本发明涉及生物质成型燃料
技术领域：
，具体为一种高燃烧值生物质成型燃料的制备方法。
背景技术：
：随着经济的发展。能源和环境问题已成为全球关注的焦点，传统的诸如煤、石油和天然气等化石能源由于日益枯竭带来的能源危机和其燃烧产生的污染问题日益突出，开发洁净的可再生能源迫在眉睫。生物质是一种多样性的能源资源，来源广泛，应用简单，作为一种有效的替代能源具有良好的应用前景。近些年来，利用林木加工废弃物，秸杆等粉碎加工后制成生物质颗粒燃料的研究和应用也逐渐增加，目前生物质能源主要通过直接挤压成型直接形成条状、颗粒状或块状，成型厚度越来越厚，压实密度越来越高，在引燃初期造成点燃难度大，据此造成生物质燃料燃烧的完全程度大打折扣，甚至产生黑烟。进而造成燃烧时间短，热量不高的缺陷。技术实现要素：本发明的目的是提供一种高燃烧值生物质成型燃料的制备方法，具有燃烧性能高、安全性高、成本低廉和便于规模化生产的特点。本发明可以通过以下技术方案来实现：本发明公开了一种高燃烧值生物质成型燃料的制备方法，包括如下步骤：第一步、固体燃料层的制备，选择固体酒精作为固体燃料层，根据尺寸大小裁剪为长方体方块状；第二步、基础燃料层的制备，先把作为生物质原料的农业废弃物进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的废纸浆和/或水解纤维作为纤维类粘结剂，搅拌均匀，加入一定含量的生石灰再次进行搅拌均匀，然后放入压型机中挤压成型，挤压成型所制得的基础燃料层为长方体方块状，基础燃料层的尺寸小于所述固体燃料层的尺寸；第三步、密封燃料层的制备，先把作为生物质原料的木质素和/或油料作物废弃物进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的热固性树脂，搅拌均匀，放入压型机中加热挤压成型，挤压成型所制得密封燃料层为长方形薄片状，密封燃料层的长度大于基础燃料层的长度与基础燃料层、固体燃料层的厚度之和，密封燃料层的宽度大于基础燃料层的宽度与基础燃料层、固体燃料层的厚度之和；第四步、初步压合成型，将基础燃料层的上下表面进行表面粗糙化处理，并在基础燃料层的上下表面涂上可溶性热固性树脂，把基础燃料层居中夹入两层密封燃料层之间，把固体燃料层夹入基础燃料层和固体燃料层之间，密封燃料层的边缘完全盖住固体燃料层，放入对辊机加热对辊，使固体燃料层被压合固定成为密封燃料层和基础燃料层之间的夹心层，得到初步压合成型的夹心层生物质成型燃料；第五步、封边二次压合成型，分别在所得的初步压合成型的夹心层生物质成型燃料的四边涂上可溶性热固性树脂，分别对夹心层生物质成型燃料的四边进行倾斜放入对辊机中，加热软化，以基础燃料层和密封燃料层的结合部为支点，缓慢弯折，通过单面分别弯折，使凸出基础燃料层上下表面边缘的密封燃料层相互靠近接触，最终使密封燃料层的边缘呈V字型互相压合封边，把基础燃料层完全封闭在密封燃料层形成的内部空间中，即可制备得到最终的高燃烧值生物质成型燃料。进一步地，所述密封燃料层包括木质素、油料作物废弃物和可溶性热固性树脂。木质素和油料作物废弃物其质地比较致密，通过粉碎后加入可溶性热固性树脂，挤压粘连，防水效果较优。进一步地，所述基础燃料层包括农业废弃物和纤维类粘合剂。农业废弃物来源广泛，成本低廉，纤维类粘结剂针对农业废弃物为纤维类物质的特点，既满足压合要求，又节省成本。进一步地，所述农业废弃物包括秸秆、玉米芯、甘蔗渣、藻类和水葫芦中的一种或一种以上的混合物，来源广泛，成本低廉。进一步地，所述木质素包括木块、木屑和树皮中的一种或一种以上的混合物，所述油料作物废弃物包括棉籽、麻籽和油桐中的一种或一种以上的混合物。木质素和油料作物废弃物质地致密，且本身就是生物质原料，通过粘结剂的作用下挤压成型防水效果好。