一种易于充分燃烧的生物颗粒燃料的制作方法

文档序号:15626096发布日期:2018-10-09 23:01阅读:354来源:国知局

本发明主要涉及生物质颗粒燃料加工技术领域,尤其涉及一种易于充分燃烧的生物颗粒燃料。



背景技术:

我国是一个农业大国,木屑、竹屑、树枝、秸秆、植物壳等都是农业产生的废弃物,目前绝大多数地区都是将这些废弃物就地燃烧,只能够有一小部分营养成分进入土壤,释放出的二氧化碳却对环境产生了很大的危害;生物质颗粒燃料,是以木屑、竹屑、树枝、秸秆、植物壳等为原料,经过专业机械、特殊工艺,无任何化学添加剂,高压低温压缩成型的颗粒状燃料,弄够将农业废弃料充分用作燃烧。

但是目前生物燃料的制备还不成熟,经常出现燃料结渣和燃料燃烧不完全的问题;现有专利文件cn107739638a公开的一种生物质颗粒燃料,公开了生物质颗粒燃料包括下列重量份的组分:50~70份木屑、30~40份农作物秸秆、10~20份玉米芯、10~20份稻壳粉、1~5份凹凸棒石粘土、1~4份蒙脱石、3~7份赤泥,加入的凹凸棒石粘土、蒙脱石和赤泥能够促进燃料燃烧,但是凹凸棒石粘土、蒙脱石和赤泥本身并不燃烧,并且凹凸棒石粘土的纳米通道极易吸水,常用作防潮剂和吸附剂,但是燃料在长时的贮存过程中已经吸收了大量的水分,而短暂的燃烧过程中能够吸附的有害气体极少,蒙脱石的粘结性是在吸水潮湿后才会产生粘结性,因此蒙脱石在干燥的燃料中不会产生粘结性,赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣,本身并不具有可燃性,因此凹凸棒石粘土、蒙脱石和赤泥的加入会在燃烧时吸收热量,使燃料开始燃烧的时间延长,对燃料产生的热量造成了很大的浪费。

微生物发酵会分解原料中的大分子成分,产生多种代谢产物,含有大量的多糖和蛋白质成分,易于燃烧,并且产生的多糖成分干燥后具有很强的粘结性,能够促进燃料结成颗粒,不松散,同时发酵后易于纤维成分的粉碎和疏松,增加燃料与氧气的接触面积,促进燃料充分燃烧,减少燃烧产生的废气。



技术实现要素:

为了弥补已有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种易于充分燃烧的生物颗粒燃料。

一种易于充分燃烧的生物颗粒燃料,由以下重量份的原料制成:作物秸秆73~77、落叶21~23、锯末21~23、蔗渣21~23、发酵菌5~7、亚硒酸钠1.4~1.8、石墨烯0.2~0.4。

所述的发酵菌,由以下重量份的菌株组成:植物乳杆菌11~13、安琪葡萄酒酵母8~10、保加利亚乳杆菌8~10、双歧杆菌5~7、纳豆芽孢杆菌5~7,二次活化后按重量份取沉淀进行混合。

一种易于充分燃烧的生物颗粒燃料的制备方法,包括以下步骤:

(1)将作物秸秆、落叶、锯末和蔗渣粉碎至粒径为3~5mm,得粉碎料;

(2)向粉碎料中加入粉碎料重量等量的水,混合均匀,加入1/2发酵菌,于30~32℃发酵40~48小时,促进菌体的增殖,得一次发酵料;

(3)将亚硒酸钠加入一次发酵料,混合均匀,加入剩下的发酵菌,于24~26℃发酵4~5天,进行低温发酵,促进发酵菌代谢产物的生成,增加多糖和蛋白质的含量,提高原料的多孔性,扩大原料与氧气的接触面积,利于燃料充分燃烧,得二次发酵料;

(4)将石墨烯加入二次发酵料,促进燃烧时热量快速传导至颗粒内部,加快燃料发热和燃烧,充分混匀,冷冻干燥至含水量为13~15%,能够快速去除原料中的水分,增加原料微粒的孔隙度,利于氧气通入,扩大燃料与氧气的接触面积,使燃料充分燃烧,节约大量燃料成本,得干燥料;

