低能耗生產(chǎn)致密生物質(zhì)燃料的方法和優(yōu)質(zhì)致密生物質(zhì)燃料的制作方法
【專利說明】
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及固體燃料，特別涉及基于植物物質(zhì)的固體燃料，尤其涉及基于植物物質(zhì)來低能耗生產(chǎn)致密生物質(zhì)燃料的方法。
[0002]【【背景技術(shù)】】
能源危機(jī)和環(huán)境污染是全球面臨的共同難題，解決能源短缺和能源開發(fā)中引起的環(huán)境污染問題是人類可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。世界各國已經(jīng)將發(fā)展可再生能源作為重要工作來抓，其中生物質(zhì)能(英文名稱b1mass energy ,是太陽能以化學(xué)能形式忙存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量)具有可再生和低污染的雙重特點，被認(rèn)為是未來可再生能源的重要組成部分。
[0003]在我國，一方面，常規(guī)能源供應(yīng)緊張已經(jīng)嚴(yán)重影響了社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，石化能源大規(guī)模的集中使用，給人民的生存環(huán)境造成了危害(如霧霾)。另一方面，我國生物質(zhì)能源十分豐富，但是許多資源淪為廢棄物，不僅沒有利用起來，反而加重了環(huán)境負(fù)擔(dān)。例如，農(nóng)村各類農(nóng)作物秸桿直接就地焚燒，不但破壞村容村貌，造成火災(zāi)安全隱患，還帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染等問題；據(jù)統(tǒng)計我國每年就地焚燒的秸桿約有2億多噸。再例如，木材廢棄物包括裝修裝飾的廢棄木材、舊城改造木材、廢舊木質(zhì)家具、一次性木質(zhì)用品的廢棄物，它們長期以來被人們熟視無睹，很大部分被當(dāng)作垃圾處理了，據(jù)統(tǒng)計，光城市的木材廢棄物每年就達(dá)6000萬噸，折合成木材體積后約為8500萬立方米。
[0004]生物質(zhì)通過直接燃燒轉(zhuǎn)化為有用能源(熱量或電力)，是生物質(zhì)能的主要利用方式之一。上世紀(jì)后期，歐美及日本等發(fā)達(dá)國家，生物質(zhì)成型燃料技術(shù)日漸成熟。我國目前也發(fā)展了一些生物質(zhì)燃料技術(shù)，但尚存在以下一些問題:
傳統(tǒng)型生物質(zhì)直燃發(fā)電存在原料利用率低，收集運輸不方便，不易儲存，堆放占地空間大且易腐爛、污染環(huán)境等問題，熱效率低，資源浪費比例高。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)申請?zhí)?01110339172.8，申請公布號102434886A，申請公布日2012年5月2日，名稱為《一種農(nóng)林植物廢棄物高效焚燒發(fā)電系統(tǒng)》的中國發(fā)明專利申請，沒有考慮加工能耗以及生物質(zhì)材質(zhì)的區(qū)別，采用烘干工藝以及長時間、高溫度、高強(qiáng)度的“硬壓縮”方法，加工過程能耗大，產(chǎn)品出模后容易變形和松散。
[0006]而現(xiàn)有技術(shù)申請?zhí)?01010101427.2，申請公布號101824348A，申請公布日2010年9月8日，名稱為《利用橡膠籽殼制備生物質(zhì)致密燃料的方法》的中國發(fā)明專利申請，先干燥后粉碎工藝不恰當(dāng)，而且僅采用單一原料加工，產(chǎn)量低，產(chǎn)品燃點高，在初次燃燒時不易被點燃，燃燒時間短，燃燒后的物料容易塌陷，進(jìn)而導(dǎo)致熱能利用率降低。
[0007]再例如現(xiàn)有技術(shù)申請?zhí)?00410013763.6，公開號1699525A，公開日2005年11月23日，名稱為《秸桿合成固體燃料及其加工工藝》的中國發(fā)明專利申請，以秸桿或稻殼為主原料，再添加粘土、白灰、酚、碳渣和水為輔料，造成工藝流程繁瑣，生產(chǎn)和燃燒時有污染物排放。