进一步地，所述纤维类粘合剂为废纸浆和/水解纤维，来源广泛，成本低廉。进一步地，所述固体燃料层与所述基础燃料层的厚度比为1:30～1:70。进一步地，所述基础燃料层为充气型基础燃料层，所述充气型基础燃料层在制备过程中加入相当于生物质碎屑原料干料重量3～8%的生石灰、2～5%的高岭土，充气混合均匀。进一步地，所述基础燃料层的层数为两层及以上。进一步地，所述基础燃料层之间设有固体燃料层。本发明一种高燃烧值生物质成型燃料的制备方法，具有如下的有益效果：第一、燃烧性能高，通过在基础燃料层设置有固体燃料层，固体燃料层选择固体酒精，固体酒精是混合物，主要成分为乙醇，燃烧的主要化学反应方程式为：C2H5OH+3O2═（条件：点燃）2CO2+3H2O，有效提高了生物质成型燃料的燃烧性能；第二、燃烧安全性高，与液体酒精相比比较安全．固体酒精作为一种固体燃料，一般采用硬脂酸与酒精在60℃时进行固化成型所得，两液混合后并不立即产生固化，因此可以使溶液混合的非常均匀，混合后在自然冷却的过程中，酒精不断地固化，最后得到均匀一致的固体酒精，就可以使制成的固体酒精在燃烧时仍然保持固体状态。这样大大提高了固体酒精在使用时的安全性；第三、使用方便，固体酒精作为固体，在生物质成型燃料的加工便于固定加工压合成型，固体酒精在燃烧时会有一层不易燃烧的硬膜生成，阻止了酒精的流淌，而保持了酒精的固体形态，提高了生物质成型燃料的使用便捷性；第四、成本低廉，选用的原料为常规原料节省原料成本，采用的设备均为常规设备无需较大的设备投资节省设备投资成本，进一步降低制造成本；第五、便于规模化生产，高燃烧值生物质成型燃料结构简单，有效简化加工工序，且均为常规化操作，操作连续性高，有效降低规模化生产的难度。具体实施方式为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及对本发明产品作进一步详细的说明。实施例1一种高燃烧值生物质成型燃料的制备方法，包括如下步骤：第一步、固体燃料层的制备，选择固体酒精作为固体燃料层，根据尺寸大小裁剪为长方体方块状；第二步、基础燃料层的制备，先把作为生物质原料的农业废弃物进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的废纸浆作为纤维类粘结剂，搅拌均匀，加入一定含量的生石灰再次进行搅拌均匀，然后放入压型机中挤压成型，挤压成型所制得的基础燃料层为长方体方块状，基础燃料层的尺寸小于所述固体燃料层的尺寸；第三步、密封燃料层的制备，先把作为生物质原料的木质素进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的热固性树脂，搅拌均匀，放入压型机中加热挤压成型，挤压成型所制得密封燃料层为长方形薄片状，密封燃料层的长度大于基础燃料层的长度与基础燃料层、固体燃料层的厚度之和，密封燃料层的宽度大于基础燃料层的宽度与基础燃料层、固体燃料层的厚度之和；第四步、初步压合成型，将基础燃料层的上下表面进行表面粗糙化处理，并在基础燃料层的上下表面涂上可溶性热固性树脂，把基础燃料层居中夹入两层密封燃料层之间，把固体燃料层夹入基础燃料层和固体燃料层之间，密封燃料层的边缘完全盖住固体燃料层，放入对辊机加热对辊，使固体燃料层被压合固定成为密封燃料层和基础燃料层之间的夹心层，得到初步压合成型的夹心层生物质成型燃料；第五步、封边二次压合成型，分别在所得的初步压合成型的夹心层生物质成型燃料的四边涂上可溶性热固性树脂，分别对夹心层生物质成型燃料的四边进行倾斜放入对辊机中，加热软化，以基础燃料层和密封燃料层的结合部为支点，缓慢弯折，通过单面分别弯折，使凸出基础燃料层上下表面边缘的密封燃料层相互靠近接触，最终使密封燃料层的边缘呈V字型互相压合封边，把基础燃料层完全封闭在密封燃料层形成的内部空间中，即可制备得到最终的高燃烧值生物质成型燃料。