；將步驟B)中的含水率改為18% ;將步驟C)中的一次加熱溫度改為120°C;將步驟D)中的二次加熱溫度改為165°C。其余均同對實(shí)施例1的描述。
[0023]綜上所述，本發(fā)明提供的技術(shù)方案克服了已有技術(shù)中的不足，完成了發(fā)明任務(wù)，體現(xiàn)了申請人在上面的技術(shù)效果欄中記載的技術(shù)效果，不失為是一個(gè)極致的技術(shù)方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生物質(zhì)燃料，其特征在于其是由以下按重量份數(shù)配比的原料構(gòu)成: 木肩40-60份； 麥秸20-30份； 稻草20-30份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃料，其特征在于所述的木肩的木質(zhì)素含量為28%，灰分為0.5%ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃料，其特征在于所述的麥秸和稻草為粉碎至長度小于I cm的麥稻和稻草。
【專利摘要】一種生物質(zhì)燃料，屬于生物能源技術(shù)領(lǐng)域。其是由以下按重量份數(shù)配比的原料構(gòu)成：木屑40-60份；麥秸20-30份；稻草20-30份。由于木屑、麥秸和稻草三者可產(chǎn)生相互的協(xié)效作用，由木屑的高木質(zhì)素含量彌補(bǔ)麥秸和稻草的低木質(zhì)素含量，并且由木屑的低灰分彌補(bǔ)麥秸的高灰分欠缺，使本發(fā)明的生物質(zhì)燃料的木質(zhì)素含量大于22%，灰分小于5.5%，熱值達(dá)到15618KJ/kg左右，體現(xiàn)良好的粘性、低的灰分和高的熱值并且有便于成型。
【IPC分類】C10L5-44
【公開號(hào)】CN104531258
【申請?zhí)枴緾N201410700010
【發(fā)明人】沈國儉
【申請人】常熟市協(xié)新冶金材料有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月28日