一种生物质颗粒燃料及其制备方法_2

文档序号:8312959阅读:来源:国知局
质原料的化学成分以纤维素、半纤维素和木质素为主,纤维素和半纤维素收到挤压加工后会发生搭桥,木质素具有软化点,当温度为70?110°C时,其粘合力开始增加,此时在一定的压力下,木质素可以充当粘结剂,把木质素和已搭桥的颗粒粘结在一起,从而保证了生物质颗粒燃料良好的成型性。
[0027]挤压制粒操作制得的生物质颗粒燃料温度较高,结构较为松弛,容易破碎,需经冷却后,才能得到成品生物质颗粒燃料。
[0028]在上述技术方案中,所述添加剂为碳酸钙或碳酸镁或两者的混合物,所述润滑剂优选为植物油或回收润滑油,更优选为植物油,最优选为回收的植物油。
[0029]相对于现有技术,本发明的有益效果为:
[0030]1、本发明的生物质颗粒燃料可实现清洁燃烧,基本不会产生对人体和环境有害的物质;
[0031]2、本发明的生物质颗粒燃料通过加入添加剂,可将生物质原料中的易挥发性有机酸(如甲酸、醋酸,丙酸等)转变成了相应的有机酸盐固定下来,从而防止了在压制生物质颗粒是或起始燃烧阶段酸性易挥发气体挥发至大气,避免了酸性气体的环境污染和燃烧不充分;
[0032]3、本发明的生物质颗粒燃料提高了燃烧效率,当燃烧达到较高的温度时,易挥发性有机酸转化而成的有机酸盐会分解,其中的有机物部分在较高的温度下得以完全燃烧,转变为0)2排放出去,而且排放的烟气中的0)、014的浓度明显降低,燃烧效率大幅提高。试验证明,0.1-1.8%的添加剂用量可将燃烧烟气温度从150 °C显著提高到172°C,燃烧热量也增加10-12%,同时,一氧化碳的排放量显著减少45-60%,甲烷气减少40-43%,氧化氮减少 25-40%。
[0033]4、本发明的生物质颗粒燃料基本无含硫气体排出(排放量很低),本发明的添加剂可与生物质原料中的硫分反应生成硫酸钙或硫酸镁,从而起到固硫的作用,避免了含硫气体的排放对大气的污染。试验证明,0.1-1.8%的添加剂用量使得含硫氧化物的含量减少了 55-65%。
【具体实施方式】
[0034]比较实施例
[0035]生物质颗粒燃料及其制备
[0036]一种生物质颗粒燃料,由100公斤杂木锯末制备而成,制备方法如下:
[0037](I)干燥筛分后100公斤杂木锯末;
[0038](2)将干燥后的杂木锯末进行旋风分离;
[0039](3)将杂木锯末输送至生物质颗粒机,在压力为50?200MPa,温度为70?110°C的条件下将其滚压成直径为3-5mm,长度4_6cm,含水率12%的生物质颗粒燃料。
[0040]对燃烧后的燃料灰分进行检测,测得的灰分为1.4%,燃烧烟气温度为164°C,燃烧热值为4100千卡/公斤(或大卡),HPLC检测一氧化碳的排放量为2180ppm,甲烷气的排放量为70ppm,氧化氮的排放量为480ppm,含硫氧化物的排放量为6.9ppm。
[0041]实施例1
[0042]生物质颗粒燃料
[0043]一种生物质颗粒燃料,由100公斤杂木锯末和0.1公斤添加剂混合制备而成,其中添加剂为粒径为140nm的碳酸钙粉,添加剂的重量为生物质原料重量的0.1%。
[0044]生物质颗粒燃料的制备
[0045](I)干燥筛分后100公斤杂木锯末;
[0046](2)将干燥后的杂木锯末进行旋风分离;
[0047](3)向经旋风分离后的杂木锯末中加入0.1公斤的碳酸钙粉,混合均匀;
[0048](4)将混合后杂木锯末和碳酸钙粉输送至生物质颗粒机,在压力为50?200MPa,温度为70?110°C的条件下将其滚压成直径为3-5mm,长度4-6cm,含水率为12.3%的生物质颗粒燃料。
[0049]对燃烧后的燃料灰分进行检测,测得的灰分为1.4%,燃烧烟气温度为169°C,燃烧热值为4160千卡/公斤,HPLC检测一氧化碳的排放量为1900ppm,甲烷气的排放量为60ppm,氧化氮的排放量为430ppm,含硫氧化物的排放量为6.0ppm0
[0050]实施例2
[0051]生物质颗粒燃料
[0052]—种生物质颗粒燃料,由100公斤杂木锯末和玉米杆的混合物以及1.8公斤添加剂混合制备而成,其中添加剂为粒径为180nm的碳酸钙粉,添加剂的重量为生物质原料重量的1.8%。
[0053]生物质颗粒燃料的制备
