专利名称：一种农作物秸秆颗粒燃料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及生物质能应用领域，特别是一种利用农作物秸秆制成的农作物秸秆颗粒燃料及其制备方法。
背景技术：
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源。生物质能作为为煤、石油、天然气以外的第四大能源，是一种即环保又可再生循环利用的清洁能源，它将成为未来世界最重要的一大能源。开发利用生物质能可再生能源，适应可持续发展的循环经济，促进国民经济发展和环境保护都具有重大意义。生物质能(颗粒)气化燃烧锅炉的诞生，使生物质能颗粒燃料的产量、价格得到了充分保证，并使这一产业得到快速发展。我国每年仅秸秆的生产量就达到7亿吨，折合标准煤约3.5亿吨。每燃用1吨生物质“颗粒”可减排二氧化碳1500Kg，减排二氧化硫25Kg。专利公开了将农作物秸秆、等通过粉碎、压缩制成颗粒燃料及其制备工艺，但采用等外加添加剂，来保证颗粒燃料的成型率和强度，增加了生产成本，并间接地降低了颗粒燃料的热值，增加了废物的排放量。
发明内容
本发明通过提供一种不需要添加任何外加添加剂制成的农作物秸秆颗粒燃料及其制备方法，以达到降低生产成本、提高颗粒燃料的热值，减少废物的排放的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种农作物秸秆颗粒燃料，是将农作物秸秆及植物废弃物自然干燥到含水率在16％以下后，用粉碎机粉碎成粒径8mm以下的粉料，然后将一种材料或几种粉料与水混合，经蒸汽软化后，在平模机中压缩成型、冷却、包装制成颗粒燃料，产品具有如下特征
粒径6～9mm长度20～30mm含水率≤14％。
这种农作物秸秆颗粒燃料的制备方法是以农作物秸秆及植物废弃物作为原料，经自然干燥、粉碎、混料、蒸汽软化、造粒、冷却、包装而制成颗粒燃料；具体生产工艺步骤如下a.将农作物秸秆及植物废弃物自然干燥，至含水率在16％(重量)以下；b.将干燥后的原料用粉碎机粉碎至8mm以下的粉料，筛网孔径Ф6～8mm；c.将粉料加水后，用混料机进行混合均匀，控制含水率为18％～22％(重量)；d.将混合均匀的物料经蒸汽软化，传送到造粒机内挤压造粒，压制成直径为6～9mm、长度为20～30mm的颗粒，含水率为17％～18％(重量)；e.将秸秆颗粒输送到冷却器内冷却、筛选，使颗粒温度≤40℃，颗粒成型率为96％，颗粒含水率为≤14％；f.用特制聚丙烯复膜编织袋包装成25kg/袋±0.2kg的成品。
其中，所述的农作物秸秆及植物废弃物为玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆、花生秧、地瓜秧、大豆秸秆、各种杂草、稻壳或/和树叶中一种或者一种以上的混合物；当一种粉料或几种粉料与水混合时，控制混合物的含水率为18％～22％(重量)时，得到的成型颗粒燃料为最佳，水分含量低于18％(重量)时，容易堵塞模板，产量低；水分含量高于22％(重量)时，造粒密度松，成型率低，影响下道工序；所述的粉碎机为铡揉式多功能粉碎机，其轴转数2000～2800转/分钟，筛网Ф6～8mm；所述的造粒机为秸秆颗粒专用平膜造粒机，其喂料速度可进行自动调节控制，模板转动转数为100转/分，轮转的模板靠摩擦力带动十子轴的四个滚轮，与之对滚物料被强制性的挤入均匀分布在模板上的孔内，再经高温强力挤压，通过高温糊化，蛋白质凝固变性，逐渐加大密度，形成圆柱形棒料由模板下的孔中流出后，再经过控粒板切断，形成圆柱体小颗粒，经甩料盘将制成颗粒由料口流出机外，模板与滚轮间隙以0.03～0.2mm为宜。造粒机设计采用平膜方式，压力均匀，出料稳定，平膜孔径Ф8～9mm，压缩比5～6.5倍.强制挤压物料温度控制在80～95℃，物料不宜焦化，达到不加任何添加剂的目的，以减少生产成本，增大产量；所述的冷却器为逆流冷却器，风压为220mmkg；风量为≥22m 3./min。成型造粒前，加入一定蒸汽，可以使物料充分软化，产量提高20％～30％。
