本发明属于燃料领域，具体涉及一种高燃效生物质燃料。
背景技术：
随着世界经济的发展、人口的剧增和人民生活水平的不断提高，世界能源需求量持续增大，导致石油价格飞速增长，能源的供应不足已经成为制约国家经济发展的瓶颈。能源是左右可持续发展进程的关键因素之一。目前，我国面临着常规能源资源的约束、过分依赖煤炭资源，在能源的使用过程中存在着污染严重、能源利用效率低等问题。为了减轻我国使用化石能源对环境造成的影响，同时减少对化石能源的依赖，需要改变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源对建立可持续的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。生物质是指有机物中除石化燃料外的所有来源于动植物并能再生的物质，因此，它是地球上一个巨大的能源库。植物的光合作用是燃烧反应的逆过程，而燃烧反应是人类获取和使用能源的主要方式，如果这两个过程能相互匹配，形成完整循环，生物质能源将取之不尽，用之不竭。生物质的种类很多，通常包括以下几个方面：一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便。生物质能储量大，燃烧容易、污染少，有害成分低，更具特色的是生物质能燃料燃烧所释放出的co2大体上相当于其生长时通过光合作用所吸收的co2，所以燃烧生物质时co2的排放量可以认为是零，甚至有所减少(考虑到燃烧后草木灰中含有大量的k2co3)，这是常规能源所无法比拟的。目前人们使用的燃料大部分是煤、石油、天然气等化石能源，是不可再生资源，在人类大规模的开采下将逐渐枯竭，并且在燃烧时会向空气中排放大量的有毒气体，给大气造成严重污染，为此人类在寻找可再生的清洁燃料来代替。农业上的废弃物是极为丰富的，每年可产生秸秆约6.5亿吨，到2010年将将达到7.26亿吨，相当于5亿吨标煤。由于农业废弃物普遍热值低、密度小，体积大，不易运输，直接燃烧的热效率仅为10%~30%，使农业废弃物的直接利用受到制约。近年来，随着农业经济水平的不断提高，农村生活用能中高品位的商品能源逐渐增加，秸秆所占的比例越来越低，大量废弃的秸秆在田间地头被焚烧，这种现象不仅浪费大量的生物质能源，而且对环境造成严重污染。而农林废弃物，如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等作为生物质燃料是绿色能源，是国家政策鼓励的燃料，具有以下特性：生物质生长过程中通过光合作用吸收的二氧化碳与其燃烧释放的二氧化碳总量相当，从生命周期的角度，生物质燃烧释放二氧化碳，并不带来大气中二氧化碳含量的增加。因此，根据国家协议，这部分二氧化碳并不作为温室气体处理。针对上述现象将农业废弃物经深加工转化为高品位的能源，替代部分煤炭、石油等化石燃料，无疑对缓解农村能源紧张的局面、有效治理秸秆燃烧造成的污染都具有重要意义，而目前正在使用的生物质燃料大多数随意组合，没有经过配比，致使燃料利用率不高。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前常用生物质燃料的燃烧效率及利用率低的问题，提供一种高燃效生物质燃料。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种高燃效生物质燃料，按质量份数计，包括如下组分：1~4份珍珠粉、3~7份油茶壳、2~5份助剂、20~30份包衣液、6~10份糠醛渣，还包括：30~50份复合基材、12~20份金属氧化辅料。