[0054](I)干燥筛分后100公斤杂木锯末;
[0055](2)将干燥后的杂木锯末进行旋风分离;
[0056](3)向经旋风分离后的杂木锯末中加入1.8公斤的碳酸钙粉,混合均匀;
[0057](4)将混合后杂木锯末和碳酸钙粉输送至生物质颗粒机,在压力为50?200MPa,温度为70?110°C的条件下将其滚压成直径为3-5_,长度4-6cm的生物质颗粒燃料,含水率为12.2%。
[0058]对燃烧后的燃料灰分进行检测,测得的灰分为2.3%,燃烧烟气温度为186°C,燃烧热值为4300,HPLC检测一氧化碳的排放量为940ppm,甲烷气的排放量为36ppm,氧化氮的排放量为256ppm,含硫氧化物的排放量为4.6ppm。
[0059]实施例3
[0060]生物质颗粒燃料
[0061]一种生物质颗粒燃料,由100公斤杂木锯末和1.6公斤添加剂混合制备而成,添加剂为碳酸钙和碳酸镁的混合物,其中,碳酸钙的重量百分比浓度为90%,碳酸镁的重量百分比浓度为10%,碳酸钙和碳酸镁的粒径为180纳米和400纳米。添加剂的重量为生物质原料重量的1.6%。
[0062]生物质颗粒燃料的制备
[0063](I)干燥筛分后100公斤杂木锯末;
[0064](2)将干燥后的杂木锯末进行旋风分离;
[0065](3)向经旋风分离后的杂木锯末中加入1.6公斤的碳酸钙和碳酸镁的混合物,混合均匀;
[0066](4)将混合后杂木锯末、碳酸钙和碳酸镁输送至生物质颗粒机,在压力为50?200MPa,温度为70?110°C的条件下将其滚压成直径为3_5mm,长度4-6cm的生物质颗粒燃料,含水率为12.1%。
[0067]对燃烧后的燃料灰分进行检测,测得的灰分为2.1%,燃烧烟气温度为190°C,燃烧热值为4460千卡/公斤,HPLC检测一氧化碳的排放量为860ppm,甲烷气的排放量为30ppm,氧化氮的排放量为230ppm,含硫氧化物的排放量为4.3ppm。
[0068]实施例4
[0069]生物质颗粒燃料
[0070]一种生物质颗粒燃料,由100公斤杂木锯末和0.5公斤添加剂混合制备而成,添加剂为粒径为10nm的碳酸钙。添加剂的重量为生物质原料重量的0.5%。
[0071]生物质颗粒燃料的制备
[0072](I)干燥筛分后100公斤杂木锯末;
[0073](2)将干燥后的杂木锯末进行旋风分离;
[0074](3)向经旋风分离后的杂木锯末中加入0.5公斤的碳酸钙,混合均匀;
[0075](4)将混合后杂木锯末和碳酸妈输送至生物质颗粒机,在压力为50?200MPa,温度为70?110°C的条件下将其滚压成直径为3-5_,长度4-6cm含水率为12.3%的生物质颗粒燃料。
[0076]对燃烧后的燃料灰分进行检测,测得的灰分为1.7%,燃烧烟气温度为181°C,燃烧热值为4230千卡/公斤,HPLC检测一氧化碳的排放量为860ppm,甲烷气的排放量为49ppm,氧化氮的排放量为380ppm,含硫氧化物的排放量为5.6ppm。
[0077]实施例5
[0078]生物质颗粒燃料
[0079]一种生物质颗粒燃料,由100公斤杂木锯末和1.0公斤添加剂混合制备而成,添加剂为碳酸钙和碳酸镁的混合物,其中,碳酸钙的重量百分比浓度为80%,碳酸镁的重量百分比浓度为20%。添加剂的重量为生物质原料重量的1.0%。
[0080]生物质颗粒燃料的制备
[0081](I)干燥筛分后100公斤杂木锯末;
[0082](2)将干燥后的杂木锯末进行旋风分离;
[0083](3)向经旋风分离后的杂木锯末中加入1.0公斤的碳酸钙和碳酸镁的混合物,混合均匀;
[0084](4)将混合后杂木锯末、碳酸钙和碳酸镁输送至生物质颗粒机,在压力为50?200MPa,温度为70?110 °C的条件下将其滚压成直径为3_5mm,长度4_6cm,含水率为12.1 %的生物质颗粒燃料。
[0085]对燃烧后的燃料灰分进行检测,测得的灰分为1.9%,燃烧烟气温度为187°C,燃烧热值为4330千卡/公斤,HPLC检测一氧化碳的排放量为960ppm,甲烷气的排放量为32ppm,氧化氮的排放量为270ppm,含硫氧化物的排放量为4.8ppm。
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