本发明涉及生物燃料技术领域，具体涉及一种杜仲药渣生物质颗粒及其制备方法。
背景技术
生物能源技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了相应开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场等，其中生物能源的开发利用占有相当大的份额。国外很多生物能源技术和装置已经达到商业化应用程度，同其他生物质能源技术相比较，生物质颗粒燃料技术更容易实现大规模生产和使用。使用生物能源颗粒的方便程度可与燃气、燃油等能源媲美。以美国、瑞典和奥地利等国为例，生物能源的应用规模，分别占该国一次性能源消耗量的4％、16％和10％；在美国，生物能源发电的总装机容量已超过1mw，单机容量达10～25mw；在欧美，针对一般居民家用的生物质颗粒燃料及配套的高效清洁燃烧取暖炉灶已非常普及。中国也十分重视生物能源的开发和利用。20世纪80年代以来，中国政府一直将生物质能源利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，开展了生物质能利用新技术的研究和开发，使生物质能技术有了进一步提高。但中国生物质能的利用研究主要集中在大中型畜禽场沼气工程技术、秸秆气化集中供气技术和垃圾填埋发电技术等项目，对于生物质能颗粒燃料产品的生产加工与直接燃烧利用的研究还刚刚起步。中国是能源消耗大国，调整能源结构，利用生物质能是必然选择。生物质经过压缩成型后，其体积大幅减小从而更便于运输、贮存和使用，解决了生物质大规模利用的关键难题，因此该技术及设备非常适合于生物质发电、工业锅炉的清洁能源改造、农村新型炊事燃料。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种杜仲药渣生物质颗粒，它可以实现提供燃值高、更环保、成型率高、机械强度高的生物质颗粒，本发明还提供一种杜仲药渣生物质颗粒的制备方法，通过该方法，实现生物质颗粒的高成型率、不破坏机械强度，便于规模化生产。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种杜仲药渣生物质颗粒，其包括以下由重量份数计的原料：杜仲药渣100份、茶叶渣55～80份、沥青25～32份、秸秆40～60份、稻壳30～45份、甲醇10～35份、焦磷酸钠1.6～2.8份、小苏打0.8～1.4份、成型剂1.3～6份、扩链剂0.45～0.86份。
进一步地，所述成型剂为石蜡、聚乙烯、硬脂酸其中一种或两种以上的组合物。
进一步地，所述扩链剂为1，4一丁二醇、1，6一己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇其中一种或两种以上的组合物。
优选地，所述甲醇重量份数为12～15份。
优选地,所述沥青重量份数为27～27.5份。
一种杜仲药渣生物质颗粒的制备方法，其包括如下步骤：
步骤1、按重量份数称取杜仲药渣100份、茶叶渣55～80份、秸秆40～60份、稻壳30～45份；
步骤2、将上述称取好的原料倒入搅拌机中在加热条件下搅拌至均匀，其中加热条件为：加热温度220～240℃，加热时间15～35min；
步骤3、将甲醇10～35份倒入搅拌均匀后的混合物中，再次加热搅拌，其中加热条件为：加热温度35～45℃，加热时间1.2～1.5h；
步骤4、将成型剂1.3～6份、扩链剂0.45～0.86份倒入步骤3中的混合物中，加热后冷却，并静置2h；
步骤5、将焦磷酸钠1.6～2.8份、小苏打0.8～1.4份倒入步骤4中的混合物中；
步骤6、将步骤5中的混合物从进料口倒入高速混合机中，进行混合；
步骤7、将沥青25～32份倒入步骤6混合后得到的混合物中，并在加热条件下搅拌均匀；
步骤8、将所述步骤7中的混合物进行烘干；
步骤9、将步骤8中得到的混合物倒入双螺杆造粒机中进行熔融造粒，最后得到生物质颗粒。
进一步地，所述步骤7中加热条件为40～45℃，加热时间为20～25min。
