[发明专利]一种助燃型生物质成型燃料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质成型燃料技术领域，具体为一种助燃型生物质成型燃料的制备方法。

背景技术

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

本发明的目的是提供一种助燃型生物质成型燃料的制备方法，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，具有加工方便、产品燃烧性能高、便于搬运、成本低廉和便于规模化生产的特点。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种助燃型生物质成型燃料的制备方法，包括以下步骤：第一步、生物质燃料基板的制备，把纤维素类的生物质碎屑进行粉碎、预烘，加入相当于生物质碎屑原料干料重量3～8%的生石灰、2～5%的高岭土，混合均匀，挤压成型得到规整形状的生物质燃料基板；第二步、曝气型粘结剂的制备，在纤维类粘合剂按照质量配比3～10%加入碳酸氢盐曝气剂，搅拌混合均匀得到曝气型粘结剂；第三步、生物质燃料基板的表面处理，将第一步所得的生物质燃料基板进行表面粗糙化处理，，然后在生物质燃料基板需要压合的表面贴合铁筛网，然后在铁筛网表面涂覆第二步所得曝气型粘结剂形成曝气粘结层；第四步、层压成型，把涂有曝气型粘结剂的若干曝气型粘结剂上下表面对齐，然后通过辊压机对辊层压，得到最终的层压式生物质成型燃料。

在第一步中，通过加入生石灰和高岭土，生石灰既可以在混合的过程中吸收水分形成消石灰，所形成的消石灰和高岭土产生粘结作用，从而把生物质碎屑原料相互粘连，方便挤压成型；而且，生石灰在吸收水分形成消石灰的过程中可以产生大量的热，从而软化生物质碎屑原料，降低挤压成型难度。在第二步中，通过在纤维素类粘结剂中加碳酸氢盐形成曝气型的粘结剂，最终在形成生物质成型燃料的曝气型粘结剂层，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盐，既可以利用碳酸氢盐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逸出时带出水蒸气生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；而且，水蒸气在逸出的过程中，水蒸气与同时与铁筛网接触，水蒸气在高温状况下与铁单质发生反应，生成四氧化三铁和氢气，氢气的密度更小，逸出速度更快，会进一步加速生物质成型燃料蓬松的进度使生物质燃料与空气接触提升了燃烧效率，氢气同时作为可燃性气体，也会在燃烧过程中进行燃烧，提升生物质燃料的燃烧性能。通过设置铁筛网，既可以作为生物质燃料在燃烧过程与水蒸气反应产生氢气的介质，也可以作为生物质成型燃料内部的结构支撑体，即使压实密度进一步提升或者压合的层数进一步增多，也能满足力学强度的要求，避免在搬运过程中的开裂，提升搬运的便捷性。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盐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，加上在燃烧完毕后，铁筛网还可以重复回收利用也可以降低使用成本，便于规模化推广使用。

此外，通过层压的方式，生物质成型燃料的制备更加简单，层压形成的厚度更加灵活，高厚度和高致密的生物质成型燃料的燃烧时间显著提高，热量效果也获得了一定程度的提升。

第一步所述生物质燃料基板的制备过程中，预烘过程控制生物质碎屑的水分含量为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。

所述生物质碎屑原料的材料包括农业废弃物、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。

所述农业废弃物包括秸秆、玉米芯、甘蔗渣、藻类和水葫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。