在本实施例中，所述密封燃料层包括木质素、油料作物废弃物和可溶性热固性树脂。所述基础燃料层包括农业废弃物和纤维类粘合剂。所述木质素包括木块、木屑和树皮中的混合物，所述油料作物废弃物包括棉籽、麻籽和油桐中的混合物。所述纤维类粘合剂为废纸浆和水解纤维。所述固体燃料层与所述基础燃料层的厚度比为1:30。所述基础燃料层的层数为五层结构，所述基础燃料层之间设有固体燃料层。实施例2一种高燃烧值生物质成型燃料的制备方法，包括如下步骤：第一步、固体燃料层的制备，选择固体酒精作为固体燃料层，根据尺寸大小裁剪为长方体方块状；第二步、基础燃料层的制备，先把作为生物质原料的农业废弃物进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的水解纤维作为纤维类粘结剂，搅拌均匀，加入一定含量的生石灰再次进行搅拌均匀，然后放入压型机中挤压成型，挤压成型所制得的基础燃料层为长方体方块状，基础燃料层的尺寸小于所述固体燃料层的尺寸；第三步、密封燃料层的制备，先把作为生物质原料的木质素进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的热固性树脂，搅拌均匀，放入压型机中加热挤压成型，挤压成型所制得密封燃料层为长方形薄片状，密封燃料层的长度大于基础燃料层的长度与基础燃料层、固体燃料层的厚度之和，密封燃料层的宽度大于基础燃料层的宽度与基础燃料层、固体燃料层的厚度之和；第四步、初步压合成型，将基础燃料层的上下表面进行表面粗糙化处理，并在基础燃料层的上下表面涂上可溶性热固性树脂，把基础燃料层居中夹入两层密封燃料层之间，把固体燃料层夹入基础燃料层和固体燃料层之间，密封燃料层的边缘完全盖住固体燃料层，放入对辊机加热对辊，使固体燃料层被压合固定成为密封燃料层和基础燃料层之间的夹心层，得到初步压合成型的夹心层生物质成型燃料；第五步、封边二次压合成型，分别在所得的初步压合成型的夹心层生物质成型燃料的四边涂上可溶性热固性树脂，分别对夹心层生物质成型燃料的四边进行倾斜放入对辊机中，加热软化，以基础燃料层和密封燃料层的结合部为支点，缓慢弯折，通过单面分别弯折，使凸出基础燃料层上下表面边缘的密封燃料层相互靠近接触，最终使密封燃料层的边缘呈V字型互相压合封边，把基础燃料层完全封闭在密封燃料层形成的内部空间中，即可制备得到最终的高燃烧值生物质成型燃料。在本实施例中，所述密封燃料层包括木质素、油料作物废弃物和可溶性热固性树脂。所述基础燃料层包括农业废弃物和纤维类粘合剂。所述木质素为木屑和树皮中混合物，所述油料作物废弃物为麻籽和油桐中的混合物。所述纤维类粘合剂为废纸浆。所述固体燃料层与所述基础燃料层的厚度比为1:50。所述基础燃料层的层数为三层，所述基础燃料层之间设有固体燃料层。实施例3一种高燃烧值生物质成型燃料的制备方法，包括如下步骤：第一步、固体燃料层的制备，选择固体酒精作为固体燃料层，根据尺寸大小裁剪为长方体方块状；第二步、基础燃料层的制备，先把作为生物质原料的农业废弃物进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的废纸浆和水解纤维作为纤维类粘结剂，搅拌均匀，加入一定含量的生石灰再次进行搅拌均匀，然后放入压型机中挤压成型，挤压成型所制得的基础燃料层为长方体方块状，基础燃料层的尺寸小于所述固体燃料层的尺寸；第三步、密封燃料层的制备，先把作为生物质原料的油料作物废弃物进