本发明涉及新能源燃料技术领域，特别是涉及一种生物质颗粒燃料及其制备方法。
背景技术：
随着全球经济不断发展，人类对能源的需求不断增加，石油、天然气、煤等不可再生能源的总量不断减少，因此可再生能源的开发受到全世界人民的关注，特别是对于发展中国家来说意义重大。
生物质能是一种可再生能源，是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量，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。而生物质颗粒燃料是一种典型的生物质固体成型燃料，具有高效、洁净、点火容易、一氧化碳零排放等优点，可替代煤炭等化石燃料应用于炊事、供暖等民用领域和锅炉燃烧、发电等工业领域。
生物质颗粒燃料利用植物的茎、叶、枝杈、树皮、秸秆等农作物废料制成，既促进了新能源的发展，也减少了自然环境的污染。然而，由单一植物制成的颗粒燃料往往燃点低、灰分高、产生的烟气对环境污染大，且即使采取高成本的筛选处理也不能达到充分燃烧，利用率较低。另外，农村地区生产颗粒燃料时往往直接将多种不同农作物废料混合在一起进行制备，由于配方不合理，所得燃料实际上难以达到良好的燃烧效果。
因此，为了更好地为农村地区提供生活和生产用能，需要对生物颗粒燃料进行改进，以提高燃料的热值和燃烧利用率，降低燃烧时对环境的污染。
技术实现要素：
基于此，本发明的目的在于，提供一种生物质颗粒燃料，其具有热值高、燃烧利用率高、对环境污染小的优点。
本发明采用的技术方案如下：
一种生物质颗粒燃料，由以下重量份数的原料组成：秸秆粉末40-50份、枝杈叶粉末40-50份、落叶松木木屑20-30份、红木木屑10-20份、硬杂木木屑20-30份、固硫剂8-15份、润滑剂5-10份、疏松剂4-8份。
本发明通过合理选择不同的植物废料进行复配，特别是加入了油性纤维含量高的松木、红木和硬杂木废料，使各原料发挥协同配合的作用，提高了生物质颗粒燃料整体的热值和燃烧利用率高，降低了灰分，并通过加入适量的添加剂，进一步提高了燃料燃烧的效果和稳定性，并减少了燃料燃烧时对环境的污染。
现有的热值为3200-3700千卡/公斤的生物质颗粒燃料相比，本发明的颗粒燃料的燃烧热值可达4100-4700千卡/公斤，燃烧利用率高，灰分仅为1.5-2.2％，且燃烧时的一氧化碳排放量小于1200ppm，含硫氧化物排放量小于5.5ppm，对燃烧设备的腐蚀小，对环境污染小。
进一步地，所述硬杂木木屑为柳桉木木屑、桉木木屑、柞木木屑、桦木木屑、榆木木屑、枣木木屑中的一种或多种，木质素含量高，有利于提高燃料热值。
进一步地，所述固硫剂为碳酸钙、碳酸镁中的一种或两种，可与燃料中的硫份反应生成硫酸钙或硫酸镁，防止含硫气体向大气排放而造成污染。
进一步地，所述润滑剂为地沟油，地沟油作为润滑剂可减少生物质颗粒之间、及生物质颗粒与制粒设备之间的摩擦，利于提高制粒的效率和效果，同时也对燃料具有助燃作用。
进一步地，所述疏松剂为硅藻土、膨润土、椰壳活性炭中的一种或多种。
进一步地，所述生物质颗粒燃料的含水量为6-10％。
进一步地，所述生物质颗粒燃料是直径6-30毫米、长10-60毫米的圆柱体颗粒，或者是边长为30-70毫米的立方体颗粒。
本发明还提供上述生物质颗粒燃料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
(1)干燥：将秸秆、枝杈叶、落叶松木废料、红木废料和硬杂木废料自然晒干或烘干；
(2)粉碎：分别对干燥后的秸秆、枝杈叶、落叶松木废料、红木废料、硬杂木废料进行粉碎，得到秸秆粉末、枝杈叶粉末、落叶松木木屑、红木木屑、硬杂木木屑；
(3)筛分：分别对粉碎所得的秸秆粉末、枝杈叶粉末、落叶松木木屑、红木木屑、硬杂木木屑进行筛分；
(4)配料：按配比将筛分好的秸秆粉末、枝杈叶粉末、落叶松木木屑、红木木屑、硬杂木木屑混合，并加入脱硫剂、润滑剂和疏松剂混合均匀，得到混合料；
(5)制粒：将所得混合料挤压成为颗粒状，得到所述生物质颗粒燃料。
