一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及生物質(zhì)燃料領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒及其制備方法。一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒，由如下重量百分比的組分組成：秸稈5~15%；樹(shù)莖20~35%；竹屑25~40%；無(wú)煙煤20~40%；氧化劑0.1~1%。本發(fā)明的復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒含水率低，燃燒值高，與常規(guī)的用秸稈壓縮成型的生物質(zhì)燃料顆粒相比，本發(fā)明通過(guò)配方的調(diào)制和優(yōu)化，通過(guò)煤與生物質(zhì)的協(xié)同燃燒作用，能夠大大提高燃燒效率，降低著火溫度，而且燃燒時(shí)間長(zhǎng)，燃燒后并無(wú)有害氣體、酸性氣體的排放。
【專利說(shuō)明】一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物質(zhì)燃料領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前人們使用的燃料大部分是煤、石油、天然氣等化石能源，是不可再生資源，在人類大規(guī)模的開(kāi)采下將逐漸枯竭，并且在燃燒時(shí)會(huì)向空氣中排放大量的有毒氣體，給大氣造成嚴(yán)重污染，為此人類在尋找可再生的清潔燃料來(lái)代替。
[0003]將生物質(zhì)如木材或農(nóng)林廢棄物與煤混合燃燒，既可將廢物高效利用，又能降低NOx的排放。因?yàn)樯镔|(zhì)的含氮量比煤少，而且水分使燃燒過(guò)程冷卻，減少了 NOx的熱形成。同時(shí)由于生物質(zhì)的活性強(qiáng),和煤混燒顯示出良好的協(xié)同性。
[0004]現(xiàn)有的技術(shù)當(dāng)中，往往是利用秸桿、鋸末、甘蔗渣、稻糠與煤直接混合形成一種復(fù)合型的生物質(zhì)燃料；但是這種生物質(zhì)燃料中秸桿等的著火點(diǎn)在300°C左右，而煤的著火點(diǎn)卻在500°C以上。這樣將容易造成秸桿完全燃燒后煤卻還沒(méi)有起燃，不能達(dá)到協(xié)同作用的效果O
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有協(xié)同作用，高燃燒值的一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供這種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒的制備方法。
`[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒，由如下重量百分比的組分組成:
秸桿5~15% ;樹(shù)莖20~35% ;竹屑25~40% ;無(wú)煙煤20~40% ;氧化劑0.1~1%。
[0009]進(jìn)一步的，所述樹(shù)莖選自硬木樹(shù)莖。
[0010]進(jìn)一步的,所述硬木樹(shù)莖為紅木樹(shù)莖,其木質(zhì)素含量為20-28%。
[0011]進(jìn)一步的，所述竹屑其木質(zhì)素含量為23~32%。
[0012]生物質(zhì)燃料中易燃部分主要是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素；而木質(zhì)素的含量對(duì)于生物質(zhì)燃料的著火點(diǎn)往往有決定性作用。因此在本發(fā)明中，有梯度的選擇原料，使得在不同的著火點(diǎn)都有不同的原料能夠起到點(diǎn)燃的作用。
[0013]生物質(zhì)與煤的燃燒過(guò)程非常相似，可大致分為預(yù)熱干燥、揮發(fā)分的析出、燃燒與焦炭形成和殘余焦炭的燃燒、燃盡三個(gè)階段。而且生物質(zhì)低溫放熱能力較強(qiáng)，燃燒過(guò)程主要集中在前期，揮發(fā)分燃燒放熱，對(duì)煤的起燃、燃燒有促進(jìn)作用，燃燒條件得到改善。根據(jù)生物質(zhì)燃燒的特點(diǎn)，揮發(fā)分析出并燃燒的過(guò)程中同時(shí)發(fā)生焦化作用，形成孔隙發(fā)達(dá)的焦炭，揮發(fā)分燃燒過(guò)程與煤燃燒過(guò)程有重疊的部分，兩者相互促進(jìn)，產(chǎn)生劇烈的燃燒現(xiàn)象，使得生物質(zhì)燃燒速率明顯高于煤燃燒。[0014]進(jìn)一步的，所述氧化劑為高錳酸鉀、硝酸鉀、硝酸鈉中的至少一種。