所述复合基材的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比为1：3：12~18取细菌纤维素、辛烯基琥珀酸淀粉酯、水混合，于75~85℃，搅拌，冷却，加入辛烯基琥珀酸淀粉酯质量10~15%的特丁基对苯二酚，搅拌分散，出料，得混合分散液，按体积比5~8：1：1取混合分散液、油相、试剂a混合，剪切分散，于65~75℃，恒温搅拌，静置，离心，收集离心物用无水乙醇洗涤，干燥，出料，得空心微囊；（2）按重量份数计，依次取10~15份蚯蚓粪、2~5份沼液、8~15份活性污泥、30~55份平菇菌渣、10~15份蓝藻、30~40份水混合，于28~35℃，摇床振荡发酵，出料，灭菌，脱色，得发酵料，于0~5℃，取发酵料按质量比6~10：7：1加入空心微囊、助燃剂混合搅拌，即得复合基材。所述步骤（1）中的油相：按质量比6：1~3取氢化蓖麻油、橄榄油混合，即得油相。所述步骤（1）中的试剂a：按质量比10：1~3取聚二甲基硅氧烷、卵磷脂混合，即得试剂a。所述步骤（2）中的助燃剂：按质量比10：0.1~0.3取kmno4溶液、kclo3混合，以液氮喷淋冷冻，即得助燃剂。所述金属氧化辅料的制备：按质量份数计，取30~50份预处理笋壳、20~30份硝酸钙溶液、12~18份试剂b、8~15份氯化镁溶液、8~15份碳酸氢钙，先取预处理笋壳、硝酸钙溶液、氯化镁溶液和碳酸氢钙混合搅拌，加入试剂b，调节ph，继续搅拌，得混合料，取混合料恒温恒压陈化，过滤，得滤饼，取滤饼水洗，干燥，即得金属氧化辅料。所述预处理笋壳：取笋壳水洗，晾干，粉碎过筛，取过筛颗粒按质量比1：12~18加入碳酸钠溶液混合搅拌，过滤，取滤渣蒸汽爆破，出料，得爆破料，取爆破料按质量比5~8：1加入煤油混合研磨，即得预处理笋壳。所述试剂b：按质量比4：1~2：15~25取磷酸氢二钾、柠檬酸钠、水混合，即得试剂b。所述包衣液：按质量比5：0.1~0.3：1：15~25取羧甲基淀粉钠、tween-80、聚乙二醇、水混合，即得包衣液。所述助剂：按质量比1：6~10：3取多巴胺、正硅酸乙酯、碳酸钠混合，即得助剂。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明以辛烯基琥珀酸淀粉酯和细菌纤维素壁材，特丁基对苯二酚为稳定剂，于油相、卵磷脂等乳化、剪切作用后，使壁材表面变得致密，可有效避免有效成分在制备和存储过程中发生流失，配合平菇菌渣在发酵后产生的大量有机质及其富含的自由基，可起到促进燃烧、提高燃效的作用，助燃剂中的kmno4可在受热过程中产生o2和mno2，而生成的mno2又可作为kclo3成分的催化剂，随着温度的升高，也可产生o2，起到助燃作用，而包衣液及空心微囊中的特丁基对苯二酚成分又可起到稳定其氧化性的作用，便于kmno4、kclo3保存；（2）本发明添加的辛烯基琥珀酸淀粉酯可改善壁材结构的的热导率，在使用过程中，使热量快速导入内部，使微囊结构发生微爆，微爆的产生，一方面，可造成热共振，产生二次能量，并加速化学反应的发生，生成并保留部分co等可燃气体，继续参与燃烧，以产生更高的热能，另一方面，微爆过程中，可对颗粒粒径进一步细化，并提高其比表面积，增大其与空气的接触面积，使其在高温下快速完全燃烧，进一步提高燃效，所添加的氯化镁，可在制备过程中，于碱性环境下生成氢氧化镁，经燃烧作用，可使得内部的氢氧化镁脱水生成氧化镁，产生的水汽的蒸发可起到辅助提高燃效的作用，使氧化镁在燃烧使用过程中体积膨胀和收缩，使体系内部气孔和熔融物重新分布，可避免本燃料在烧结过程中体积的过分膨胀，又可产品孔隙率得到有效保持。