一种复合型生物质燃料颗粒及其制备方法

一种复合型生物质燃料颗粒及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及生物质燃料领域，具体涉及一种复合型生物质燃料颗粒及其制备方法。一种复合型生物质燃料颗粒，由如下重量百分比的组分组成：秸秆5~15%；树茎20~35%；竹屑25~40%；无烟煤20~40%；氧化剂0.1~1%。本发明的复合型生物质燃料颗粒含水率低，燃烧值高，与常规的用秸秆压缩成型的生物质燃料颗粒相比，本发明通过配方的调制和优化，通过煤与生物质的协同燃烧作用，能够大大提高燃烧效率，降低着火温度，而且燃烧时间长，燃烧后并无有害气体、酸性气体的排放。
【专利说明】一种复合型生物质燃料颗粒及其制备方法【技术领域】
[0001]本发明涉及生物质燃料领域，具体涉及一种复合型生物质燃料颗粒及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前人们使用的燃料大部分是煤、石油、天然气等化石能源，是不可再生资源，在人类大规模的开采下将逐渐枯竭，并且在燃烧时会向空气中排放大量的有毒气体，给大气造成严重污染，为此人类在寻找可再生的清洁燃料来代替。
[0003]将生物质如木材或农林废弃物与煤混合燃烧，既可将废物高效利用，又能降低NOx的排放。因为生物质的含氮量比煤少，而且水分使燃烧过程冷却，减少了 NOx的热形成。同时由于生物质的活性强,和煤混烧显示出良好的协同性。
[0004]现有的技术当中，往往是利用秸杆、锯末、甘蔗渣、稻糠与煤直接混合形成一种复合型的生物质燃料；但是这种生物质燃料中秸杆等的着火点在300°C左右，而煤的着火点却在500°C以上。这样将容易造成秸杆完全燃烧后煤却还没有起燃，不能达到协同作用的效果O
[0005]

