本发明涉及生物质能的开发利用领域，尤其涉及一种适用于以生物质为原料进行提质的生物质成型工艺及由该工艺制得的生物质成型料。
背景技术：
随着我国能源需求量的迅速增长、及传统化石燃料的日益枯竭，煤炭作为我国能源生产和消费的主体地位在未来相当长的一段时间内不会发生根本性改变。目前，对于煤炭的利用多以燃烧为主，而煤炭在燃烧过程中会排放大量的粉尘、一氧化碳、硫或氮的氧化物等污染物，致使生态环境持续恶化，造成了日渐严重的环境问题。因此，开发洁净的可再生能源已然成为解决能源危机和环境污染的重要途径。
生物质能是绿色植物将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量，即以生物质为载体的能量形式，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。并且，生物质能还具有能源替代、减排环保和促进农村经济等多重功能，因此，从能源安全和环境保护出发，对生物质能的开发利用已成为当前发展可再生能源的战略重点。
然而，由于生物质能原料的结构疏松、分布分散、占用空间大，作为燃料存在能量密度小、直接燃烧的热效率低、运输和储存成本高等问题，导致难以规模化高效利用，经济效益较差，成为制约生物质转化为商品能 源的重要因素。近年来研发的生物质固化成型技术改变了传统的生物质能利用方式，将松散的生物质转化为高密度的成型燃料，直接燃烧或用作气化、液化原料，成为生物质能开发利用的一种有效途径，也是替代常规能源的有效方法。
例如，中国专利文献cn102776009a公开了一种生物质能成型、热解干馏产业化生产炭、气、油、电工艺，包括以下步骤：对原料进行粉碎、除尘后送入制粒机中，压制成φ6-12×20-30的颗粒，待成型颗粒冷却至室温±3℃后，再将其烘干至含水率为3-5％；在隔绝空气或有少量空气的条件下，对烘干后的成型颗粒通过热化学转换出颗粒炭、气体和液体。上述技术有效实现了生物质原料的固化成型，通过将成型颗粒热解干馏，使其转化为具有较高品位的优质燃料及木醋液、木焦油等工业原料，提升了生物质的利用价值。
但上述技术需要经过粉碎、除尘处理之后，才能将生物质压制成小粒径的颗粒，使得生物质成型工艺的操作冗长、粉碎后还增大了物料的处理量、且成型为小颗粒也不便于码放和运输。另外，上述技术在将成型颗粒热解干馏之前，还需对其进行冷却、及烘干处理，以将颗粒的含水率控制在一个很小的范围内，不仅使得上述工艺的操作繁杂，更重要的是增大了工艺的能耗。因此，如何改进生物质的成型工艺以克服现有技术存在的上述缺陷，依然是本领域尚未解决的一个技术难题。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题在于克服现有的生物质成型工艺所存在的操作繁杂、处理量大、耗时长、能耗高的缺陷，进而提供一种操作简便快捷、 能耗低的生物质成型工艺及由该工艺制得的生物质成型料。
为此，本发明实现上述目的的技术方案为：
一种生物质成型工艺，包括如下步骤：
将生物质原料打包成捆，形成捆状料；
在20-100℃、5-40mpa的条件下将所述捆状料压制成型，即为生物质成型料。
所述生物质原料的含水量不大于20wt％。
所述生物质原料为秸秆和/或木质废弃物。
所述捆状料的体积不小于0.5m3。
所述压制的条件下力为50-70℃、15-25mpa。
所述生物质成型料与所述捆状料的密度之比为(2-4)：1。
由上述生物质成型工艺制得的生物质成型料。
本发明采用液压设备对上述捆状料进行压制处理，根据所使用的模具的形状和尺寸的不同，能够制得具有任意形状和尺寸的成型料。优选地，本发明制得的生物质成型料的形状和尺寸与捣固焦炉的炭化室相匹配。
本发明的上述技术方案具有如下优点：
1、本发明提供的生物质成型工艺，通过直接将生物质原料打包成捆，并在特定条件下将所得的捆状料压制一次便可成型，与现有技术需要将生物质粉碎、除尘后才能压制成颗粒物相比，本发明的工艺操作简便快捷、物料处理量小，且捆状料和成型料的形状易于控制，便于码放和运输。
2、本发明提供的生物质成型料可直接用作提质工艺的原料，而无需再进行冷却及烘干处理，有利于简化工艺步骤，更重要的是还可大幅降低整 体工艺的能耗，使得本发明的工艺具有操作简便快捷、能耗低的优点。并且，本发明的生物质成型料经特定条件下的提质处理能得到可观量的粗煤气、焦油和残炭，与等质量生物质用作燃料所产生的热值相比，本发明的生物质成型料具备更高的经济效益。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在下述实施例中，wt％表示质量百分含量，“kg/t成型料”指每吨成型料得到的产品的千克数，“nm3/t成型料”指每吨成型料得到的粗煤气的体积换算成0℃、1个标准大气压下的立方米数。