具体实施方式试剂a：按质量比10：1~3取聚二甲基硅氧烷、卵磷脂混合，即得试剂a；试剂b：按质量比4：1~2：15~25取磷酸氢二钾、柠檬酸钠、去离子水混合，即得试剂b；预处理笋壳的制备：取笋壳用水洗3~5次，自然晾干后，于粉碎机粉碎过80目筛，取过筛颗粒按质量比1：12~18加入质量分数为20%的碳酸钠溶液混合，以400~600r/min搅拌30~55min，过滤，取滤渣于蒸汽爆破机，于300~350℃缸体温度、1.6~2.5mpa压力、料水质量比1∶20~30条件下进行蒸汽爆破12~25min，出料，得爆破料，取爆破料按质量比5~8：1加入煤油混合，以300~400r/min研磨1~3h，即得预处理笋壳；助燃剂：按质量比10：0.1~0.3取浓度0.5mol/l的kmno4溶液、kclo3混合，以液氮喷淋冷冻，即得助燃剂；油相：按质量比6：1~3取氢化蓖麻油、橄榄油混合，即得油相；助剂：按质量比1：6~10：3取多巴胺、正硅酸乙酯、碳酸钠混合，即得助剂；包衣液的制备：按质量比5：0.1~0.3：1：15~25取羧甲基淀粉钠、tween-80、聚乙二醇、去离子水混合，即得包衣液；复合基材的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比为1：3：12~18取细菌纤维素、辛烯基琥珀酸淀粉酯、去离子水于容器混合，于75~85℃，以400~600r/min转速，搅拌混合2~4h后，自然冷却至室温，加入辛烯基琥珀酸淀粉酯质量10~15%的特丁基对苯二酚后，以500~800r/min搅拌分散45~60min，出料，得混合分散液，按体积比5~8：1：1取混合分散液、油相、试剂a混合，以3000~4000r/min剪切分散15~30min，于65~75℃，以300~500r/min，恒温搅拌3~5h，静置3~5h后，转入离心机以12000~15000r/min转速，离心5~10min，收集离心物用无水乙醇洗涤3~5次后，于60~80℃烘箱真空干燥20~24h，出料，得空心微囊；（2）按重量份数计，依次取10~15份蚯蚓粪、2~5份沼液、8~15份活性污泥、30~55份平菇菌渣、10~15份蓝藻、30~40份水于发酵罐混合，于28~35℃，以200~300r/min摇床振荡发酵4~7天，出料，于130~150℃灭菌15~25min，脱色，得发酵料，于0~5℃，取发酵料按质量比6~10：7：1加入空心微囊、助燃剂混合，以700~1000r/min搅拌40~60min，即得复合基材；金属氧化辅料的制备：按质量份数计，取30~50份预处理笋壳、20~30份质量分数为10%的硝酸钙溶液、12~18份试剂b、8~15份质量分数为10%的氯化镁溶液、8~15份碳酸氢钙，先取预处理笋壳、硝酸钙溶液、氯化镁溶液和碳酸氢钙于反应釜混合，以300~550r/min搅拌30~55min，加入试剂b，并用浓度0.1mol/l的koh溶液调节ph至9.5~10.5，继续搅拌反应45~60min，得混合料，取混合料于高压釜，以100~120℃、2.2~3.6mpa条件下，恒温恒压陈化4~6h，过滤，得滤饼，取滤饼用水洗涤3~5次后，于105~110℃烘箱干燥至恒重，即得金属氧化辅料；一种高燃效生物质燃料，按质量份数计，包括如下组分：1~4份珍珠粉、3~7份油茶壳、2~5份助剂、20~30份包衣液、6~10份糠醛渣、30~50份复合基材、12~20份金属氧化辅料；一种高燃效生物质燃料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量份数计，取1~4份珍珠粉、3~7份油茶壳、2~5份助剂、20~30份包衣液、6~10份糠醛渣、30~50份复合基材、12~20份金属氧化辅料；（2）先于25~35℃，取珍珠粉、油茶壳、助剂、复合基材于反应釜混合，以300~500r/min搅拌30~50min后，升温至50~70℃，加入金属氧化辅料、糠醛渣混合，以500~800r/min磁力搅拌1~3h，得混合物，取混合物于70~90℃真空干燥20~24h，得混料，取混料挤压造粒成半径5~10mm小球，得球型料，取球型料用包衣液喷雾包衣，即得高燃效生物质燃料。