CN105419897A

CN105419897A - 一种助燃型生物质成型燃料

Info

Publication number: CN105419897A
Application number: CN201510843583.9A
Authority: CN
Inventors: 张庆春
Original assignee: Guangdong Tuofeng Industrial Co Ltd
Current assignee: Guangdong Tuofeng Industrial Co Ltd
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2016-03-23

Abstract

本发明公开了一种助燃型生物质成型燃料，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盐的混合物，所述碳酸氢盐的质量配比为所述纤维类粘合剂和碳酸氢盐的混合物的3～10%，所述生物质燃料基板与所述曝气粘结层之间设有铁筛网。本发明的助燃型生物质成型燃料具有燃烧性能高、通用性强、成本低廉和便于规模化生产的特点。

Description

一种助燃型生物质成型燃料

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。

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，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、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，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盐的混合物，所述碳酸氢盐的质量配比为所述纤维类粘合剂和碳酸氢盐的混合物的3～10%，所述生物质燃料基板与所述曝气粘结层之间设有铁筛网。

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，干燥的碳酸氢盐晶体可以吸水后变成十水合碳酸氢盐，50℃以上开始逐渐分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，440℃时完全分解。既可以利用碳酸氢盐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，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。在碳酸氢盐分解的过程中，水分变成水蒸气随着二氧化碳逸出，水蒸气在移出的过程不仅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；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。

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。

所述生物质燃料基板包括生物质碎屑原料，所述生物质碎屑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。

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。

所述木质素包括木块、木屑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。

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。

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，又有效分散碳酸氢盐保证曝气剂的安全效果。

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。

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屑原料干料重量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。

所述生物质燃料基板的层数为五层及以上，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。

所述碳酸氢盐可以为碳酸氢钠、碳酸氢钾或二者的混合物，根据实际情况选用。

所述贴筛网的目数为10-500目，可以根据实际压实密度灵活选择。

本发明一种助燃型生物质成型燃料，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和铁筛网，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带出水蒸气形成水煤气提升燃烧性能，也可以通过水蒸气逸出的过程中与铁筛网发生反应产生氢气，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、便于搬运，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；

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；

第四、便于规模化生产，助燃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

附图1为本发明一种助燃型生物质成型燃料实施例1的剖面示意图。

具体实施方式

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。

实施例1

如图1所示，实施例1为具有五层结构的助燃型生物质成型燃料，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盐的混合物，所述碳酸氢盐的质量配比为所述纤维类粘合剂和碳酸氢盐的混合物的3%，所述生物质燃料基板1与所述曝气粘结层2之间设有铁筛网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。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屑原料干料重量3～8%的生石灰、2～5%的高岭土，混合均匀。

实施例2

实施例2为具有两层结构的助燃型生物质成型燃料，包括六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盐的混合物，所述碳酸氢盐的质量配比为所述纤维类粘合剂和碳酸氢盐的混合物的10%，所述生物质燃料基板与所述曝气粘结层之间设有铁筛网。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质碎屑原料，所述生物质碎屑原料包括木质素，所述木质素包括木块、木屑和树皮中的一种或一种以上的混合物。所述纤维类粘合剂为废纸浆和/水解纤维。所述曝气粘结层与所述生物质燃料基板的厚度比为1:30。所述充生物质燃料基板在制备过程中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。

实施例3

实施例3为具有五层结构的助燃型生物质成型燃料，包括六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盐的混合物，所述碳酸氢盐的质量配比为所述纤维类粘合剂和碳酸氢盐的混合物的7%，所述生物质燃料基板与所述曝气粘结层之间设有铁筛网。所述生物质燃料基板的水分含量为15%。所述生物质燃料基板包括生物质碎屑原料，所述生物质碎屑原料为油料作物废弃物。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。所述纤维类粘合剂为废纸浆和/水解纤维。所述曝气粘结层与所述生物质燃料基板的厚度比为1:70。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屑原料干料重量3～8%的生石灰、2～5%的高岭土，混合均匀。

