本發(fā)明涉及生物質(zhì)燃料的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低腐蝕性環(huán)保生物質(zhì)固體成型燃料。
背景技術(shù)：
近年來，全球經(jīng)濟(jì)快速、持續(xù)發(fā)展，各國對能源的需求與日俱增，導(dǎo)致現(xiàn)有的化石能源迅速消耗，已逐漸面臨能源枯竭的危機(jī)，并且使用化石能源嚴(yán)重污染環(huán)境，導(dǎo)致全球環(huán)境日益惡劣。而生物質(zhì)能源是一種可再生、環(huán)境友好型的清潔能源，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景和巨大的發(fā)展?jié)摿Γ诟鲊哪茉唇Y(jié)構(gòu)中占有重要的地位，其中，生物質(zhì)固體成型燃料是生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化與利用的重要方式之一。生物質(zhì)固體成型燃料原料豐富、生產(chǎn)工藝簡單、操作方便、成本低，且熱效率高、燃燒性能好，便于貯存運(yùn)輸，具有可觀的經(jīng)濟(jì)前景和社會效益。
目前，生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)指在一定溫度和壓力作用下，利用黏結(jié)劑將松散的秸稈、木屑等農(nóng)林生物質(zhì)壓縮成棒狀、塊狀、粒狀等具有一定密實(shí)度的成型物。而由于生物質(zhì)中含有大量的堿金屬和Cl元素，在燃燒過程中會對燃具(如鍋爐、取暖爐、熱風(fēng)爐、發(fā)電設(shè)施、農(nóng)村用的鐵鍋等)造成受熱面嚴(yán)重的積灰和腐蝕問題，在燃具的受熱面形成金屬氧化層，而積灰中的Cl離子容易穿透金屬氧化層進(jìn)一步與金屬基體發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致燃具腐蝕嚴(yán)重，需要定期進(jìn)行維護(hù)，同時(shí)也影響了鍋爐的使用壽命。
為了緩解化石能源不足的現(xiàn)狀，利用大自然中豐富的生物質(zhì)原料，制備節(jié)能環(huán)保型生物質(zhì)固體成型燃料的同時(shí)，減少生物質(zhì)固體成型燃料燃燒過程中對燃具的腐蝕氧化作用，有必要提出一種低腐蝕性環(huán)保生物質(zhì)固體成型燃料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低腐蝕性環(huán)保生物質(zhì)固體成型燃料，其旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中生物質(zhì)固體成型燃料在燃燒過程中氣相KCl的含量較大，降低了沉積灰熔點(diǎn)的同時(shí)還對金屬燃具具有嚴(yán)重的腐蝕性的技術(shù)問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種低腐蝕性環(huán)保生物質(zhì)固體成型燃料，其是由生物質(zhì)原料經(jīng)粉碎后與燃料添加劑混合、干燥、熱壓成型而成，所述的生物質(zhì)原料由作物秸稈、花生殼、次小薪材組成，所述的燃料添加劑由脫水劑、助燃劑和固體吸收劑組成，所述的生物質(zhì)原料的重量與燃料添加劑的重量之比為100：(4～9)。
作為優(yōu)選，所述的燃料添加劑是由以下按重量份數(shù)配比的原料組分構(gòu)成：脫水劑1～2份，助燃劑0.5～1份，固體吸收劑2.5～6份。
作為優(yōu)選，所述的脫水劑為纖維干燥劑，所述的助燃劑為納米鋁粉，所述的固體吸收劑為高嶺土粉末、煤矸石粉末中的一種或者兩者的混合。