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的热固性树脂，搅拌均匀，放入压型机中加热挤压成型，挤压成型所制得密封燃料层为长方形薄片状，密封燃料层的长度大于基础燃料层的长度与基础燃料层、固体燃料层的厚度之和，密封燃料层的宽度大于基础燃料层的宽度与基础燃料层、固体燃料层的厚度之和；第四步、初步压合成型，将基础燃料层的上下表面进行表面粗糙化处理，并在基础燃料层的上下表面涂上可溶性热固性树脂，把基础燃料层居中夹入两层密封燃料层之间，把固体燃料层夹入基础燃料层和固体燃料层之间，密封燃料层的边缘完全盖住固体燃料层，放入对辊机加热对辊，使固体燃料层被压合固定成为密封燃料层和基础燃料层之间的夹心层，得到初步压合成型的夹心层生物质成型燃料；第五步、封边二次压合成型，分别在所得的初步压合成型的夹心层生物质成型燃料的四边涂上可溶性热固性树脂，分别对夹心层生物质成型燃料的四边进行倾斜放入对辊机中，加热软化，以基础燃料层和密封燃料层的结合部为支点，缓慢弯折，通过单面分别弯折，使凸出基础燃料层上下表面边缘的密封燃料层相互靠近接触，最终使密封燃料层的边缘呈V字型互相压合封边，把基础燃料层完全封闭在密封燃料层形成的内部空间中，即可制备得到最终的高燃烧值生物质成型燃料。在本实施例中，所述密封燃料层包括木质素、油料作物废弃物和可溶性热固性树脂。所述基础燃料层包括农业废弃物和纤维类粘合剂。所述农业废弃物包括秸秆、玉米芯、甘蔗渣、藻类和水葫芦混合物。所述木质素包括木块，所述油料作物废弃物包括棉籽的混合物。所述纤维类粘合剂为水解纤维。所述固体燃料层与所述基础燃料层的厚度比为1:70。所述基础燃料层的层数为两层结构，所述基础燃料层之间设有固体燃料层。实施例4一种高燃烧值生物质成型燃料的制备方法，包括如下步骤：第一步、固体燃料层的制备，选择固体酒精作为固体燃料层，根据尺寸大小裁剪为长方体方块状；第二步、基础燃料层的制备，先把作为生物质原料的农业废弃物进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的废纸浆和水解纤维作为纤维类粘结剂，搅拌均匀，加入一定含量的生石灰再次进行搅拌均匀，然后放入压型机中挤压成型，挤压成型所制得的基础燃料层为长方体方块状，基础燃料层的尺寸小于所述固体燃料层的尺寸；第三步、密封燃料层的制备，先把作为生物质原料的油料作物废弃物进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的热固性树脂，搅拌均匀，放入压型机中加热挤压成型，挤压成型所制得密封燃料层为长方形薄片状，密封燃料层的长度大于基础燃料层的长度与基础燃料层、固体燃料层的厚度之和，密封燃料层的宽度大于基础燃料层的宽度与基础燃料层、固体燃料层的厚度之和；第四步、初步压合成型，将基础燃料层的上下表面进行表面粗糙化处理，并在基础燃料层的上下表面涂上可溶性热固性树脂，把基础燃料层居中夹入两层密封燃料层之间，把固体燃料层夹入基础燃料层和固体燃料层之间，密封燃料层的边缘完全盖住固体燃料层，放入对辊机加热对辊，使固体燃料层被压合固定成为密封燃料层和基础燃料层之间的夹心层，得到初步压合成型的夹心层生物质成型燃料；第五步、封边二次压合成型，分别在所得的初步压合成型的夹心层生物质成型燃料的四边涂上可溶性热固性树脂，分别对夹心层生物质成型燃料的四边进行倾斜放入对辊机中，加热软化，以基础燃料层和密封燃料层的结合部为支点，缓慢弯折，通过单面分别弯折，使凸出基础燃料层上下表面边缘的密封燃料层相互靠近接触，最终使密封燃料层的边缘呈V字型互相压合封边，把基础燃料层完全封闭在密封燃料层形成的内部空间中，即可制备得到最终的高燃烧值生物质成型燃料。