(5)将干燥料送至挤压机,挤压成型,得易于充分燃烧的生物颗粒燃料。

所述步骤(4)的冷冻干燥,冷冻温度为-43~-41℃。

所述步骤(5)的挤压成型,压强为50~60mpa,温度为60~70℃,挤压成粒时所需的压强和温度都较低,能够节约大量生产成本。

所述易于充分燃烧的生物颗粒燃料的使用方法,将易于充分燃烧的生物颗粒燃料燃烧后,产生的灰烬可直接作为肥料施于土壤中。

本发明的优点是:本发明提供的易于充分燃烧的生物颗粒燃料,原料来源广泛,价格低廉,使得到的生物颗粒燃料结合紧密,不松散,能够充分燃烧,提高产生的热能,减少污染性废气的排放;将作物秸秆、落叶、锯末和蔗渣粉碎后加入一半发酵菌进行高温发酵,促进菌体的增殖;一次发酵后再加入亚硒酸钠和剩下的发酵菌,进行低温发酵,促进发酵菌代谢产物的生成,增加多糖和蛋白质的含量,提高原料的多孔性,扩大原料与氧气的接触面积,利于燃料充分燃烧;二次发酵后加入石墨烯,促进燃烧时热量快速传导至颗粒内部,加快燃料发热和燃烧,冷冻干燥能够快速去除原料中的水分,增加原料微粒的孔隙度,利于氧气通入,扩大燃料与氧气的接触面积,使燃料充分燃烧,节约大量燃料成本;挤压成粒时所需的压强和温度都较低,能够节约大量生产成本;燃烧后的灰烬含有丰富的硒和石墨烯,可直接施于土壤,节约肥料,提高土壤的有机质含量和疏松性,加快植物生长。

具体实施方式

下面用具体实施例说明本发明。

实施例1

一种易于充分燃烧的生物颗粒燃料,由以下重量份的原料制成:作物秸秆73、落叶21、锯末21、蔗渣21、发酵菌5、亚硒酸钠1.4、石墨烯0.2。

所述的发酵菌,由以下重量份的菌株组成:植物乳杆菌11、安琪葡萄酒酵母8、保加利亚乳杆菌8、双歧杆菌5、纳豆芽孢杆菌5,二次活化后按重量份取沉淀进行混合。

一种易于充分燃烧的生物颗粒燃料的制备方法,包括以下步骤:

(1)将作物秸秆、落叶、锯末和蔗渣粉碎至粒径为3~5mm,得粉碎料;

(2)向粉碎料中加入粉碎料重量等量的水,混合均匀,加入1/2发酵菌,于30℃发酵40小时,促进菌体的增殖,得一次发酵料;

(3)将亚硒酸钠加入一次发酵料,混合均匀,加入剩下的发酵菌,于24℃发酵4天,进行低温发酵,促进发酵菌代谢产物的生成,增加多糖和蛋白质的含量,提高原料的多孔性,扩大原料与氧气的接触面积,利于燃料充分燃烧,得二次发酵料;

(4)将石墨烯加入二次发酵料,促进燃烧时热量快速传导至颗粒内部,加快燃料发热和燃烧,充分混匀,冷冻干燥至含水量为13~15%,冷冻温度为-43℃,能够快速去除原料中的水分,增加原料微粒的孔隙度,利于氧气通入,扩大燃料与氧气的接触面积,使燃料充分燃烧,节约大量燃料成本,得干燥料;

(5)将干燥料送至挤压机,挤压成型,压强为50mpa,温度为60℃,挤压成粒时所需的压强和温度都较低,能够节约大量生产成本,得易于充分燃烧的生物颗粒燃料。

实施例2

一种易于充分燃烧的生物颗粒燃料,由以下重量份的原料制成:作物秸秆75、落叶22、锯末22、蔗渣22、发酵菌6、亚硒酸钠1.6、石墨烯0.3。

所述的发酵菌,由以下重量份的菌株组成:植物乳杆菌12、安琪葡萄酒酵母9、保加利亚乳杆菌9、双歧杆菌6、纳豆芽孢杆菌6,二次活化后按重量份取沉淀进行混合。

一种易于充分燃烧的生物颗粒燃料的制备方法,包括以下步骤:

(1)将作物秸秆、落叶、锯末和蔗渣粉碎至粒径为3~5mm,得粉碎料;