作為優(yōu)選，所述的生物質(zhì)原料是由以下按重量份數(shù)配比的組分構(gòu)成：作物秸稈7.5～20份，花生殼7.5～20份，次小薪材62.5～90份。
作為優(yōu)選，所述的生物質(zhì)原料是由以下按重量份數(shù)配比的組分構(gòu)成：作物秸稈7.5份，花生殼7.5份，次小薪材85份。
作為優(yōu)選，所述的生物質(zhì)原料是由以下按重量份數(shù)配比的組分構(gòu)成：作物秸稈13份，花生14份，次小薪材73份。
作為優(yōu)選，所述的生物質(zhì)原料是由以下按重量份數(shù)配比的組分構(gòu)成：作物秸稈18.5份，花生殼19份，次小薪材62.5份。
作為優(yōu)選，所述的生物質(zhì)固體成型燃料為棒狀、顆粒狀、塊狀、蜂窩煤狀中的任意一種或者多種。
作為優(yōu)選，所述的燃料添加劑中還包含微量的粘結(jié)劑，所述的粘結(jié)劑為淀粉、水解纖維中的一種或者兩者組合。
本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種低腐蝕性環(huán)保生物質(zhì)固體成型燃料，采用含有大量木質(zhì)素的次小薪材作為主要的生物質(zhì)原料，在熱壓過程中大量木質(zhì)素軟化熔融，在溫度與壓力的共同作用下發(fā)揮粘結(jié)功能，提高了生物質(zhì)固體成型燃料的結(jié)合強(qiáng)度和耐久性，在搬運(yùn)過程中不松散，完整性較好；采用納米鋁粉作為助燃劑，可使燃燒效率提高10％～25％，燃燒速度大幅度，燃燒的穩(wěn)定性也大大提高；采用高嶺土粉末和/或煤矸石粉末作為固體吸收劑，由于作物秸稈和花生殼中含有大量的K和Cl元素，固體吸收劑能降低氣態(tài)KCl的濃度，從而減少KCl燃具受熱面上的沉積，大大改善積灰和腐蝕狀況。
本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面通過實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。但是應(yīng)該理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種低腐蝕性環(huán)保生物質(zhì)固體成型燃料，其是由生物質(zhì)原料經(jīng)粉碎后與燃料添加劑混合、干燥、熱壓成型而成，所述的生物質(zhì)原料由作物秸稈、花生殼、次小薪材組成，所述的燃料添加劑由脫水劑、助燃劑和固體吸收劑組成，所述的生物質(zhì)原料的重量與燃料添加劑的重量之比為100：(4～9)。
其中，所述的燃料添加劑是由以下按重量份數(shù)配比的原料組分構(gòu)成：脫水劑1～2份，助燃劑0.5～1份，固體吸收劑2.5～6份。
具體地，所述的脫水劑為纖維干燥劑，所述的助燃劑為納米鋁粉，所述的固體吸收劑為高嶺土粉末、煤矸石粉末中的一種或者兩者的混合。
進(jìn)一步地，所述的生物質(zhì)原料是由以下按重量份數(shù)配比的組分構(gòu)成：作物秸稈7.5～20份，花生殼7.5～20份，次小薪材62.5～90份。
進(jìn)一步地，所述的生物質(zhì)固體成型燃料為棒狀、顆粒狀、塊狀、蜂窩煤狀中的任意一種或者多種。
更進(jìn)一步地，所述的燃料添加劑中還包含微量的粘結(jié)劑，所述的粘結(jié)劑為淀粉、水解纖維中的一種或者兩者組合。
實(shí)施例一、
生物質(zhì)原料是由以下按重量份數(shù)配比的組分構(gòu)成：作物秸稈7.5份，花生殼7.5份，次小薪材85份；燃料添加劑是由以下按重量份數(shù)配比的原料組分構(gòu)成：脫水劑1份，助燃劑0.5份，固體吸收劑2.5份，其中，脫水劑為纖維干燥劑，助燃劑為納米鋁粉，固體吸收劑為高嶺土粉末。
實(shí)施例二、
