一種新型生物質成型燃料的製作方法
2023-05-01 16:49:31
本發明涉及生物質燃料加工
技術領域：
，具體是一種新型生物質成型燃料。
背景技術：
：長期以來，石油、天然氣、煤炭等化石燃料一直是人類消耗的主要能源，並為人類經濟的繁榮、社會的進步和生活水平的提高做出了很大的貢獻。但由於煤、石油和天然氣等礦物資源是不可再生的，資源是有限的，正面臨著逐漸枯竭的危險。近年來，能源、環境問題日漸突出，能源價格持續上漲，全世界研發生物能源成為熱點。我國是一個農業大國，生物質能資源十分豐富。但農作物下腳料的使用率僅達到20-30%，農作物廢棄物約有一半棄於荒野未能利用甚至焚燒，不但不能得到綜合利用，造成資源的嚴重浪費，且汙染環境。生物質緻密成型技術能夠充分綜合利用植物資源製備生物質成型燃料，能有效緩解當今的能源危機問題。生物質成型燃料是利用緻密成型技術將生物質加工成容易儲藏和方便使用的生物質顆粒或棒狀、塊狀燃料，具有體積小、容量大、熱值高、燃燒火力旺、原料普遍易取、可再生等特性，燃燒過程中排渣少、煙塵和二氧化硫含量低、對環境汙染小等優點，是煤和薪柴優秀的替代燃料。我國20世紀80年代引進國外技術開始研究開發生物質成型技術，目前已初具規模．經過不斷的研究與開發，已經取得了較大的發展，全國研究生產成型設備的企業或科研單位已有幾十家。但我國生物質成型燃料現在仍存在著較大問題，加工工藝複雜、難度大、能耗大、成本高；成型燃料實熱值、含水率和灰分難以控制；成型燃料在燃燒過程中容易結渣、易積灰，從而使得燃料燃燒不充分，不僅汙染環境還腐蝕了生產設備；由於加工制粒的原料是高纖維材料，原料鬆散、尺寸和材質多樣化，在顆粒成型時難壓製成密實顆粒狀；成型的顆粒表面粗糙、形狀多樣也影響了銷售量，這些問題嚴重的制約了生物質成型燃料的大規模生產。技術實現要素：本發明的針對當前生物質燃料製備存在的問題，提供一種具有密度小、熱值高、灰分少、產品的內部空隙小、不鬆散、防潮性能好、能夠長期保存等優點的新型生物質成型燃料。為了實現以上目的，本發明採用的技術方案如下：一種新型生物質成型燃料，是以重量比為100:6-10:4-7:8-12:2-4:5-8:6-9的香蕉杆粉末、氧化鎂、錳礦渣、凹凸棒石、氧化鑭、聚氨酯膠和環氧瀝青為原料，通過粉碎、成型、乾燥等工序製得；其製備方法包括以下步驟：（1）將香蕉杆加入脫水機脫水乾燥後，再加入粉碎機粉碎成粒徑為2-3mm的香蕉杆粉末；（2）將香蕉杆粉末、氧化鎂、錳礦渣、凹凸棒石和氧化鑭加入攪拌器，再加入適量水攪拌成糊狀物；（3）取上述糊狀物放入馬沸爐，在溫度為500-800℃下焙燒2-4h，得炭化物；（4）將炭化物與聚氨酯膠和環氧瀝青混合均勻後，得到的混合物料輸送至成型機，在溫度為120-140℃，壓力為80-100Mpa下擠壓成型，得成型燃料；（5）將成型燃料烘乾，冷卻至室溫，包裝，即得生物質成型燃料。優選的，以上步驟（1）所述脫水乾燥是將香蕉杆乾燥至含水量12%。優選的，以上步驟（2）所述攪拌是在轉速為300-500r/min下攪拌20-30min。優選的，以上步驟（3）所述焙燒的升溫速率為5-10℃/min。優選的，以上所述聚氨酯膠的質量濃度為40%。優選的，以上步驟（5)所述烘乾是將成型燃料在溫度為60-80℃下烘乾至含水量為6-8%。與現有技術相比，本發明的優點和積極效果為：1、本發明使用農作物廢棄物香蕉杆作為主要原料，原料來源廣泛、價格低廉，不僅綜合利用了廢棄物，減少環境汙染，實現資源的可持續發展，還能有效地緩解當今的能源危機問題，同時生物質成型燃料燃燒後的炭灰又可用作肥料，擴大香蕉的產業鏈，增加農民的收入。2、本發明通過錳礦渣、凹凸棒石和氧化鑭的共同作用，可降低成型燃料的燃點，提高燃料灰分的熔點，解決當前生物質成型燃料在燃燒過程中易結渣、易積灰、燃燒不充分的問題。3、本發明在生物質成型燃料中加入聚氨酯膠和環氧瀝青，由於聚氨酯膠和環氧瀝青具有較強的粘結性和吸附性，從而使得到的產品緻密、不鬆散，不易潮解，能長期保存，同時能夠吸附燃料在燃燒過程中產生的有害氣體。4、本發明在成型燃料中加入氧化鎂，在燃料燃燒過程中能起到助燃作用，使成型燃料的反應活性得到提高，能夠達到充分完全燃燒的效果；氧化鎂在燃燒過程中起到固硫的作用，使二氧化硫反應生成硫酸鎂，從而減少二氧化硫廢氣的排放；同時還具有粘結、防水及增強的效果。5、本發明製備的生物質成型燃料產品的熱值控制為16-20MJ/kg,灰分含量為3.5-5.0%，吸水率為9-11%，各項性能優於當前市售的產品。