【发明内容】

[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种具有协同作用，高燃烧值的一种复合型生物质燃料颗粒。
[0007]本发明的另一个目的是提供这种复合型生物质燃料颗粒的制备方法。
`[0008]本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现:
一种复合型生物质燃料颗粒，由如下重量百分比的组分组成:
秸杆5~15% ;树茎20~35% ;竹屑25~40% ;无烟煤20~40% ;氧化剂0.1~1%。
[0009]进一步的，所述树茎选自硬木树茎。
[0010]进一步的,所述硬木树莖为红木树莖,其木质素含量为20-28%。
[0011]进一步的，所述竹屑其木质素含量为23~32%。
[0012]生物质燃料中易燃部分主要是纤维素、半纤维素和木质素；而木质素的含量对于生物质燃料的着火点往往有决定性作用。因此在本发明中，有梯度的选择原料，使得在不同的着火点都有不同的原料能够起到点燃的作用。
[0013]生物质与煤的燃烧过程非常相似，可大致分为预热干燥、挥发分的析出、燃烧与焦炭形成和残余焦炭的燃烧、燃尽三个阶段。而且生物质低温放热能力较强，燃烧过程主要集中在前期，挥发分燃烧放热，对煤的起燃、燃烧有促进作用，燃烧条件得到改善。根据生物质燃烧的特点，挥发分析出并燃烧的过程中同时发生焦化作用，形成孔隙发达的焦炭，挥发分燃烧过程与煤燃烧过程有重叠的部分，两者相互促进，产生剧烈的燃烧现象，使得生物质燃烧速率明显高于煤燃烧。[0014]进一步的，所述氧化剂为高锰酸钾、硝酸钾、硝酸钠中的至少一种。
[0015]采用添加氧化剂的方法，改变了生物质的氧化还原反应，使得着火点更低，混合物热解-燃烧过程的放热量明显高于这不使用生物质颗粒单独存在时的放热量。
[0016]进一步的，所述秸杆和树茎的含水率=8% ο
[0017]进一步的，所述竹屑的含水率=5%。
[0018]一种复合型生物质燃料颗粒的制备方法，该方法的步骤为:
a)称量:将秸杆、树茎、竹屑、无烟煤、氧化剂按比例称量；
b)粉碎:将步骤a中秸杆、树茎、竹屑分别进行粉碎；
c)筛选和烘干:对步骤b得到的粉体材料分别进行烘干，并同时除去较大体积粉碎不完全的组分，对秸杆、树茎、竹屑的含水率进行控制；
d)混合:将步骤c中烘干后的秸杆、树茎、竹屑、无烟煤、氧化剂等组分通过搅拌机混合均匀；
e)造粒:将步骤d中的混合均匀后的秸杆、树茎、竹屑、无烟煤、氧化剂等组分通过颗粒机压缩成颗粒；
f)冷却:步骤e中的颗粒冷却后得到所述的复合型生物质燃料颗粒。
[0019]本发明具有如下有益效果:
本发明的复合型生物质燃料颗粒含水率低，燃烧值高，与常规的用秸杆压缩成型的生物质燃料颗粒相比，本发明通过配方的调制和优化，通过煤与生物质的协同燃烧作用，能够大大提高燃烧效率，降低着火温度，而且燃烧时间长，燃烧后并无有害气体、酸性气体的排放。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
[0021]实施例1
一种复合型生物质燃料颗粒，按重量百分比计:
秸杆10%、红木树茎19.5%、竹屑35%、无烟煤35%，高锰酸钾0.5%。树茎木质素含量为20~28% ;竹屑木质素含量为23~32%。秸杆和树茎的含水率=8% ;竹屑的含水率=5%。
[0022]该制备方法为:
a)称量:将秸杆、树茎、竹屑、无烟煤、氧化剂按比例称量；
b)粉碎:将步骤a中秸杆、树茎、竹屑分别进行粉碎；
c)筛选和烘干:对步骤b得到的粉体材料分别进行烘干，并同时除去较大体积粉碎不完全的组分，对秸杆、树茎、竹屑的含水率进行控制；
d)混合:将步骤c中烘干后的秸杆、树茎、竹屑、无烟煤、氧化剂等组分通过搅拌机混合均匀；
e)造粒:将步骤d中的混合均匀后的秸杆、树茎、竹屑、无烟煤、氧化剂等组分通过颗粒机压缩成颗粒；
f)冷却:步骤e中的颗粒冷却后得到所述的复合型生物质燃料颗粒。
[0023]实施例2一种复合型生物质燃料颗粒，按重量百分比计:
秸杆7.8%、红木树茎32%、竹屑28%、无烟煤32%，硝酸钠0.2%。树茎木质素含量为20-28% ;竹屑木质素含量为23~32%。秸杆和树茎的含水率=8%;竹屑的含水率=5%。该制备方法同实施例1。
[0024]实施例3
一种复合型生物质燃料颗粒，按重量百分比计:
秸杆14%、红木树茎22%、竹屑37.2%、无烟煤26%，硝酸钾0.8%。树茎木质素含量为20-28% ;竹屑木质素含量为23~32%。秸杆和树茎的含水率=8%;竹屑的含水率=5%。该制备方法同实施例1。
[0025]实施例4
一种复合型生物质燃料颗粒，按重量百分比计:
秸杆6%、红木树茎25%、竹屑30%、无烟煤38%，高锰酸钾1%。树茎木质素含量为20~28% ；竹屑木质素含量为23~32%。秸杆和树茎的含水率=8%;竹屑的含水率=5%。该制备方法同实施例1。
[0026]对比例1
秸杆31.8%、竹屑30%、无烟煤38%，高锰酸钾0.2%，在不控制木质素含量的情况下，利用实施例1的方法制备生物质燃料。
[0027]对比例2
秸杆31.8%、红木树茎30%、无烟煤38%，高锰酸钾0.2%，在不控制木质素含量的情况下，利用实施例1的方法制备生物质燃料。
[0028]燃烧值的测试
燃烧值的测试采用GB213 — 87 标准煤的燃烧值为29.26 MJ/kg。
[0029]经检测，实施例1的燃烧值为24.19MJ/kg ;实施例2的燃烧值为24.07 MJ/kg ;实施例3的燃烧值为24.36 MJ/kg ;实施例4的燃烧值为24.58 MJ/kg ;对比例I的燃烧值为21.05 MJ/kg ;对比例2的燃烧值为20.76 MJ/kg。
[0030]着火温度的测定
着火温度通过TG-DTG检测，该热重分析在NETZSCH TG-209热重分析仪上进行，样品空气中室温下以10°C /min的速度上升到800°C，失重峰所在温度为着火温度。
[0031]经检测，实施例1着火温度为424°C，实施例2着火温度为419°C，实施例3着火温度为423°C，实施例4着火温度为427°C，对比例I着火温度为458°C，对比例2着火温度为447。。。
[0032]以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种复合型生物质燃料颗粒，其特征在于由如下重量百分比的组分组成: 秸杆5~15% ； 树茎20~35% ； 竹屑25~40% ； 无烟煤20~40% ； 氧化剂0.广1%。
2.根据权利要求1所述的一种复合型生物质燃料颗粒，其特征在于:所述树茎选自硬木树茎。
3.根据权利要求2所述的一种复合型生物质燃料颗粒，其特征在于:所述硬木树茎为红木树茎，其木质素含量为20~28%。
4.根据权利要求1所述的一种复合型生物质燃料颗粒，其特征在于:所述竹屑其木质素含量为23~32%。
5.根据权利要求1所述的一种复合型生物质燃料颗粒，其特征在于:所述氧化剂为高锰酸钾、硝酸钾、硝酸钠中的至少一种。
6.根据权利要求f5任意一项所述的一种复合型生物质燃料颗粒，其特征在于:所述秸杆和树茎的含水率=8%。
7.根据权利要求1或4所述的一种复合型生物质燃料颗粒，其特征在于:所述竹屑的含水率=5%。`
8.—种权利要求f 5任意一项所述的一种复合型生物质燃料颗粒的制备方法，其特征在于该方法的步骤为: a)称量:将秸杆、树茎、竹屑、无烟煤、氧化剂按比例称量； b)粉碎:将步骤a中秸杆、树茎、竹屑分别进行粉碎； c)筛选和烘干:对步骤b得到的粉体材料分别进行烘干，并同时除去较大体积粉碎不完全的组分，对秸杆、树茎、竹屑的含水率进行控制； d)混合:将步骤c中烘干后的秸杆、树茎、竹屑、无烟煤、氧化剂等组分通过搅拌机混合均匀； e)造粒:将步骤d中的混合均匀后的秸杆、树茎、竹屑、无烟煤、氧化剂等组分通过颗粒机压缩成颗粒； f)冷却:步骤e中的颗粒冷却后得到所述的复合型生物质燃料颗粒。
【文档编号】C10L5/44GK103666628SQ201310643516
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】叶杰珍 申请人:叶杰珍