生物質(zhì)原料是由以下按重量份數(shù)配比的組分構(gòu)成：作物秸稈7.5份，花生殼7.5份，次小薪材85份；燃料添加劑是由以下按重量份數(shù)配比的原料組分構(gòu)成：脫水劑1份，助燃劑0.5份，固體吸收劑2.5份，其中，脫水劑為纖維干燥劑，助燃劑為納米鋁粉，固體吸收劑為煤矸石粉末。
實(shí)施例三、
生物質(zhì)原料是由以下按重量份數(shù)配比的組分構(gòu)成：作物秸稈7.5份，花生殼7.5份，次小薪材85份；燃料添加劑是由以下按重量份數(shù)配比的原料組分構(gòu)成：脫水劑1份，助燃劑0.5份，固體吸收劑2.5份，其中，脫水劑為纖維干燥劑，助燃劑為納米鋁粉，固體吸收劑為高嶺土粉末和煤矸石粉末兩者的混合。
實(shí)施例四、
生物質(zhì)原料是由以下按重量份數(shù)配比的組分構(gòu)成：作物秸稈13份，花生14份，次小薪材73份；燃料添加劑是由以下按重量份數(shù)配比的原料組分構(gòu)成：脫水劑1.5份，助燃劑0.75份，固體吸收劑4.25份，其中，脫水劑為纖維干燥劑，助燃劑為納米鋁粉，固體吸收劑為高嶺土粉末和煤矸石粉末兩者的混合。
實(shí)施例五、
生物質(zhì)原料是由以下按重量份數(shù)配比的組分構(gòu)成：作物秸稈18.5份，花生殼19份，次小薪材62.5份；燃料添加劑是由以下按重量份數(shù)配比的原料組分構(gòu)成：脫水劑2份，助燃劑1份，固體吸收劑6份，其中，脫水劑為纖維干燥劑，助燃劑為納米鋁粉，固體吸收劑為高嶺土粉末和煤矸石粉末兩者的混合。
在上述實(shí)施例中，可加入微量的淀粉或水解纖維或者兩者組合而成的粘結(jié)劑來進(jìn)一步地提高熱壓成型后的生物質(zhì)固體成型燃料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
本發(fā)明一種低腐蝕性環(huán)保生物質(zhì)固體成型燃料，采用含有大量木質(zhì)素的次小薪材作為主要的生物質(zhì)原料，在熱壓過程中大量木質(zhì)素軟化熔融，在溫度與壓力的共同作用下發(fā)揮粘結(jié)功能，提高了生物質(zhì)固體成型燃料的結(jié)合強(qiáng)度和耐久性，在搬運(yùn)過程中不松散，完整性較好，加入微量的淀粉粘結(jié)劑可進(jìn)一步提高生物質(zhì)固體成型燃料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；采用納米鋁粉作為助燃劑，可使燃燒效率提高10％～25％，燃燒速度大幅度，燃燒的穩(wěn)定性也大大提高。
由于作物秸稈和花生殼中含有大量的K和Cl元素，Cl元素對生物質(zhì)的積灰結(jié)渣有重要的作用，不利于燃燒的同時(shí)還會促進(jìn)沉積。生物質(zhì)燃燒對金屬受熱面的腐蝕過程主要是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕是金屬受熱面原來致密的Fe2O3保護(hù)膜遭到破壞，變成亞鐵離子存在于表面的沉積物中，隨著時(shí)間的延長，越來越多的鐵離子轉(zhuǎn)化成亞鐵離子，導(dǎo)致受熱面逐漸變??；電化學(xué)腐蝕是生物質(zhì)燃燒生成的氯化物沉積于金屬受熱面上，而氯化物穿過Fe2O3氧化層，與鐵反應(yīng)不斷地生成FeCl3，F(xiàn)eCl3被氧化后還原出Cl2，Cl2再次與鐵發(fā)生反應(yīng)，如此惡性循環(huán)導(dǎo)致金屬層中的鐵被反應(yīng)丟失，越來約薄。本發(fā)明中采用高嶺土粉末和/或煤矸石粉末作為固體吸收劑，固體吸收劑能降低氣態(tài)KCl的濃度，從而減少KCl燃具受熱面上的沉積，大大改善積灰和腐蝕狀況，延長燃具的使用壽命。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。