低能耗生产致密生物质燃料的方法和优质致密生物质燃料的制作方法
【专利说明】
[0001]【技术领域】
本发明涉及固体燃料，特别涉及基于植物物质的固体燃料，尤其涉及基于植物物质来低能耗生产致密生物质燃料的方法。
[0002]【【背景技术】】
能源危机和环境污染是全球面临的共同难题，解决能源短缺和能源开发中引起的环境污染问题是人类可持续发展的关键。世界各国已经将发展可再生能源作为重要工作来抓，其中生物质能(英文名称b1mass energy ,是太阳能以化学能形式忙存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量)具有可再生和低污染的双重特点，被认为是未来可再生能源的重要组成部分。
[0003]在我国，一方面，常规能源供应紧张已经严重影响了社会经济的快速发展，石化能源大规模的集中使用，给人民的生存环境造成了危害(如雾霾)。另一方面，我国生物质能源十分丰富，但是许多资源沦为废弃物，不仅没有利用起来，反而加重了环境负担。例如，农村各类农作物秸杆直接就地焚烧，不但破坏村容村貌，造成火灾安全隐患，还带来严重的环境污染等问题；据统计我国每年就地焚烧的秸杆约有2亿多吨。再例如，木材废弃物包括装修装饰的废弃木材、旧城改造木材、废旧木质家具、一次性木质用品的废弃物，它们长期以来被人们熟视无睹，很大部分被当作垃圾处理了，据统计，光城市的木材废弃物每年就达6000万吨，折合成木材体积后约为8500万立方米。
[0004]生物质通过直接燃烧转化为有用能源(热量或电力)，是生物质能的主要利用方式之一。上世纪后期，欧美及日本等发达国家，生物质成型燃料技术日渐成熟。我国目前也发展了一些生物质燃料技术，但尚存在以下一些问题:
传统型生物质直燃发电存在原料利用率低，收集运输不方便，不易储存，堆放占地空间大且易腐烂、污染环境等问题，热效率低，资源浪费比例高。
[0005]现有技术申请号201110339172.8，申请公布号102434886A，申请公布日2012年5月2日，名称为《一种农林植物废弃物高效焚烧发电系统》的中国发明专利申请，没有考虑加工能耗以及生物质材质的区别，采用烘干工艺以及长时间、高温度、高强度的“硬压缩”方法，加工过程能耗大，产品出模后容易变形和松散。
[0006]而现有技术申请号201010101427.2，申请公布号101824348A，申请公布日2010年9月8日，名称为《利用橡胶籽壳制备生物质致密燃料的方法》的中国发明专利申请，先干燥后粉碎工艺不恰当，而且仅采用单一原料加工，产量低，产品燃点高，在初次燃烧时不易被点燃，燃烧时间短，燃烧后的物料容易塌陷，进而导致热能利用率降低。
[0007]再例如现有技术申请号200410013763.6，公开号1699525A，公开日2005年11月23日，名称为《秸杆合成固体燃料及其加工工艺》的中国发明专利申请，以秸杆或稻壳为主原料，再添加粘土、白灰、酚、碳渣和水为辅料，造成工艺流程繁琐，生产和燃烧时有污染物排放。
[0008]再例如申请号201210316538.4，申请公布号102876418A，申请公布日2013年I月16日，名称为《一种新型生物质颗粒燃料》的中国发明专利申请，以木屑和水稻壳为主原料，再添加煤矸石粉，也造成工艺流程繁琐，生产和燃烧时有化石污染物排放。
[0009]【
【发明内容】
】
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种低能耗生产致密生物质燃料的方法和优质致密生物质燃料，实现了资源的彻底循环利用，在取得经济效益、社会效益的同时，为循环经济打下了坚实的基础，在生产过程中能耗低；通过本发明成型后的块状固体燃料为纯生物质燃料，具有热值高、质地坚实、结构紧密、粘结性能强和耐久性好等优点，成型后的块状固体燃料初次点燃容易，燃烧特性好，燃烧时间长。
[0010]本发明解决所述技术问题采用的技术方案是:
一种低能耗生产致密生物质燃料的方法，依次包括如下步骤:
A、粉碎:将植物秸杆、木材加工剩余物和木材废弃物分别粉碎成颗粒，其中植物秸杆和木材加工剩余物粉碎成最大粒径不超过2毫米的颗粒，木材废弃物粉碎成最大粒径不超过5毫米的颗粒；所述植物秸杆包括水稻农作物秸杆、小麦农作物秸杆、玉米农作物秸杆、棉花农作物秸杆、油菜农作物秸杆和/或花生农作物秸杆；所述木材加工剩余物包括锯末和/或刨花；所述木材废弃物包括装修装饰的废弃木材、旧城改造木材、废旧木质家具和/或一次性木质用品的废弃物。
[0011]B、干燥:将经过步骤A粉碎后的植物秸杆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒分别进行干燥，使所述植物秸杆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒各自的含水率均为10% ?12%。
[0012]C、混合:将经过步骤B干燥后的植物秸杆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒均匀混合在一起，混合时的重量百分比为:植物秸杆25%?35%，木材加工剩余物25%?35%,剩余的为木材废弃物。
[0013]D、压制成型:将经步骤C处理后的混合物压制成块，形成块状的固体燃料。
[0014]E、冷却:将经步骤D压制成型后的块状固体燃料进行自然冷却至室温。
[0015]F、包装:将经步骤E冷却的固体燃料进行包装，这样就将植物秸杆、木材加工剩余物和木材废弃物制备成了可再生的生物质固体燃料。
[0016]在步骤A中，植物秸杆和木材加工剩余物粉碎后的粒径为I?2毫米的颗粒，木材废弃物粉碎后粒径为3?5毫米的颗粒。
[0017]在步骤B中，采用自然风干或晒干的方式将经过步骤A粉碎后的植物秸杆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒进行干燥，使所述植物秸杆、木材加工剩余物和木材废弃物颗粒各自的含水率达到规定的要求。由于步骤A已经将各种原料粉碎为小颗粒，这样采用自然风干或晒干的方法即可有效干燥，不需要再额外消耗能量加热干燥，如不需要采用滚筒烘干机进行加热烘干，使得预处理环节能耗很小。
[0018]特别是在步骤C中，混合时的重量百分比为:植物秸杆30%，木材加工剩余物30%,木材废弃物为40%。
[0019]在步骤D中，压制成型时的压强控制为20MPa?35MPa。
[0020]特别是在步骤D中，压制成型时，压强逐步增加，刚开始压强为20MPa?22MPa，最后压强为34MPa?35MPa。
[0021]更加特别是在步骤D中，压制成型时，压强分三次逐步增加，压制成型初期即刚开始压强为20MPa?22MPa，压制成型中期压强为28MPa?30MPa，压制成型后期即最后压强为 34MPa ?35MPa。
[0022]本发明还提供一种基于上述方法生产的优质致密生物质燃料，该优质致密生物质燃料是植物秸杆、木材加工剩余物和木材废弃物分别粉碎成颗粒后经干燥、混合、压制成型和冷却而成的块状固体燃料，该块状固体燃料中植物秸杆、木材加工