实施例1试剂a：按质量比10：1取聚二甲基硅氧烷、卵磷脂混合，即得试剂a；试剂b：按质量比4：1：15取磷酸氢二钾、柠檬酸钠、去离子水混合，即得试剂b；预处理笋壳的制备：取笋壳用水洗3次，自然晾干后，于粉碎机粉碎过80目筛，取过筛颗粒按质量比1：12加入质量分数为20%的碳酸钠溶液混合，以400r/min搅拌30min，过滤，取滤渣于蒸汽爆破机，于300℃缸体温度、1.6mpa压力、料水质量比1：20条件下进行蒸汽爆破12min，出料，得爆破料，取爆破料按质量比5：1加入煤油混合，以300r/min研磨1h，即得预处理笋壳；助燃剂：按质量比10：0.1取浓度0.5mol/l的kmno4溶液、kclo3混合，以液氮喷淋冷冻，即得助燃剂；油相：按质量比6：1取氢化蓖麻油、橄榄油混合，即得油相；助剂：按质量比1：6：3取多巴胺、正硅酸乙酯、碳酸钠混合，即得助剂；包衣液的制备：按质量比5：0.1：1：15取羧甲基淀粉钠、tween-80、聚乙二醇、去离子水混合，即得包衣液；复合基材的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比为1：3：12取细菌纤维素、辛烯基琥珀酸淀粉酯、去离子水于容器混合，于75℃，以400r/min转速，搅拌混合2h后，自然冷却至室温，加入辛烯基琥珀酸淀粉酯质量10%的特丁基对苯二酚后，以500r/min搅拌分散45min，出料，得混合分散液，按体积比5：1：1取混合分散液、油相、试剂a混合，以3000r/min剪切分散15min，于65℃，以300r/min，恒温搅拌3h，静置3h后，转入离心机以12000r/min转速，离心5min，收集离心物用无水乙醇洗涤3次后，于60℃烘箱真空干燥20h，出料，得空心微囊；（2）按重量份数计，依次取10份蚯蚓粪、2份沼液、8份活性污泥、30份平菇菌渣、10份蓝藻、30份水于发酵罐混合，于28℃，以200r/min摇床振荡发酵4天，出料，于130℃灭菌15min，脱色，得发酵料，于0℃，取发酵料按质量比6：7：1加入空心微囊、助燃剂混合，以700r/min搅拌40min，即得复合基材；金属氧化辅料的制备：按质量份数计，取30份预处理笋壳、20份质量分数为10%的硝酸钙溶液、12份试剂b、8份质量分数为10%的氯化镁溶液、8份碳酸氢钙，先取预处理笋壳、硝酸钙溶液、氯化镁溶液和碳酸氢钙于反应釜混合，以300r/min搅拌30min，加入试剂b，并用浓度0.1mol/l的koh溶液调节ph至9.5，继续搅拌反应45min，得混合料，取混合料于高压釜，以100℃、2.2mpa条件下，恒温恒压陈化4h，过滤，得滤饼，取滤饼用水洗涤3次后，于105℃烘箱干燥至恒重，即得金属氧化辅料；一种高燃效生物质燃料，按质量份数计，包括如下组分：1份珍珠粉、3份油茶壳、2份助剂、20份包衣液、6份糠醛渣、30份复合基材、12份金属氧化辅料；一种高燃效生物质燃料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量份数计，取1份珍珠粉、3份油茶壳、2份助剂、20份包衣液、6份糠醛渣、30份复合基材、12份金属氧化辅料；（2）先于25℃，取珍珠粉、油茶壳、助剂、复合基材于反应釜混合，以300r/min搅拌30min后，升温至50℃，加入金属氧化辅料、糠醛渣混合，以500r/min磁力搅拌1h，得混合物，取混合物于70℃真空干燥20h，得混料，取混料挤压造粒成半径5mm小球，得球型料，取球型料用包衣液喷雾包衣，即得高燃效生物质燃料。