6、本發明方法具有製備工藝簡單、耗能低、生產效率高、成型率高、成本低等優點，製得的生物質燃料密度小、熱值高、灰分少、產品的內部空隙小、不鬆散、防潮性能好、能夠長期保存，適用於工業化生產。具體實施方式下面將結合具體實施例對本發明進一步說明，但不限於本發明的保護範圍。實施例1一種新型生物質成型燃料，是以重量比為100:7:5:8:3:5:8的香蕉杆粉末、氧化鎂、錳礦渣、凹凸棒石、氧化鑭、聚氨酯膠和環氧瀝青為原料，通過粉碎、成型、乾燥等工序製得。其製備方法包括以下步驟：（1）將香蕉杆加入脫水機脫水乾燥後，再加入粉碎機粉碎成粒徑為2mm的香蕉杆粉末；（2）將香蕉杆粉末100kg、氧化鎂7kg、錳礦渣5kg、凹凸棒石8kg和氧化鑭3kg加入攪拌器，再加入120kg水,在轉速為300r/min下攪拌30min，得糊狀物；（3）取上述糊狀物放入馬沸爐，在溫度為500℃下焙燒4h，得炭化物；（4）將炭化物與聚氨酯膠5kg和環氧瀝青8kg混合均勻後，得到的混合物料輸送至成型機，在溫度為120℃，壓力為100Mpa下擠壓成型，得成型燃料；（5）將成型燃料在溫度為60℃下烘乾至含水量為8%，冷卻至室溫，包裝，即得生物質成型燃料。實施例2一種新型生物質成型燃料，是以重量比為100:6:4:10:2:6:9的香蕉杆粉末、氧化鎂、錳礦渣、凹凸棒石、氧化鑭、聚氨酯膠和環氧瀝青為原料，通過粉碎、成型、乾燥等工序製得。其製備方法包括以下步驟：（1）將香蕉杆加入脫水機脫水乾燥後，再加入粉碎機粉碎成粒徑為3mm的香蕉杆粉末；（2）將香蕉杆粉末100kg、氧化鎂6kg、錳礦渣4kg、凹凸棒石10kg和氧化鑭2kg加入攪拌器，再加入150kg水,在轉速為500r/min下攪拌20min，得糊狀物；（3）取上述糊狀物放入馬沸爐，在溫度為600℃下焙燒3h，得炭化物；（4）將炭化物與聚氨酯膠6kg和環氧瀝青9kg混合均勻後，得到的混合物料輸送至成型機，在溫度為140℃，壓力為80Mpa下擠壓成型，得成型燃料；（5）將成型燃料在溫度為80℃下烘乾至含水量為6%，冷卻至室溫，包裝，即得生物質成型燃料。實施例3一種新型生物質成型燃料，是以重量比為100:10:5:12:4:8:6的香蕉杆粉末、氧化鎂、錳礦渣、凹凸棒石、氧化鑭、聚氨酯膠和環氧瀝青為原料，通過粉碎、成型、乾燥等工序製得。其製備方法包括以下步驟：（1）將香蕉杆加入脫水機脫水乾燥後，再加入粉碎機粉碎成粒徑為2mm的香蕉杆粉末；（2）將香蕉杆粉末100kg、氧化鎂10kg、錳礦渣5kg、凹凸棒石12kg和氧化鑭4kg加入攪拌器，再加入150kg水,在轉速為500r/min下攪拌30min，得糊狀物；（3）取上述糊狀物放入馬沸爐，在溫度為800℃下焙燒2h，得炭化物；（4）將炭化物與聚氨酯膠8kg和環氧瀝青6kg混合均勻後，得到的混合物料輸送至成型機，在溫度為130℃，壓力100Mpa下擠壓成型，得成型燃料；（5）將成型燃料在溫度為80℃下烘乾至含水量為6%，冷卻至室溫，包裝，即得生物質成型燃料。實施例4一種新型生物質成型燃料，是以重量比為100:8:6:10:3:7:8的香蕉杆粉末、氧化鎂、錳礦渣、凹凸棒石、氧化鑭、聚氨酯膠和環氧瀝青為原料，通過粉碎、成型、乾燥等工序製得。其製備方法包括以下步驟：（1）將香蕉杆加入脫水機脫水乾燥後，再加入粉碎機粉碎成粒徑為2mm的香蕉杆粉末；（2）將香蕉杆粉末100kg、氧化鎂8kg、錳礦渣6kg、凹凸棒石10kg和氧化鑭3kg加入攪拌器，再加入120kg水,在轉速為500r/min下攪拌30min，得糊狀物；（3）取上述糊狀物放入馬沸爐，在溫度為700℃下焙燒3h，得炭化物；（4）將炭化物與聚氨酯膠7kg和環氧瀝青8kg混合均勻後，得到的混合物料輸送至成型機，在溫度為130℃，壓力為80Mpa下擠壓成型，得成型燃料；（5）將成型燃料在溫度為60℃下烘乾至含水量為8%，冷卻至室溫，包裝，即得生物質成型燃料。經過檢測以上實施例1-4製備的生物質成型燃料，產品的熱值、灰分含量及吸水性能如下表所示：樣品熱值（MJ/kg)灰分含量（%）吸水率（%）實施例117.84.149.7實施例216.34.8610.8實施例318.93.8210.2實施例419.53.619.2從檢測結果得出，本發明制生物質成型燃料產品的熱值為16-20MJ/kg,灰分含量為3.5-5.0%，吸水率為9-11%，各項性能優於當前市售的產品。以上內容不能認定本發明具體實施只局限於這些說明，對於本發明所屬
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護範圍。當前第1頁1 2 3