实施例4

实施例4为具有五层结构的助燃型生物质成型燃料，包括三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盐的混合物，所述碳酸氢盐的质量配比为所述纤维类粘合剂和碳酸氢盐的混合物的10%，所述生物质燃料基板与所述曝气粘结层之间设有铁筛网。所述生物质燃料基板的水分含量为10%。所述生物质燃料基板包括生物质碎屑原料，所述生物质碎屑原料包括农业废弃物、木质素和油料作物废弃物。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。所述木质素包括木块、木屑和树皮中的一种或一种以上的混合物。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。所述纤维类粘合剂为废纸浆和/水解纤维。所述曝气粘结层与所述生物质燃料基板的厚度比为1:50。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屑原料干料重量3～8%的生石灰、2～5%的高岭土，混合均匀。

实施例5

实施例5为具有五层结构的助燃型生物质成型燃料，包括三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盐的混合物，所述碳酸氢盐的质量配比为所述纤维类粘合剂和碳酸氢盐的混合物的10%，所述生物质燃料基板与所述曝气粘结层之间设有铁筛网。所述生物质燃料基板的水分含量为12%。所述生物质燃料基板包括生物质碎屑原料，所述生物质碎屑原料包括农业废弃物、木质素和油料作物废弃物。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。所述木质素包括木块、木屑和树皮中的一种或一种以上的混合物。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。所述纤维类粘合剂为废纸浆和/水解纤维。所述曝气粘结层与所述生物质燃料基板的厚度比为1:50。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屑原料干料重量3～8%的生石灰、2～5%的高岭土，充气混合均匀。

实施例6

实施例6为具有五层结构的助燃型生物质成型燃料，包括三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盐的混合物，所述碳酸氢盐的质量配比为所述纤维类粘合剂和碳酸氢盐的混合物的10%。所述生物质燃料基板的水分含量为10%，所述生物质燃料基板与所述曝气粘结层之间设有铁筛网。所述生物质燃料基板包括生物质碎屑原料，所述生物质碎屑原料为油料作物废弃物。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。所述纤维类粘合剂为废纸浆和/水解纤维。所述曝气粘结层与所述生物质燃料基板的厚度比为1:70。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屑原料干料重量3～8%的生石灰、2～5%的高岭土，混合均匀。

同时，为了评估本发明所述曝气型生物成型燃料的具体技术效果，分别从热值、燃烧率和热率等方面对实施例1～6的具体燃烧性能进行测试。具体测试数据如表1所示：

表1不同实施例具体燃烧性能测试数据

组号	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							热值（kcal/kg）	5355	5650	5646	5482	5698	5786
燃烧率（%）	97.2	96.3	96.8	97.2	98.2	98.1
							热效率（%）	94.0	94.5	95.3	95.9	96.8	96.5

从表1可以看到，本发明制备所得的生物质成型燃料热值在5200lcal/Kg以上，燃烧率在95%以上，热效率在92%以上。而传统的生物质成型燃料的具体燃烧性能为：热值在4500～4800kcal/kg，燃烧率在90～96之间，热率在80～90之间。相比之下，本发明的助燃型生物质成型燃料在热值、燃烧率和热率等燃烧性能指标均有显著的提升，具有广泛的应用前景。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims

1.一种助燃型生物质成型燃料，其特征在于：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盐的混合物，所述碳酸氢盐的质量配比为所述纤维类粘合剂和碳酸氢盐的混合物的3～10%，所述生物质燃料基板与所述曝气粘结层之间设有铁筛网。

2.根据权利要求1所述的助燃型生物质成型燃料，其特征在于：所述生物质燃料基板的水分含量为8%至15%。

3.根据权利要求2所述的助燃型生物质成型燃料，其特征在于：所述生物质燃料基板包括生物质碎屑原料，所述生物质碎屑原料包括农业废弃物、木质素和/或油料作物废弃物。

4.根据权利要求3所述的助燃型生物质成型燃料，其特征在于：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。

5.根据权利要求3所述的助燃型生物质成型燃料，其特征在于：所述木质素包括木块、木屑和树皮中的一种或一种以上的混合物。

6.根据权利要求3所述的助燃型生物质成型燃料，其特征在于：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。

7.根据权利要求3～5任一项权利所述的助燃型生物质成型燃料，其特征在于：所述纤维类粘合剂为废纸浆和/水解纤维。

8.根据权利要求7所述的助燃型生物质成型燃料，其特征在于：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。

9.根据权利要求8所述的助燃型生物质成型燃料，其特征在于：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屑原料干料重量3～8%的生石灰、2～5%的高岭土，充气混合均匀。

10.根据权利要求8所述的助燃型生物质成型燃料，其特征在于：所述生物质燃料基板的层数为五层及以上。