本发明秸秆颗粒燃料，用料广泛，在农村便于推广，就地取材方便，工艺简单，不需要添加任何外加添加剂，生产线设备少，便于维修，每村，每乡只需少量的蒸汽就可生产秸秆颗粒燃料。制成的颗粒燃料密度大、成型率高，热值高；加工工艺简单、成本低、，符合环保、节能、又可再生循环利用的能源利用和发展趋势。
以下结合实施例对本发明做进一步的描述。
具体实施例方式
实施例1a.将农作物秸秆及植物废弃物自然干燥，至含水率在16％(重量)以下；b.将干燥后的原料用粉碎机粉碎至8mm以下的粉料，筛网孔径Ф6～8mm；c.将粉料加水后，用混料机进行混合均匀，控制含水率为18％～22％(重量)；d.将混合均匀的物料经蒸汽软化，传送到造粒机内挤压造粒，压制成直径为6～9mm、长度为20～30mm的颗粒，含水率为17％～18％(重量)；e.将秸秆颗粒输送到冷却器内冷却、筛选，使颗粒温度≤40℃，颗粒成型率为96％，颗粒含水率为14％。
f.用特制聚丙烯复膜编织袋包装成25kg/袋±0.2kg的成品。
实施例2a.以玉米秸秆和水稻秸秆做原料，自然干燥，至含水率在16％(重量)以下；b.将干燥后的原料用粉碎机粉碎至8mm以下的粉料，筛网孔径Ф6～8mm；c.将粉料加水后，用混料机进行混合均匀，控制含水率为18％～22％(重量)；d.将混合均匀的物料经蒸汽软化，传送到造粒机内挤压造粒，压制成直径为6～9mm、长度为20～30mm的颗粒，含水率为17％～18％(重量)；e.将秸秆颗粒输送到冷却器内冷却、筛选，使颗粒温度≤40℃，颗粒成型率为96％，颗粒含水率为12％；f.用特制聚丙烯复膜编织袋包装成25kg/袋±0.2kg的成品。
实施例3a.以稻壳为原料，自然干燥，至含水率在16％(重量)以下；b.将干燥后的原料用粉碎机粉碎至8mm以下的粉料，筛网孔径Ф6～8mm；c.将粉料加水后，用混料机进行混合均匀，控制含水率为18％～22％(重量)；d.将混合均匀的物料经蒸汽软化，传送到造粒机内挤压造粒，压制成直径为6～9mm、长度为20～30mm的颗粒，含水率为17％～18％(重量)；e.将秸秆颗粒输送到冷却器内冷却、筛选，使颗粒温度≤40℃，颗粒成型率为96％，颗粒含水率为10％；f.用特制聚丙烯复膜编织袋包装成25kg/袋±0.2kg的成品。
实施例4a.以花生秧、地瓜秧、大豆秸秆、各种杂草为原料，自然干燥，至含水率在16％(重量)以下；b.将干燥后的原料用粉碎机粉碎至8mm以下的粉料，筛网孔径Ф6～8mm；c.将粉料加水后，用混料机进行混合均匀，控制含水率为18％～22％(重量)；d.将混合均匀的物料经蒸汽软化，传送到造粒机内挤压造粒，压制成直径为6～9mm、长度为20～30mm的颗粒，含水率为17％～18％(重量)；e.将秸秆颗粒输送到冷却器内冷却、筛选，使颗粒温度≤40℃，颗粒成型率为96％，颗粒含水率为13％；f.用特制聚丙烯复膜编织袋包装成25kg/袋±0.2kg的成品。
实施例5a.以稻壳和树叶为原料，自然干燥，至含水率在16％(重量)以下；b.将干燥后的原料用粉碎机粉碎至8mm以下的粉料，筛网孔径Ф6～8mm；
c.将粉料加水后，用混料机进行混合均匀，控制含水率为18％～22％(重量)；d.将混合均匀的物料经蒸汽软化，传送到造粒机内挤压造粒，压制成直径为6～9mm、长度为20～30mm的颗粒，含水率为17％～18％(重量)；e.将秸秆颗粒输送到冷却器内冷却、筛选，使颗粒温度≤40℃，颗粒成型率为96％，颗粒含水率为2％；f.用特制聚丙烯复膜编织袋包装成25kg/袋±0.2kg的成品。
