本发明属于生物能源，具体涉及一种生物质燃料及其制备方法。
背景技术：
1、能源系统脱碳是应对当今全球气候恶化的一项重要措施。光伏、风能的利用目前仍处于发展初期，而作为碳中和的生物质能源其研究与利用已相对成熟，并且在欧美等国家已经大面积应用，但国内对于生物质燃料颗粒产品的生产加工与直接燃烧利用的研究还处于初级阶段，生物质能源颗粒产品在国内推广应用还相对较少。作为燃煤大国，在新一轮的能源改革中，燃煤电厂向生物质能转化势在必行。
2、生物质燃料成粒提升了原料单位密度内的热值，同时成粒后较高可燃点对于现有锅炉技术提出了更高的要求。流化床锅炉具有优秀的燃料适应性，是目前生物质能源颗粒燃烧利用的优先选择，但生物质燃烧后灰分中的碱金属会造成炉内床料团聚、沾污结渣和腐蚀侵蚀等问题，大大影响能源利用效率。所以在常规的生物质燃料制粒过程中会使用助燃剂来提升生物质燃料颗粒的可燃性，使用钙基添加剂来减弱灰分中碱金属的影响。
3、现有常规钙基添加剂，如碳酸钙、氧化钙等，虽然能够有效的提高生物质燃料燃烧后灰分的熔融温度，从而降低灰分熔融后与床料团聚的进程，延长床料使用寿命，减少停炉次数，提升燃烧效率，但同时，也会降低生物质燃料的经济性以及绿色环保特性，从一定程度上降低了燃料的热值，并且存在碱金属和碱土金属排放、沾污结渣和腐蚀侵蚀等问题。
4、中国专利：申请号cn110684579a的发明公开了一种生物质颗粒燃料，包括以下重量份的组分：玉米秸秆30-35份、杨树木屑15-20份、木薯茎20-30份、咖啡渣3-5份、流平剂0.3-0.5份、固硫剂0.5-1份、促燃剂4-6份、添加剂1-3份，该方法需要较多的添加剂，成本较高，中国专利：申请号cn113430027a的发明公开了一种生物质燃料，由以下方法制备而成：先将作物秸秆残渣粉碎，烘干，得到残渣粉末，然后将残渣粉末、抗结渣剂、功能助剂混合，再压制、切割，得到生物质燃料，该方法的生物质燃料虽然能够充分燃烧、发热量高，同时烟气结渣率低，但是该方法在制备过程中，还需要额外添加功能助剂，提升了成本、降低了燃料热值。因此，现有技术中存在需要使用钙基添加剂来减弱灰分中碱金属的影响，降低生物质燃料经济性与热值的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服现有技术中存在的上述问题，提供一种利用龙舌兰生物废料替代传统钙基添加剂，从而控制生物质燃烧过程中钾排放，减弱后期生物质燃烧后床料团聚、沾污结渣和腐蚀侵蚀等问题产生的生物质燃料及其制备方法。
2、为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：
3、一种生物质燃料，所述生物质燃料的原料组成包括秸秆、芒草、助燃剂、龙舌兰生物废料。
4、所述生物质燃料的原料组成及质量百分比为：秸秆20-40％、芒草20-40％、助燃剂10-20％、龙舌兰生物废料10-20％。
5、所述生物质燃料的原料组成及质量百分比为：秸秆30-40％、芒草25-38％、助燃剂13-20％、龙舌兰生物废料13-17％。
6、所述生物质燃料的原料组成及质量百分比为：秸秆35％、芒草35％、助燃剂15％、龙舌兰生物废料15％。
7、所述助燃剂为咖啡渣。
8、一种生物质燃料的制备方法，所述制备方法为将秸秆、芒草、助燃剂、龙舌兰生物废料按所需比例充分混合后制粒，以获得生物质燃料，所述生物质燃料中秸秆、芒草、助燃剂、龙舌兰生物废料的质量百分比含量分别为20-40％、20-40％、10-20％、10-20％。
9、所述生物质燃料的直径为6-8mm、长度为12-25mm。
10、所述制粒温度为120-175℃。
11、所述助燃剂为咖啡渣，所述咖啡渣的粒径为30-40目。
12、所述秸秆、芒草的含水量均小于10wt％，所述咖啡渣、龙舌兰生物废料的含水量均小于15wt％。
13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
14、1、本发明一种生物质燃料的原料组成包括秸秆、芒草、助燃剂、龙舌兰生物废料；由于龙舌兰生物废料燃烧后灰粉占比约7％，其主要成分为碳酸钙和氧化钙，该设计通过使用龙舌兰生物废料替代传统钙添加剂，通过配方中各组份协同燃烧作用，降低着火温度，同时缓解生物质燃料中赋存的碱金属对锅炉运行中造成的影响，减弱后期生物质燃烧后床料团聚、沾污结渣和腐蚀侵蚀等问题的产生，提高燃烧效率，还能解决龙舌兰废料处理处置带来的环境问题，与常规的生物质燃料颗粒相比，由于无需添加其他化学助剂，本设计的经济性更好、燃烧值更高。因此，本发明中的生物质燃料不仅能够避免后期生物质燃烧后床料团聚、沾污结渣和腐蚀侵蚀等问题的产生，燃烧效率高，而且经济性更好、燃烧值更高，还能解决龙舌兰废料处理处置带来的环境问题。
15、2、本发明一种生物质燃料的原料组成及质量百分比为：秸秆20-40％、芒草20-40％、助燃剂10-20％、龙舌兰生物废料10-20％；由于龙舌兰生物废料的所占比例不宜过高或过低，若比例过高，会形成大量碳酸钙和氧化钙，虽然对燃烧过程不会有太大影响，但是对于秸秆和芒草的处理处置会形成一定浪费，若比例过低，龙舌兰生物废料灰分中的碳酸钙和氧化钙不足以阻拦秸秆、芒草灰分中的钾与床料中的硅形成共融物，从而起不到延缓床料团聚的作用，本设计通过将各组分配比控制在上述特定比例，能够使得龙舌兰生物废料灰分中的钙元素与其他三种原料灰分中钾元素的质量比维持在1:1左右，从而达到最佳的燃烧效率，降低燃烧时间。因此，本发明能够通过合理的组分配比，进一步提升燃料的燃烧效率，降低燃烧时间。
16、3、本发明一种生物质燃料中，使用富含油脂的咖啡渣替代传统助燃剂，以提高生物质颗粒的可燃性与耐用性。因此，本发明能够提高生物质颗粒的可燃性与耐用性。
17、4、本发明一种生物质燃料的制备方法中，将秸秆、芒草的含水量控制在10wt％以下，将咖啡渣、龙舌兰生物废料的含水量控制在15wt％以下，该设计在保证成料过程中所需的必要水分的同时，使制得的生物质燃料获得更大热值。因此，本发明在保证成料过程中所需的必要水分的同时，使制得的生物质燃料获得更大热值。
1.一种生物质燃料，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种生物质燃料，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种生物质燃料，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种生物质燃料，其特征在于：
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种生物质燃料，其特征在于：
6.一种根据权利要求1所述的生物质燃料的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的一种生物质燃料的制备方法，其特征在于：
8.根据权利要求6或7所述的一种生物质燃料的制备方法，其特征在于：
9.根据权利要求6或7所述的一种生物质燃料的制备方法，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的一种生物质燃料的制备方法，其特征在于：