实施例2试剂a：按质量比10：3取聚二甲基硅氧烷、卵磷脂混合，即得试剂a；试剂b：按质量比4：2：25取磷酸氢二钾、柠檬酸钠、去离子水混合，即得试剂b；预处理笋壳的制备：取笋壳用水洗5次，自然晾干后，于粉碎机粉碎过80目筛，取过筛颗粒按质量比1：18加入质量分数为20%的碳酸钠溶液混合，以600r/min搅拌55min，过滤，取滤渣于蒸汽爆破机，于350℃缸体温度、2.5mpa压力、料水质量比1：30条件下进行蒸汽爆破25min，出料，得爆破料，取爆破料按质量比8：1加入煤油混合，以400r/min研磨3h，即得预处理笋壳；助燃剂：按质量比10：0.3取浓度0.5mol/l的kmno4溶液、kclo3混合，以液氮喷淋冷冻，即得助燃剂；油相：按质量比6：3取氢化蓖麻油、橄榄油混合，即得油相；助剂：按质量比1：10：3取多巴胺、正硅酸乙酯、碳酸钠混合，即得助剂；包衣液的制备：按质量比5：0.3：1：20取羧甲基淀粉钠、tween-80、聚乙二醇、去离子水混合，即得包衣液；复合基材的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比为1：3：18取细菌纤维素、辛烯基琥珀酸淀粉酯、去离子水于容器混合，于85℃，以600r/min转速，搅拌混合4h后，自然冷却至室温，加入辛烯基琥珀酸淀粉酯质量15%的特丁基对苯二酚后，以800r/min搅拌分散60min，出料，得混合分散液，按体积比8：1：1取混合分散液、油相、试剂a混合，以4000r/min剪切分散30min，于75℃，以500r/min，恒温搅拌5h，静置5h后，转入离心机以15000r/min转速，离心10min，收集离心物用无水乙醇洗涤5次后，于80℃烘箱真空干燥24h，出料，得空心微囊；（2）按重量份数计，依次取15份蚯蚓粪、5份沼液、15份活性污泥、55份平菇菌渣、15份蓝藻、40份水于发酵罐混合，于35℃，以300r/min摇床振荡发酵7天，出料，于150℃灭菌25min，脱色，得发酵料，于5℃，取发酵料按质量比10：7：1加入空心微囊、助燃剂混合，以1000r/min搅拌60min，即得复合基材；金属氧化辅料的制备：按质量份数计，取50份预处理笋壳、30份质量分数为10%的硝酸钙溶液、18份试剂b、15份质量分数为10%的氯化镁溶液、15份碳酸氢钙，先取预处理笋壳、硝酸钙溶液、氯化镁溶液和碳酸氢钙于反应釜混合，以550r/min搅拌55min，加入试剂b，并用浓度0.1mol/l的koh溶液调节ph至10.5，继续搅拌反应60min，得混合料，取混合料于高压釜，以120℃、2.2~3.6mpa条件下，恒温恒压陈化6h，过滤，得滤饼，取滤饼用水洗涤5次后，于110℃烘箱干燥至恒重，即得金属氧化辅料；一种高燃效生物质燃料，按质量份数计，包括如下组分：4份珍珠粉、7份油茶壳、5份助剂、30份包衣液、10份糠醛渣、50份复合基材、20份金属氧化辅料；一种高燃效生物质燃料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量份数计，取4份珍珠粉、7份油茶壳、5份助剂、30份包衣液、10份糠醛渣、50份复合基材、20份金属氧化辅料；（2）先于35℃，取珍珠粉、油茶壳、助剂、复合基材于反应釜混合，以500r/min搅拌50min后，升温至70℃，加入金属氧化辅料、糠醛渣混合，以800r/min磁力搅拌3h，得混合物，取混合物于90℃真空干燥24h，得混料，取混料挤压造粒成半径10mm小球，得球型料，取球型料用包衣液喷雾包衣，即得高燃效生物质燃料。实施例3试剂a：按质量比10：2取聚二甲基硅氧烷、卵磷脂混合，即得试剂a；试剂b：按质量比4：1.5：20取磷酸氢二钾、柠檬酸钠、去离子水混合，即得试剂b；预处理笋壳的制备：取笋壳用水洗4次，自然晾干后，于粉碎机粉碎过80目筛，取过筛颗粒按质量比1：15加入质量分数为20%的碳酸钠溶液混合，以500r/min搅拌45min，过滤，取滤渣于蒸汽爆破机，于330℃缸体温度、2.1mpa压力、料水质量比1：25条件下进行蒸汽爆破20min，出料，得爆破料，取爆破料按质量比7：1加入煤油混合，以350r/min研磨2h，即得预处理笋壳；助燃剂：按质量比10：0.2取浓度0.5mol/l的kmno4溶液、kclo3混合，以液氮喷淋冷冻，即得助