权利要求
1.一种农作物秸秆颗粒燃料，其特征在于是将农作物秸秆及植物废弃物自然干燥到含水率在16％以下后，用粉碎机粉碎成粒径8mm以下的粉料，然后将一种材料或几种粉料与水混合，经蒸汽软化后，在平模机中压缩成型、冷却、包装制成颗粒燃料，产品具有如下特征粒径6～9mm长度20～30mm含水率≤14％。
2.一种如权利要求1所述的农作物秸秆颗粒燃料的制备方法，其特征在于是以农作物秸秆及植物废弃物作为原料，经自然干燥、粉碎、混料、蒸汽软化、造粒、冷却、包装而制成颗粒燃料；具体生产工艺步骤如下a.将农作物秸秆及植物废弃物自然干燥，至含水率在16％(重量)以下；b.将干燥后的原料用粉碎机粉碎至8mm以下的粉料，筛网孔径Φ6～8mm；c.将粉料加水后，用混料机进行混合均匀，控制含水率为18％～22％(重量)；d.将混合均匀的物料经蒸汽软化，传送到造粒机内挤压造粒，压制成直径为6～9mm、长度为20～30mm的颗粒，含水率为17％～18％(重量)；e.将秸秆颗粒输送到冷却器内冷却、筛选，使颗粒温度≤40℃，颗粒成型率为96％，颗粒含水率为≤14％；f.用特制聚丙烯复膜编织袋包装成25kg/袋±0.2kg的成品。
3.根据权利要求2所述的农作物秸秆颗粒燃料的制备方法，其特征在于一种材料或几种粉料与水混合时，控制混合物的含水率为18％～22％(重量)。
4.根据权利要求2所述的农作物秸秆颗粒燃料的制备方法，其特征在于农作物秸秆及植物废弃物为玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆、花生秧、地瓜秧、大豆秸秆、各种杂草、稻壳或/和树叶中一种或者一种以上的混合物。
5.根据权利要求2所述的农作物秸秆颗粒燃料的制备方法，其特征在于所述的粉碎机为铡揉式多功能粉碎机，其轴转数2000～2800转/分钟，筛网Φ6～8mm。
6.根据权利要求4所述的农作物秸秆颗粒燃料的制备方法，其特征在于所述的造粒机为秸秆颗粒专用平膜造粒机，压力均匀，出料稳定，平膜孔径Φ8～9mm，压缩比5～6.5倍.强制挤压物料温度控制在80～95℃；其喂料速度可进行自动调节控制，模板转动转数为100转/分，轮转的模板靠摩擦力带动十子轴的四个滚轮，与之对滚物料被强制性的挤入均匀分布在模板上的孔内，再经高温强力挤压，通过高温糊化，蛋白质凝固变性，逐渐加大密度，形成圆柱形棒料由模板下的孔中流出后，再经过控粒板切断，形成圆柱体小颗粒，经甩料盘将制成颗粒由料口流出机外，模板与滚轮间隙以0.03～0.2mm为宜。
7.根据权利要求4所述的农作物秸秆颗粒燃料的制备方法，其特征在于所述的冷却器为逆流冷却器，风压为220mmkg 风量为≥22m 3./min。
全文摘要
一种农作物秸秆颗粒燃料及其制备方法，属于生物质能应用领域。是将农作物秸秆及植物废弃物自然干燥到含水率在16％以下后，用铡揉式多功能粉碎机粉碎成粒径8mm以下的粉料，然后将一种材料或几种粉料与水混合，经蒸汽气化后，在秸秆颗粒专用造粒平模机中压缩成型、冷却、包装制成颗粒燃料，产品粒径6～9mm；长度20～30mm；含水率≤14％(重量)，本产品在不添加任何外加添加剂的情况下，制成的颗粒燃料密度大、成型率高，热值高；加工工艺简单、成本低、只需少量的蒸汽就可生产秸秆颗粒燃料，符合环保、节能、又可再生循环利用的能源利用和发展趋势。
文档编号C10L5/14GK1746274SQ200510106619
公开日2006年3月15日 申请日期2005年9月21日 优先权日2005年9月21日
发明者张建超, 杨开域, 林屹, 曹斌 申请人:张建超