(2)向粉碎料中加入粉碎料重量等量的水,混合均匀,加入1/2发酵菌,于31℃发酵44小时,促进菌体的增殖,得一次发酵料;

(3)将亚硒酸钠加入一次发酵料,混合均匀,加入剩下的发酵菌,于25℃发酵4天,进行低温发酵,促进发酵菌代谢产物的生成,增加多糖和蛋白质的含量,提高原料的多孔性,扩大原料与氧气的接触面积,利于燃料充分燃烧,得二次发酵料;

(4)将石墨烯加入二次发酵料,促进燃烧时热量快速传导至颗粒内部,加快燃料发热和燃烧,充分混匀,冷冻干燥至含水量为13~15%,冷冻温度为-42℃,能够快速去除原料中的水分,增加原料微粒的孔隙度,利于氧气通入,扩大燃料与氧气的接触面积,使燃料充分燃烧,节约大量燃料成本,得干燥料;

(5)将干燥料送至挤压机,挤压成型,压强为55mpa,温度为65℃,挤压成粒时所需的压强和温度都较低,能够节约大量生产成本,得易于充分燃烧的生物颗粒燃料。

实施例3

一种易于充分燃烧的生物颗粒燃料,由以下重量份的原料制成:作物秸秆77、落叶23、锯末23、蔗渣23、发酵菌7、亚硒酸钠1.8、石墨烯0.4。

所述的发酵菌,由以下重量份的菌株组成:植物乳杆菌13、安琪葡萄酒酵母10、保加利亚乳杆菌10、双歧杆菌7、纳豆芽孢杆菌7,二次活化后按重量份取沉淀进行混合。

一种易于充分燃烧的生物颗粒燃料的制备方法,包括以下步骤:

(1)将作物秸秆、落叶、锯末和蔗渣粉碎至粒径为3~5mm,得粉碎料;

(2)向粉碎料中加入粉碎料重量等量的水,混合均匀,加入1/2发酵菌,于32℃发酵48小时,促进菌体的增殖,得一次发酵料;

(3)将亚硒酸钠加入一次发酵料,混合均匀,加入剩下的发酵菌,于26℃发酵5天,进行低温发酵,促进发酵菌代谢产物的生成,增加多糖和蛋白质的含量,提高原料的多孔性,扩大原料与氧气的接触面积,利于燃料充分燃烧,得二次发酵料;

(4)将石墨烯加入二次发酵料,促进燃烧时热量快速传导至颗粒内部,加快燃料发热和燃烧,充分混匀,冷冻干燥至含水量为13~15%,冷冻温度为-41℃,能够快速去除原料中的水分,增加原料微粒的孔隙度,利于氧气通入,扩大燃料与氧气的接触面积,使燃料充分燃烧,节约大量燃料成本,得干燥料;

(5)将干燥料送至挤压机,挤压成型,压强为60mpa,温度为70℃,挤压成粒时所需的压强和温度都较低,能够节约大量生产成本,得易于充分燃烧的生物颗粒燃料。

对比例1

去除发酵菌,其余制备和使用方法,同实施例1。

对比例2

去除亚硒酸钠,其余制备和使用方法,同实施例1。

对比例3

去除石墨烯,其余制备和使用方法,同实施例1。

对比例4

去除步骤(2),发酵菌在步骤(3)全部加入,其余制备和使用方法,同实施例1。

对比例5

去除步骤(3),亚硒酸钠和发酵菌在步骤(2)全部加入,其余制备和使用方法,同实施例1。

对比例6

步骤(4)的冷冻干燥改为烘干,其余制备和使用方法,同实施例1。

对比例7

现有专利文件cn107739638a公开的一种生物质颗粒燃料。

实施例和对比例燃料的燃烧性能:

根据gb212-91和gb213-96所规定的的方法,分别取实施例和对比例的燃料适量,对各组燃料进行燃烧测试,检测各组燃料的着火温度、持续燃烧时间及燃烧产生的热量,实施例和对比例燃料的燃烧性能见表1。

表1:实施例和对比例燃料的燃烧性能

从表1的结果表明,实施例的易于充分燃烧的生物颗粒燃料,燃料的着火温度明显较对比例低,持续燃烧时间明显较对比例长,产生的热量明显较对比例多,说明本发明提供的易于充分燃烧的生物颗粒燃料具有很好的燃烧性能。

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