在本实施例中，所述密封燃料层包括木质素、油料作物废弃物和可溶性热固性树脂。所述基础燃料层包括农业废弃物和纤维类粘合剂。所述农业废弃物包括藻类和水葫芦的混合物。所述木质素为树皮，所述油料作物废弃物为油桐中。所述纤维类粘合剂为废纸浆和水解纤维。所述固体燃料层与所述基础燃料层的厚度比为1:40。所述基础燃料层的层数为三层结构，所述基础燃料层之间设有固体燃料层。实施例5一种高燃烧值生物质成型燃料的制备方法，包括如下步骤：第一步、固体燃料层的制备，选择固体酒精作为固体燃料层，根据尺寸大小裁剪为长方体方块状；第二步、基础燃料层的制备，先把作为生物质原料的农业废弃物进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的废纸浆和水解纤维作为纤维类粘结剂，搅拌均匀，加入一定含量的生石灰再次进行搅拌均匀，然后放入压型机中挤压成型，挤压成型所制得的基础燃料层为长方体方块状，基础燃料层的尺寸小于所述固体燃料层的尺寸；第三步、密封燃料层的制备，先把作为生物质原料的木质素和油料作物废弃物进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的热固性树脂，搅拌均匀，放入压型机中加热挤压成型，挤压成型所制得密封燃料层为长方形薄片状，密封燃料层的长度大于基础燃料层的长度与基础燃料层、固体燃料层的厚度之和，密封燃料层的宽度大于基础燃料层的宽度与基础燃料层、固体燃料层的厚度之和；第四步、初步压合成型，将基础燃料层的上下表面进行表面粗糙化处理，并在基础燃料层的上下表面涂上可溶性热固性树脂，把基础燃料层居中夹入两层密封燃料层之间，把固体燃料层夹入基础燃料层和固体燃料层之间，密封燃料层的边缘完全盖住固体燃料层，放入对辊机加热对辊，使固体燃料层被压合固定成为密封燃料层和基础燃料层之间的夹心层，得到初步压合成型的夹心层生物质成型燃料；第五步、封边二次压合成型，分别在所得的初步压合成型的夹心层生物质成型燃料的四边涂上可溶性热固性树脂，分别对夹心层生物质成型燃料的四边进行倾斜放入对辊机中，加热软化，以基础燃料层和密封燃料层的结合部为支点，缓慢弯折，通过单面分别弯折，使凸出基础燃料层上下表面边缘的密封燃料层相互靠近接触，最终使密封燃料层的边缘呈V字型互相压合封边，把基础燃料层完全封闭在密封燃料层形成的内部空间中，即可制备得到最终的高燃烧值生物质成型燃料。在本实施例中，所述密封燃料层包括木质素、油料作物废弃物和可溶性热固性树脂。所述基础燃料层包括农业废弃物和纤维类粘合剂。所述农业废弃物为水葫芦。所述木质素包括木块和树皮中的混合物，所述油料作物废弃物包括棉籽混合物。所述纤维类粘合剂为废纸浆和水解纤维。所述固体燃料层与所述基础燃料层的厚度比为1:60。所述基础燃料层为充气型基础燃料层，所述充气型基础燃料层在制备过程中加入相当于生物质碎屑原料干料重量3～8%的生石灰、2～5%的高岭土，充气混合均匀。所述基础燃料层的层数为六层。所述基础燃料层之间设有固体燃料层。实施例6一种高燃烧值生物质成型燃料的制备方法，包括如下步骤：第一步、固体燃料层的制备，选择固体酒精作为固体燃料层，根据尺寸大小裁剪为长方体方块状；第二步、基础燃料层的制备，先把作为生物质原料的农业废弃物进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的废纸浆和水解纤维作为纤维类粘结剂，搅拌均匀，加入一定含量的生石灰再次进行搅拌均匀，然后放入压型机中挤压成型，挤压成型所制得的基础燃料层为长方体方块状，基础燃料层的尺寸小于所述固体燃料层的尺寸；第三步、密封燃料层的制备，先把作为生物质原料的木质素和油料作物废弃物进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