进一步地，步骤(3)中，用规格为20-60目的筛网进行筛分。
进一步地，步骤(4)中，挤压制粒的条件为压力50-200mpa，温度80-120℃。
具体实施方式
实施例1
本实施例制备生物质颗粒燃料的步骤如下：
(1)干燥：将秸秆、枝杈叶、落叶松木废料、红木废料和榆木废料自然晒干。
(2)粉碎：分别对干燥后的秸秆、枝杈叶、落叶松木废料、红木废料、榆木废料进行粉碎，得到秸秆粉末、枝杈叶粉末、落叶松木木屑、红木木屑、榆木木屑。
(3)筛分：用规格为40目的筛网分别对粉碎所得的秸秆粉末、枝杈叶粉末、落叶松木木屑、红木木屑、榆木木屑进行筛分。
(4)配料：将筛分好的秸秆粉末50份、枝杈叶粉末45份、落叶松木木屑26份、红木木屑12份、榆木木屑30份混合，并加入碳酸钙9份、地沟油8份和膨润土5份用搅拌机混合均匀，得到含水量为10-20％的混合料。
(5)制粒：用制粒成型机将所得混合料在压力120mpa、温度100℃下挤压成直径20毫米、长50毫米的圆柱体颗粒，冷却后得到生物质颗粒燃料。
实施例2
本实施例制备生物质颗粒燃料的步骤如下：
(1)干燥：将秸秆、枝杈叶、落叶松木废料、红木废料和柳桉木废料自然晒干。
(2)粉碎：分别对干燥后的秸秆、枝杈叶、落叶松木废料、红木废料、柳桉木废料进行粉碎，得到秸秆粉末、枝杈叶粉末、落叶松木木屑、红木木屑、柳桉木木屑。
(3)筛分：用规格为50目的筛网分别对粉碎所得的秸秆粉末、枝杈叶粉末、落叶松木木屑、红木木屑、柳桉木木屑进行筛分。
(4)配料：将筛分好的秸秆粉末42份、枝杈叶粉末48份、落叶松木木屑30份、红木木屑19份、柳桉木木屑23份混合，并加入碳酸镁8份、地沟油10份和硅藻土7份用搅拌机混合均匀，得到含水量为10-20％的混合料。
(5)制粒：用制粒成型机将所得混合料在压力180mpa、温度90℃下挤压成直径15毫米、长40毫米的圆柱体颗粒，冷却后得到生物质颗粒燃料。
实施例3
本实施例制备生物质颗粒燃料的步骤如下：
(1)干燥：将秸秆、枝杈叶、落叶松木废料、红木废料和桦木废料于60℃下烘干。
(2)粉碎：分别对干燥后的秸秆、枝杈叶、落叶松木废料、红木废料、桦木废料进行粉碎，得到秸秆粉末、枝杈叶粉末、落叶松木木屑、红木木屑、桦木木屑；
(3)筛分：用规格为60目的筛网分别对粉碎所得的秸秆粉末、枝杈叶粉末、落叶松木木屑、红木木屑、桦木木屑进行筛分。
(4)配料：将筛分好的秸秆粉末47份、枝杈叶粉末50份、落叶松木木屑22份、红木木屑15份、桦木木屑25份混合，并加入碳酸钙13份、地沟油8份和膨润土6份用搅拌机混合均匀，得到含水量为10-20％的混合料。
(5)制粒：用制粒成型机将所得混合料在压力75mpa、温度110℃下挤压成边长为50毫米的立方体颗粒，冷却后得到生物质颗粒燃料。
实施例4
本实施例制备生物质颗粒燃料的步骤如下：
(1)干燥：将秸秆、枝杈叶、落叶松木废料、红木废料和桉木废料于55℃下烘干。
(2)粉碎：分别对干燥后的秸秆、枝杈叶、落叶松木废料、红木废料、桉木废料进行粉碎，得到秸秆粉末、枝杈叶粉末、落叶松木木屑、红木木屑、桉木木屑；
(3)筛分：用规格为30目的筛网分别对粉碎所得的秸秆粉末、枝杈叶粉末、落叶松木木屑、红木木屑、桉木木屑进行筛分。
(4)配料：将筛分好的秸秆粉末43份、枝杈叶粉末50份、落叶松木木屑29份、红木木屑10份、桉木木屑30份混合，并加入碳酸镁15份、地沟油6份和椰壳活性炭5份用搅拌机混合均匀，得到含水量为10-20％的混合料。
(5)制粒：用制粒成型机将所得混合料在压力200mpa、温度95℃下挤压成边长为60毫米的立方体颗粒，冷却后得到生物质颗粒燃料。
对本发明的生物质颗粒燃料进行燃烧性能检测，测得其灰分为1.5-2.2％，燃烧热值为4100-4700千卡/公斤，燃烧烟气温度达到180℃以上，hplc检测燃烧烟气中一氧化碳排放量小于1200ppm，含硫氧化物排放量小于5.5ppm。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。