[0015]采用添加氧化劑的方法，改變了生物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)，使得著火點(diǎn)更低，混合物熱解-燃燒過(guò)程的放熱量明顯高于這不使用生物質(zhì)顆粒單獨(dú)存在時(shí)的放熱量。
[0016]進(jìn)一步的，所述秸桿和樹(shù)莖的含水率=8% ο
[0017]進(jìn)一步的，所述竹屑的含水率=5%。
[0018]一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒的制備方法，該方法的步驟為:
a)稱量:將秸桿、樹(shù)莖、竹屑、無(wú)煙煤、氧化劑按比例稱量；
b)粉碎:將步驟a中秸桿、樹(shù)莖、竹屑分別進(jìn)行粉碎；
c)篩選和烘干:對(duì)步驟b得到的粉體材料分別進(jìn)行烘干，并同時(shí)除去較大體積粉碎不完全的組分，對(duì)秸桿、樹(shù)莖、竹屑的含水率進(jìn)行控制；
d)混合:將步驟c中烘干后的秸桿、樹(shù)莖、竹屑、無(wú)煙煤、氧化劑等組分通過(guò)攪拌機(jī)混合均勻；
e)造粒:將步驟d中的混合均勻后的秸桿、樹(shù)莖、竹屑、無(wú)煙煤、氧化劑等組分通過(guò)顆粒機(jī)壓縮成顆粒；
f)冷卻:步驟e中的顆粒冷卻后得到所述的復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒。
[0019]本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明的復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒含水率低，燃燒值高，與常規(guī)的用秸桿壓縮成型的生物質(zhì)燃料顆粒相比，本發(fā)明通過(guò)配方的調(diào)制和優(yōu)化，通過(guò)煤與生物質(zhì)的協(xié)同燃燒作用，能夠大大提高燃燒效率，降低著火溫度，而且燃燒時(shí)間長(zhǎng)，燃燒后并無(wú)有害氣體、酸性氣體的排放。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0021]實(shí)施例1
一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒，按重量百分比計(jì):
秸桿10%、紅木樹(shù)莖19.5%、竹屑35%、無(wú)煙煤35%，高錳酸鉀0.5%。樹(shù)莖木質(zhì)素含量為20~28% ;竹屑木質(zhì)素含量為23~32%。秸桿和樹(shù)莖的含水率=8% ;竹屑的含水率=5%。
[0022]該制備方法為:
a)稱量:將秸桿、樹(shù)莖、竹屑、無(wú)煙煤、氧化劑按比例稱量；
b)粉碎:將步驟a中秸桿、樹(shù)莖、竹屑分別進(jìn)行粉碎；
c)篩選和烘干:對(duì)步驟b得到的粉體材料分別進(jìn)行烘干，并同時(shí)除去較大體積粉碎不完全的組分，對(duì)秸桿、樹(shù)莖、竹屑的含水率進(jìn)行控制；
d)混合:將步驟c中烘干后的秸桿、樹(shù)莖、竹屑、無(wú)煙煤、氧化劑等組分通過(guò)攪拌機(jī)混合均勻；
e)造粒:將步驟d中的混合均勻后的秸桿、樹(shù)莖、竹屑、無(wú)煙煤、氧化劑等組分通過(guò)顆粒機(jī)壓縮成顆粒；
f)冷卻:步驟e中的顆粒冷卻后得到所述的復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒。
[0023]實(shí)施例2一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒，按重量百分比計(jì):
秸桿7.8%、紅木樹(shù)莖32%、竹屑28%、無(wú)煙煤32%，硝酸鈉0.2%。樹(shù)莖木質(zhì)素含量為20-28% ;竹屑木質(zhì)素含量為23~32%。秸桿和樹(shù)莖的含水率=8%;竹屑的含水率=5%。該制備方法同實(shí)施例1。
[0024]實(shí)施例3
一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒，按重量百分比計(jì):
秸桿14%、紅木樹(shù)莖22%、竹屑37.2%、無(wú)煙煤26%，硝酸鉀0.8%。樹(shù)莖木質(zhì)素含量為20-28% ;竹屑木質(zhì)素含量為23~32%。秸桿和樹(shù)莖的含水率=8%;竹屑的含水率=5%。該制備方法同實(shí)施例1。
[0025]實(shí)施例4
一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒，按重量百分比計(jì):