的热固性树脂，搅拌均匀，放入压型机中加热挤压成型，挤压成型所制得密封燃料层为长方形薄片状，密封燃料层的长度大于基础燃料层的长度与基础燃料层、固体燃料层的厚度之和，密封燃料层的宽度大于基础燃料层的宽度与基础燃料层、固体燃料层的厚度之和；第四步、初步压合成型，将基础燃料层的上下表面进行表面粗糙化处理，并在基础燃料层的上下表面涂上可溶性热固性树脂，把基础燃料层居中夹入两层密封燃料层之间，把固体燃料层夹入基础燃料层和固体燃料层之间，密封燃料层的边缘完全盖住固体燃料层，放入对辊机加热对辊，使固体燃料层被压合固定成为密封燃料层和基础燃料层之间的夹心层，得到初步压合成型的夹心层生物质成型燃料；第五步、封边二次压合成型，分别在所得的初步压合成型的夹心层生物质成型燃料的四边涂上可溶性热固性树脂，分别对夹心层生物质成型燃料的四边进行倾斜放入对辊机中，加热软化，以基础燃料层和密封燃料层的结合部为支点，缓慢弯折，通过单面分别弯折，使凸出基础燃料层上下表面边缘的密封燃料层相互靠近接触，最终使密封燃料层的边缘呈V字型互相压合封边，把基础燃料层完全封闭在密封燃料层形成的内部空间中，即可制备得到最终的高燃烧值生物质成型燃料。在本实施例中，所述密封燃料层包括木质素、油料作物废弃物和可溶性热固性树脂。所述基础燃料层包括农业废弃物和纤维类粘合剂。所述农业废弃物为水葫芦。所述木质素包括木块和树皮中的混合物，所述油料作物废弃物包括棉籽混合物。所述纤维类粘合剂为废纸浆和水解纤维。所述固体燃料层与所述基础燃料层的厚度比为1:60。所述基础燃料层的层数为六层。所述基础燃料层之间设有固体燃料层。对比例1一种高燃烧值生物质成型燃料的制备方法，其具体结构与实施例1相同，唯一区别为在于基础燃料层和密封燃料层之间并没有固体燃料层，固体燃料层的厚度由基础燃料层代替。对比例2一种高燃烧值生物质成型燃料的制备方法，其具体结构与实施例3相同，唯一区别为在于基础燃料层之间并没有固体燃料层，固体燃料层的厚度由基础燃料层代替。同时，为了评估本发明所述高燃烧值的生物质成型燃料的具体技术效果，分别从热值、燃烧率和热率等方面对实施例1～6的具体燃烧性能进行测试。具体测试数据如表1所示：表1不同实施例具体燃烧性能测试数据组号实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6对比例1对比例2热值（kcal/kg）56305520578058805838558051205250燃烧率（%）96.795.896.297.498.996.993.292.8热效率（%）96.495.796.195.497.396.391.391.6从表1可以看到，本发明制备所得的生物质成型燃料热值在5500lcal/Kg以上，燃烧率在95%以上，热效率在95%以上。而传统的生物质成型燃料的具体燃烧性能为：热值在4500～4800kcal/kg，燃烧率在90～96%之间，热率在80～90%之间。相比之下，本发明的高燃烧值生物质成型燃料在热值、燃烧率和热率等燃烧性能指标均有显著的提升，具有广泛的应用前景。与此同时，对比例的热值在5200kcal/kg左右，燃烧率在93%左右，热率在91%左右，通过设置固体燃料层，可以明显提升生物质成型材料的燃烧性能。而且，从表1数据可以看到，实施例5与实施例6对比，采用充气型生物质成型燃料是提高生物质成型材料燃烧性能具有一定的效果,以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。当前第1页1 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