一种曝气型生物质成型燃料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物质成型燃料技术领域，具体为一种曝气型生物质成型燃料。
【背景技术】
[0002] 随着经济的发展。能源和环境问题已成为全球关注的焦点，传统的诸如煤、石油和 天然气等化石能源由于日益枯竭带来的能源危机和其燃烧产生的污染问题日益突出，开发 洁净的可再生能源迫在眉睫。生物质是一种多样性的能源资源，来源广泛，应用简单，作为 一种有效的替代能源具有良好的应用前景。近些年来，利用林木加工废弃物，秸杆等粉碎加 工后制成生物质颗粒燃料的研究和应用也逐渐增加，目前生物质能源主要通过直接挤压成 型直接形成条状、颗粒状或块状，在加工过程中，水分问题对于生物质燃料的加工过程和性 能的影响不可避免，如果水分含量过高，会造成生物质燃料在储存的过程中形成熟化腐烂， 在燃烧过程也会由于水分含量问题造成燃烧性能的发挥；若水分含量偏低，层压加工难度 大，严重影响生物质燃料压实密度的提升。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种曝气型生物质成型燃料，充分考虑生物质燃料水分含量 的影响，充分利用生物质燃料内部的水分，具有燃烧性能高、通用性强、成本低廉和便于规 模化生产的特点。
[0004] 本发明可以通过以下技术方案来实现： 本发明公开了一种曝气型生物质成型燃料，包括若干层压成型的生物质燃料基板，所 述两两相邻的生物质燃料基板之间设有曝气粘结层，所述曝气粘结层为纤维类粘合剂和碳 酸氢钠的混合物，所述碳酸氢钠的质量配比为所述纤维类粘合剂和碳酸氢钠的混合物的 3~10%。通过在生物质燃料基板设置有曝气粘结层，曝气粘结层中包含有加热可以产生二 氧化碳的碳酸氢钠，干燥的碳酸氢钠晶体可以吸水后变成十水合碳酸氢钠，50°C以上开始 逐渐分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，440°C时完全分解。既可以利用碳酸氢钠的吸水性在 储存的过程中吸收生物质燃料内部残留的水分，有效避免生物质燃料在存储过程中熟化造 成的损耗，还可以利用碳酸氢钠分解的过程中加速不同层之间的分离增大燃烧接触的表面 积，从而使用生物质燃料的燃烧更加充分，有效提高了生物质成型燃料的燃烧性能；而且， 在碳酸氢钠分解的过程中，水分变成水蒸气随着二氧化碳逸出，水蒸气会与灼烧的生物质 燃料表面形成充分接触，水蒸气与生物质燃料表面炽热的焦炭会生产水煤气，水煤气的主 要成分为一氧化碳和氢气，一氧化碳和氢气均为可燃性气体，会在燃烧过程中进行燃烧，进 一步提升生物质燃料的燃烧性能。同时，选择碳酸氢钠混合在纤维素粘合剂里面，且碳酸氢 钠的质量比例在3~10%之间，使碳酸氢钠均匀分散在纤维素粘合剂里面，有效保证了碳酸 氢钠分解时产生的使生物质燃料基板之间的分离力比较均匀，产生的二氧化碳在实现生物 质燃料基板层间分离时也可以利用二氧化碳带动水蒸气与生物质燃料充分接触形成水煤 气。若碳酸氢钠在曝气粘结层的含量较高超过10%时，由于二氧化碳本质为阻燃性气体，会 造成由于二氧化碳含量过高对生物质燃料的燃烧造成一定的影响；若碳酸氢钠在曝气粘结 层的含量较低压少于3%时，碳酸氢钠的吸水能力有限，产生的二氧化碳的量也偏少，同时 影响吸水效果和燃烧效果，特别是生物质成型燃料厚度较厚和层数较多时会严重影响到生 物质成型燃料燃烧的充分程度，制约生物质成型燃料燃烧性能的提高。此外，通过设置曝 气粘结层，既可以根据需要设置多层的生物质燃料基板满足厚度的要求，也对于生物质燃 料的水分控制不用过分严格，降低加工难度，提升生物质燃料的压实密度，具有较强的通用 性。此外，选用的原料为常规原料节省原料成本，采用的曝气剂碳酸氢钠用量非常少加工 过程非常简单，加工过程无需匹配专门的加工设计，有效降低制造成本，便于规模化推广使 用。
[0005] 所述生物质燃料基板的水分含量为8%至15%。通过合理控制生物质燃料的水分含 量，既有效降低生物质燃料压实加工的难度，又有效避免由于水分含量过高对于生物质成 型燃料的储存造成影响。