秸桿6%、紅木樹(shù)莖25%、竹屑30%、無(wú)煙煤38%，高錳酸鉀1%。樹(shù)莖木質(zhì)素含量為20~28% ；竹屑木質(zhì)素含量為23~32%。秸桿和樹(shù)莖的含水率=8%;竹屑的含水率=5%。該制備方法同實(shí)施例1。
[0026]對(duì)比例1
秸桿31.8%、竹屑30%、無(wú)煙煤38%，高錳酸鉀0.2%，在不控制木質(zhì)素含量的情況下，利用實(shí)施例1的方法制備生物質(zhì)燃料。
[0027]對(duì)比例2
秸桿31.8%、紅木樹(shù)莖30%、無(wú)煙煤38%，高錳酸鉀0.2%，在不控制木質(zhì)素含量的情況下，利用實(shí)施例1的方法制備生物質(zhì)燃料。
[0028]燃燒值的測(cè)試
燃燒值的測(cè)試采用GB213 — 87 標(biāo)準(zhǔn)煤的燃燒值為29.26 MJ/kg。
[0029]經(jīng)檢測(cè)，實(shí)施例1的燃燒值為24.19MJ/kg ;實(shí)施例2的燃燒值為24.07 MJ/kg ;實(shí)施例3的燃燒值為24.36 MJ/kg ;實(shí)施例4的燃燒值為24.58 MJ/kg ;對(duì)比例I的燃燒值為21.05 MJ/kg ;對(duì)比例2的燃燒值為20.76 MJ/kg。
[0030]著火溫度的測(cè)定
著火溫度通過(guò)TG-DTG檢測(cè)，該熱重分析在NETZSCH TG-209熱重分析儀上進(jìn)行，樣品空氣中室溫下以10°C /min的速度上升到800°C，失重峰所在溫度為著火溫度。
[0031]經(jīng)檢測(cè)，實(shí)施例1著火溫度為424°C，實(shí)施例2著火溫度為419°C，實(shí)施例3著火溫度為423°C，實(shí)施例4著火溫度為427°C，對(duì)比例I著火溫度為458°C，對(duì)比例2著火溫度為447。。。
[0032]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒，其特征在于由如下重量百分比的組分組成: 秸桿5~15% ； 樹(shù)莖20~35% ； 竹屑25~40% ； 無(wú)煙煤20~40% ； 氧化劑0.廣1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒，其特征在于:所述樹(shù)莖選自硬木樹(shù)莖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒，其特征在于:所述硬木樹(shù)莖為紅木樹(shù)莖，其木質(zhì)素含量為20~28%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒，其特征在于:所述竹屑其木質(zhì)素含量為23~32%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒，其特征在于:所述氧化劑為高錳酸鉀、硝酸鉀、硝酸鈉中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求f5任意一項(xiàng)所述的一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒，其特征在于:所述秸桿和樹(shù)莖的含水率=8%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒，其特征在于:所述竹屑的含水率=5%。`
8.—種權(quán)利要求f 5任意一項(xiàng)所述的一種復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒的制備方法，其特征在于該方法的步驟為: a)稱量:將秸桿、樹(shù)莖、竹屑、無(wú)煙煤、氧化劑按比例稱量； b)粉碎:將步驟a中秸桿、樹(shù)莖、竹屑分別進(jìn)行粉碎； c)篩選和烘干:對(duì)步驟b得到的粉體材料分別進(jìn)行烘干，并同時(shí)除去較大體積粉碎不完全的組分，對(duì)秸桿、樹(shù)莖、竹屑的含水率進(jìn)行控制； d)混合:將步驟c中烘干后的秸桿、樹(shù)莖、竹屑、無(wú)煙煤、氧化劑等組分通過(guò)攪拌機(jī)混合均勻； e)造粒:將步驟d中的混合均勻后的秸桿、樹(shù)莖、竹屑、無(wú)煙煤、氧化劑等組分通過(guò)顆粒機(jī)壓縮成顆粒； f)冷卻:步驟e中的顆粒冷卻后得到所述的復(fù)合型生物質(zhì)燃料顆粒。
【文檔編號(hào)】C10L5/44GK103666628SQ201310643516
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】葉杰珍 申請(qǐng)人:葉杰珍