进一步地，所述步骤8中造粒机包括但不限定使用双螺杆造粒机。
本发明的有益效果：原料中添加茶叶渣，由于茶叶渣中的鞣酸能够使蛋白质固化，使各原料中的蛋白质被固化，从而减少制备过程中的损耗，进而提高了生物质颗粒的燃值，添加沥青，由于沥青具有粘附性，使原料之间结合效果更好，添加甲醇，由于甲醇气化后，具有高热能，使生物质颗粒的燃值更高，添加焦磷酸钠、小苏打，由于两者之间溶解后能发生化学反应，进而形成大量气泡，是的生物质颗粒内部形成气泡，气泡之间形成燃烧通道，使得生物质颗粒燃烧时，燃烧更充分，提高燃值，添加成型剂，使制得的生物质颗粒的成型率更高，进而便于运输，添加扩链剂，通过扩链剂与各原料中线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大，提高制得的生物质颗粒的机械强度，便于运输，同时在使用时，不会产生弯曲，防止生物质颗粒内的燃烧通道阻塞，进而提高燃值；
制备方法中，通过先将杜仲药渣、茶叶渣、秸秆、稻壳搅拌均匀，再将甲醇倒入搅拌后的混合物内，使甲醇能渗透进搅拌后的混合物的内部，再通过加热的条件，使甲醇完全渗透进混合物内，从而提高生物质颗粒的燃值，在步骤4中，通过先加热后冷却再静置的方式，使成型剂、扩链剂能够充分渗透至混合物中，提高生物质颗粒的成型率、机械性能，在步骤7中，通过将沥青加入至混合物中，并在加热条件下搅拌，使沥青均匀覆盖至混合物的表面。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种杜仲药渣生物质颗粒，其包括以下由重量份数计的原料：杜仲药渣100份、茶叶渣80份、沥青25份、秸秆60份、稻壳45份、甲醇12份、焦磷酸钠2.4份、小苏打1.2份、成型剂5份、扩链剂0.5份。
所述成型剂为石蜡。
所述扩链剂为1，4一丁二醇、1，6一己二醇的组合物。
实施例2
一种杜仲药渣生物质颗粒，其包括以下由重量份数计的原料：杜仲药渣100份、茶叶渣55份、沥青30份、秸秆40份、稻壳40份、甲醇20份、焦磷酸钠2.8份、小苏打0.8份、成型剂1.3份、扩链剂0.45份。
所述成型剂、扩链剂请参考实施例1。
实施例3
一种杜仲药渣生物质颗粒，其包括以下由重量份数计的原料：杜仲药渣100份、茶叶渣60份、沥青27份、秸秆50份、稻壳30份、甲醇35份、焦磷酸钠1.6份、小苏打1.0份、成型剂3.2份、扩链剂0.86份。
所述成型剂、扩链剂请参考实施例1。
对实施例1-3中的生物质颗粒进行燃值测试，得出以下热值:
实施例1：热值4645kcal\kg；
实施例2：热值4793kcal\kg；
实施例3：热值4874.2kcal\kg。
一种杜仲药渣生物质颗粒的制备方法，其包括如下步骤：
步骤1、按重量份数称取杜仲药渣100份、茶叶渣55～80份、秸秆40～60份、稻壳30～45份；
步骤2、将上述称取好的原料倒入搅拌机中在加热条件下搅拌至均匀，其中加热条件为：加热温度220～240℃，加热时间15～35min；
步骤3、将甲醇10～35份倒入搅拌均匀后的混合物中，再次加热搅拌，其中加热条件为：加热温度35～45℃，加热时间1.2～1.5h；
步骤4、将成型剂1.3～6份、扩链剂0.45～0.86份倒入步骤3中的混合物中，加热后冷却，并静置2h；
步骤5、将焦磷酸钠1.6～2.8份、小苏打0.8～1.4份倒入步骤4中的混合物中；
步骤6、将步骤5中的混合物从进料口倒入高速混合机中，进行混合；
步骤7、将沥青25～32份倒入步骤6混合后得到的混合物中，并在加热条件下搅拌均匀；
步骤8、将所述步骤7中的混合物进行烘干；
步骤9、将步骤8中得到的混合物倒入双螺杆造粒机中进行熔融造粒，最后得到生物质颗粒。
所述步骤7中加热条件为40～45℃，加热时间为20～25min。
所述步骤8中造粒机包括但不限定使用双螺杆造粒机。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。