燃剂；油相：按质量比6：2取氢化蓖麻油、橄榄油混合，即得油相；助剂：按质量比1：8：3取多巴胺、正硅酸乙酯、碳酸钠混合，即得助剂；包衣液的制备：按质量比5：0.2：1：20取羧甲基淀粉钠、tween-80、聚乙二醇、去离子水混合，即得包衣液；复合基材的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比为1：3：15取细菌纤维素、辛烯基琥珀酸淀粉酯、去离子水于容器混合，于80℃，以500r/min转速，搅拌混合3h后，自然冷却至室温，加入辛烯基琥珀酸淀粉酯质量13%的特丁基对苯二酚后，以600r/min搅拌分散50min，出料，得混合分散液，按体积比7：1：1取混合分散液、油相、试剂a混合，以3500r/min剪切分散20min，于70℃，以400r/min，恒温搅拌4h，静置4h后，转入离心机以13000r/min转速，离心8min，收集离心物用无水乙醇洗涤4次后，于70℃烘箱真空干燥22h，出料，得空心微囊；（2）按重量份数计，依次取13份蚯蚓粪、4份沼液、12份活性污泥、45份平菇菌渣、12份蓝藻、35份水于发酵罐混合，于30℃，以250r/min摇床振荡发酵5天，出料，于140℃灭菌20min，脱色，得发酵料，于3℃，取发酵料按质量比8：7：1加入空心微囊、助燃剂混合，以900r/min搅拌50min，即得复合基材；金属氧化辅料的制备：按质量份数计，取40份预处理笋壳、25份质量分数为10%的硝酸钙溶液、15份试剂b、13份质量分数为10%的氯化镁溶液、12份碳酸氢钙，先取预处理笋壳、硝酸钙溶液、氯化镁溶液和碳酸氢钙于反应釜混合，以450r/min搅拌45min，加入试剂b，并用浓度0.1mol/l的koh溶液调节ph至9.8，继续搅拌反应50min，得混合料，取混合料于高压釜，以110℃、2.8mpa条件下，恒温恒压陈化5h，过滤，得滤饼，取滤饼用水洗涤4次后，于108℃烘箱干燥至恒重，即得金属氧化辅料；一种高燃效生物质燃料，按质量份数计，包括如下组分：3份珍珠粉、5份油茶壳、3份助剂、25份包衣液、8份糠醛渣、40份复合基材、15份金属氧化辅料；一种高燃效生物质燃料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量份数计，取3份珍珠粉、5份油茶壳、3份助剂、25份包衣液、8份糠醛渣、40份复合基材、15份金属氧化辅料；（2）先于30℃，取珍珠粉、油茶壳、助剂、复合基材于反应釜混合，以400r/min搅拌40min后，升温至60℃，加入金属氧化辅料、糠醛渣混合，以700r/min磁力搅拌2h，得混合物，取混合物于80℃真空干燥22h，得混料，取混料挤压造粒成半径7mm小球，得球型料，取球型料用包衣液喷雾包衣，即得高燃效生物质燃料。对比例1：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少复合基材。对比例2：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少金属氧化辅料。对比例3：启东市某公司生产的生物质燃料。将上述实施例与对比例得到的生物质燃料进行检测，根据gb5186-1998(ny/t12-1985)和gb/t17664-1999检测其热值、燃烧效率以及恒定温度下的燃烧时间，得到的结果如表1所示。表1：检测项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3热值/（mj/kg）19.620.319.315.115.214.5恒定温度下燃烧时间（800℃）/min222520181615燃烧效率/%98.999.198.697.595.385.6综合上述，从表1可以看出本发明的高燃效生物质燃料效果更好，值得推广使用。当前第1页12