实施例1
本实施例所述的生物质成型工艺，包括如下步骤：
将100kg、含水量为18wt％的秸秆打包成捆，得到体积为0.5m3的长方体状捆状料；
在50℃、15mpa的条件下将捆状料压制成型，即得生物质成型料，该生物质成型料与捆状料的密度之比为2：1。
将本实施例制得的生物质成型料推入捣固焦炉中进行提质处理，控制提质温度为850℃，提质时间为16小时，收集溢出的粗煤气、焦油，同时得到残炭。本实施例得到的粗煤气的量为330nm3/t成型料，焦油的量为 25kg/t成型料，焦炭的量为280kg/t成型料，以质量计，其中焦炭中的固体碳含量不小于50％、挥发分含量不大于6％，焦炭筛分后粒径在40mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的10％，粒径在25mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的20％。
实施例2
本实施例所述的生物质成型工艺，包括如下步骤：
将110kg、含水量为20wt％的秸秆打包成捆，得到体积为0.5m3的长方体状捆状料；
在60℃、25mpa的条件下将捆状料压制成型，即得生物质成型料，该生物质成型料与捆状料的密度之比为3：1。
将本实施例制得的生物质成型料推入捣固焦炉中进行提质处理，控制提质温度为850℃，提质时间为16小时，收集溢出的粗煤气、焦油，同时得到残炭。本实施例得到的粗煤气的量为320nm3/t成型料，焦油的量为24kg/t成型料，残炭的量为270kg/t成型料，以质量计，其中焦炭中的固体碳含量不小于50％、挥发分含量不大于6％，焦炭筛分后粒径在40mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的10％，粒径在25mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的20％。
实施例3
本实施例所述的生物质成型工艺，包括如下步骤：
将90kg、含水量为16wt％的秸秆打包成捆，得到体积为0.5m3的长方体状捆状料；
在70℃、35mpa的条件下将捆状料压制成型，即得生物质成型料，该 生物质成型料与捆状料的密度之比为4：1。
将本实施例制得的生物质成型料推入捣固焦炉中进行提质处理，控制提质温度为850℃，提质时间为16小时，收集溢出的粗煤气、焦油，同时得到残炭。本实施例得到的粗煤气的量为336nm3/t成型料，焦油的量为25kg/t成型料，残炭的量为286kg/t成型料，以质量计，其中残炭中的固体碳含量不小于50％、挥发分含量不大于6％，焦炭筛分后粒径在40mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的10％，粒径在25mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的20％。
实施例4
本实施例所述的生物质成型工艺，包括如下步骤：
将100kg、含水量为18wt％的秸秆打包成捆，得到体积为0.5m3的长方体状捆状料；
在20℃、20mpa的条件下将捆状料压制成型，即得生物质成型料，该生物质成型料与捆状料的密度之比为2.5：1。
将本实施例制得的生物质成型料推入捣固焦炉中进行提质处理，控制提质温度为850℃，提质时间为16小时，收集溢出的粗煤气、焦油，同时得到焦炭。本实施例得到的粗煤气的量为330nm3/t成型料，焦油的量为25kg/t成型料，焦炭的量为280kg/t成型料，以质量计，其中焦炭中的固体碳含量不小于50％、挥发分含量不大于6％，焦炭筛分后粒径在40mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的10％，粒径在25mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的20％。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方 式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。