[0008]再例如申請?zhí)?01210316538.4，申請公布號102876418A，申請公布日2013年I月16日，名稱為《一種新型生物質(zhì)顆粒燃料》的中國發(fā)明專利申請，以木屑和水稻殼為主原料，再添加煤矸石粉，也造成工藝流程繁瑣，生產(chǎn)和燃燒時有化石污染物排放。
[0009]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種低能耗生產(chǎn)致密生物質(zhì)燃料的方法和優(yōu)質(zhì)致密生物質(zhì)燃料，實現(xiàn)了資源的徹底循環(huán)利用，在取得經(jīng)濟(jì)效益、社會效益的同時，為循環(huán)經(jīng)濟(jì)打下了堅實的基礎(chǔ)，在生產(chǎn)過程中能耗低；通過本發(fā)明成型后的塊狀固體燃料為純生物質(zhì)燃料，具有熱值高、質(zhì)地堅實、結(jié)構(gòu)緊密、粘結(jié)性能強(qiáng)和耐久性好等優(yōu)點，成型后的塊狀固體燃料初次點燃容易，燃燒特性好，燃燒時間長。
[0010]本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:
一種低能耗生產(chǎn)致密生物質(zhì)燃料的方法，依次包括如下步驟:
A、粉碎:將植物秸桿、木材加工剩余物和木材廢棄物分別粉碎成顆粒，其中植物秸桿和木材加工剩余物粉碎成最大粒徑不超過2毫米的顆粒，木材廢棄物粉碎成最大粒徑不超過5毫米的顆粒；所述植物秸桿包括水稻農(nóng)作物秸桿、小麥農(nóng)作物秸桿、玉米農(nóng)作物秸桿、棉花農(nóng)作物秸桿、油菜農(nóng)作物秸桿和/或花生農(nóng)作物秸桿；所述木材加工剩余物包括鋸末和/或刨花；所述木材廢棄物包括裝修裝飾的廢棄木材、舊城改造木材、廢舊木質(zhì)家具和/或一次性木質(zhì)用品的廢棄物。
[0011]B、干燥:將經(jīng)過步驟A粉碎后的植物秸桿、木材加工剩余物和木材廢棄物顆粒分別進(jìn)行干燥，使所述植物秸桿、木材加工剩余物和木材廢棄物顆粒各自的含水率均為10% ?12%。
[0012]C、混合:將經(jīng)過步驟B干燥后的植物秸桿、木材加工剩余物和木材廢棄物顆粒均勻混合在一起，混合時的重量百分比為:植物秸桿25%?35%，木材加工剩余物25%?35%,剩余的為木材廢棄物。
[0013]D、壓制成型:將經(jīng)步驟C處理后的混合物壓制成塊，形成塊狀的固體燃料。
[0014]E、冷卻:將經(jīng)步驟D壓制成型后的塊狀固體燃料進(jìn)行自然冷卻至室溫。
[0015]F、包裝:將經(jīng)步驟E冷卻的固體燃料進(jìn)行包裝，這樣就將植物秸桿、木材加工剩余物和木材廢棄物制備成了可再生的生物質(zhì)固體燃料。
[0016]在步驟A中，植物秸桿和木材加工剩余物粉碎后的粒徑為I?2毫米的顆粒，木材廢棄物粉碎后粒徑為3?5毫米的顆粒。
[0017]在步驟B中，采用自然風(fēng)干或曬干的方式將經(jīng)過步驟A粉碎后的植物秸桿、木材加工剩余物和木材廢棄物顆粒進(jìn)行干燥，使所述植物秸桿、木材加工剩余物和木材廢棄物顆粒各自的含水率達(dá)到規(guī)定的要求。由于步驟A已經(jīng)將各種原料粉碎為小顆粒，這樣采用自然風(fēng)干或曬干的方法即可有效干燥，不需要再額外消耗能量加熱干燥，如不需要采用滾筒烘干機(jī)進(jìn)行加熱烘干，使得預(yù)處理環(huán)節(jié)能耗很小。
[0018]特別是在步驟C中，混合時的重量百分比為:植物秸桿30%，木材加工剩余物30%,木材廢棄物為40%。
[0019]在步驟D中，壓制成型時的壓強(qiáng)控制為20MPa?35MPa。
[0020]特別是在步驟D中，壓制成型時，壓強(qiáng)逐步增加，剛開始壓強(qiáng)為20MPa?22MPa，最后壓強(qiáng)為34MPa?35MPa。
[0021]更加特別是在步驟D中，壓制成型時，壓強(qiáng)分三次逐步增加，壓制成型初期即剛開始壓強(qiáng)為20MPa?22MPa，壓制成型中期壓強(qiáng)為28MPa?30MPa，壓制成型后期即最后壓強(qiáng)為 34MPa ?35MPa。
[0022]本發(fā)明還提供一種基于上述方法生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)致密生物質(zhì)燃料，該優(yōu)質(zhì)致密生物質(zhì)燃料是植物秸桿、木材加工剩余物和木材廢棄物分別粉碎成顆粒后經(jīng)干燥、混合、壓制成型和冷卻而成的塊狀固體燃料，該塊狀固體燃料中植物秸桿、木材加工