[0006] 所述生物质燃料基板包括生物质碎肩原料，所述生物质碎肩原料包括农业废弃 物、木质素和/或油料作物废弃物，可以根据实际需要，灵活选用不同类型的材料，充分降 低成本，拓展生物质成型燃料的使用。
[0007] 所述农业废弃物包括秸杆、玉米芯、甘蔗渣、藻类和水萌芦中的一种或一种以上的 混合物，来源非常广泛，有效降低生产制造成本。
[0008] 所述木质素包括木块、木肩和树皮中的一种或一种以上的混合物，来源非常广泛， 有效降低生产制造成本。
[0009] 所述油料作物废弃物包括棉籽、麻籽和油桐中的一种或一种以上的混合物，来源 非常广泛，有效降低生产制造成本。
[0010] 所述纤维类粘合剂为废纸浆和/水解纤维，来源非常广泛，有效降低生产制造成 本，既能起到粘结作用，又有效分散碳酸氢钠保证曝气剂的安全效果。
[0011] 所述曝气粘结层与所述生物质燃料基板的厚度比为1:30~1:70,可以根据实际 需要选用不同的厚度比，进一步提升生物质成型燃料的厚度要求，并未生物质成型燃料的 高压实密度提供潜在的提升空间。
[0012] 所述生物质燃料基板为充气型生物质燃料基板，所述充气型生物质燃料基板在制 备过程中加入相当于生物质碎肩原料干料重量3~8%的生石灰、2~5%的高岭土，充气混 合均匀。选用充气型生物质燃料基板，可以进一步在燃烧过程中增大生物质成型燃料的接 触比表面积，促进生物质成型燃料燃烧性能的发挥。
[0013] 所述生物质燃料基板的层数为两层及以上，可以根据实际需要灵活选用符合要求 的厚度，进一步拓展生物质成型燃料的厚度。
[0014] 本发明一种曝气型生物质成型燃料，具有如下的有益效果： 第一、燃烧性能高，通过在生物质燃料基板设置有曝气粘结层，曝气粘结层中包含有加 热可以产生二氧化碳的碳酸氢钠，既可以利用碳酸氢钠分解的过程中加速不同层之间的分 离增大燃烧接触的表面积，又可以通过产生的二氧化碳带出水蒸气形成水煤气提升燃烧性 能，从而使用生物质燃料的燃烧更加充分，有效提高了生物质成型燃料的燃烧性能； 第二、通用性强，通过设置曝气粘结层，既可以根据需要设置多层的生物质燃料基板 满足厚度的要求，也有效保证高密度生物质成型燃料的燃烧性能的发挥，具有较强的通用 性； 第三、成本低廉，选用的原料为常规原料节省原料成本，采用的设备均为常规设备无需 较大的设备投资节省设备投资成本，进一步降低制造成本； 第四、便于规模化生产，曝气型生物质成型燃料结构简单，有效简化加工工序，且均为 常规化操作，操作连续性高，有效降低规模化生产的难度。
【附图说明】
[0015] 附图1为本发明一种曝气型生物质成型燃料实施例1的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0016] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及附图 对本发明产品作进一步详细的说明。
[0017] 实施例1 如图1所示，实施例1为具有五层结构的曝气型生物质成型燃料，包括三层压成型的生 物质燃料基板1，所述两两相邻的生物质燃料基板1之间设有曝气粘结层2,所述曝气粘结 层2为纤维类粘合剂和碳酸氢钠的混合物，所述碳酸氢钠的质量配比为所述纤维类粘合剂 和碳酸氢钠的混合物的3%。所述生物质燃料基板1的材料为农业废弃物，所述农业废弃物 包括秸杆、玉米芯、甘蔗渣、藻类和水萌芦中的一种或一种以上的混合物。所述曝气粘结层 2与所述生物质燃料基板1的厚度比为1:50。所述生物质燃料基板在制备过程中加入相当 于生物质碎肩原料干料重量3~8%的生石灰、2~5%的高岭土，混合均勾。
[0018] 实施例2 实施例2为具有两层结构的曝气型生物质成型燃料，包括两层压成型的生物质燃料基 板，所述两相邻的生物质燃料基板之间设有曝气粘结层，所述曝气粘结层为纤维类粘合剂 和碳酸氢钠的混合物，所述碳酸氢钠的质量配比为所述纤维类粘合剂和碳酸氢钠的混合物 的10%。所述生物质燃料基板的水分含量为8%。所述生物质燃料基板包括生物