一種曝氣型生物質(zhì)成型燃料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物質(zhì)成型燃料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種曝氣型生物質(zhì)成型燃料。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。能源和環(huán)境問(wèn)題已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，傳統(tǒng)的諸如煤、石油和 天然氣等化石能源由于日益枯竭帶來(lái)的能源危機(jī)和其燃燒產(chǎn)生的污染問(wèn)題日益突出，開(kāi)發(fā) 潔凈的可再生能源迫在眉睫。生物質(zhì)是一種多樣性的能源資源，來(lái)源廣泛，應(yīng)用簡(jiǎn)單，作為 一種有效的替代能源具有良好的應(yīng)用前景。近些年來(lái)，利用林木加工廢棄物，秸桿等粉碎加 工后制成生物質(zhì)顆粒燃料的研究和應(yīng)用也逐漸增加，目前生物質(zhì)能源主要通過(guò)直接擠壓成 型直接形成條狀、顆粒狀或塊狀，在加工過(guò)程中，水分問(wèn)題對(duì)于生物質(zhì)燃料的加工過(guò)程和性 能的影響不可避免，如果水分含量過(guò)高，會(huì)造成生物質(zhì)燃料在儲(chǔ)存的過(guò)程中形成熟化腐爛， 在燃燒過(guò)程也會(huì)由于水分含量問(wèn)題造成燃燒性能的發(fā)揮；若水分含量偏低，層壓加工難度 大，嚴(yán)重影響生物質(zhì)燃料壓實(shí)密度的提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種曝氣型生物質(zhì)成型燃料，充分考慮生物質(zhì)燃料水分含量 的影響，充分利用生物質(zhì)燃料內(nèi)部的水分，具有燃燒性能高、通用性強(qiáng)、成本低廉和便于規(guī) ?；a(chǎn)的特點(diǎn)。
[0004] 本發(fā)明可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)： 本發(fā)明公開(kāi)了一種曝氣型生物質(zhì)成型燃料，包括若干層壓成型的生物質(zhì)燃料基板，所 述兩兩相鄰的生物質(zhì)燃料基板之間設(shè)有曝氣粘結(jié)層，所述曝氣粘結(jié)層為纖維類粘合劑和碳 酸氫鈉的混合物，所述碳酸氫鈉的質(zhì)量配比為所述纖維類粘合劑和碳酸氫鈉的混合物的 3~10%。通過(guò)在生物質(zhì)燃料基板設(shè)置有曝氣粘結(jié)層，曝氣粘結(jié)層中包含有加熱可以產(chǎn)生二 氧化碳的碳酸氫鈉，干燥的碳酸氫鈉晶體可以吸水后變成十水合碳酸氫鈉，50°C以上開(kāi)始 逐漸分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，440°C時(shí)完全分解。既可以利用碳酸氫鈉的吸水性在 儲(chǔ)存的過(guò)程中吸收生物質(zhì)燃料內(nèi)部殘留的水分，有效避免生物質(zhì)燃料在存儲(chǔ)過(guò)程中熟化造 成的損耗，還可以利用碳酸氫鈉分解的過(guò)程中加速不同層之間的分離增大燃燒接觸的表面 積，從而使用生物質(zhì)燃料的燃燒更加充分，有效提高了生物質(zhì)成型燃料的燃燒性能；而且， 在碳酸氫鈉分解的過(guò)程中，水分變成水蒸氣隨著二氧化碳逸出，水蒸氣會(huì)與灼燒的生物質(zhì) 燃料表面形成充分接觸，水蒸氣與生物質(zhì)燃料表面熾熱的焦炭會(huì)生產(chǎn)水煤氣，水煤氣的主 要成分為一氧化碳和氫氣，一氧化碳和氫氣均為可燃性氣體，會(huì)在燃燒過(guò)程中進(jìn)行燃燒，進(jìn) 一步提升生物質(zhì)燃料的燃燒性能。同時(shí)，選擇碳酸氫鈉混合在纖維素粘合劑里面，且碳酸氫 鈉的質(zhì)量比例在3~10%之間，使碳酸氫鈉均勻分散在纖維素粘合劑里面，有效保證了碳酸 氫鈉分解時(shí)產(chǎn)生的使生物質(zhì)燃料基板之間的分離力比較均勻，產(chǎn)生的二氧化碳在實(shí)現(xiàn)生物 質(zhì)燃料基板層間分離時(shí)也可以利用二氧化碳帶動(dòng)水蒸氣與生物質(zhì)燃料充分接觸形成水煤 氣。若碳酸氫鈉在曝氣粘結(jié)層的含量較高超過(guò)10%時(shí)，由于二氧化碳本質(zhì)為阻燃性氣體，會(huì) 造成由于二氧化碳含量過(guò)高對(duì)生物質(zhì)燃料的燃燒造成一定的影響；若碳酸氫鈉在曝氣粘結(jié) 層的含量較低壓少于3%時(shí)，碳酸氫鈉的吸水能力有限，產(chǎn)生的二氧化碳的量也偏少，同時(shí) 影響吸水效果和燃燒效果，特別是生物質(zhì)成型燃料厚度較厚和層數(shù)較多時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響到生 物質(zhì)成型燃料燃燒的充分程度，制約生物質(zhì)成型燃料燃燒性能的提高。此外，通過(guò)設(shè)置曝 氣粘結(jié)層，既可以根據(jù)需要設(shè)置多層的生物質(zhì)燃料基板滿足厚度的要求，也對(duì)于生物質(zhì)燃 料的水分控制不用過(guò)分嚴(yán)格，降低加工難度，提升生物質(zhì)燃料的壓實(shí)密度，具有較強(qiáng)的通用 性。此外，選用的原料為常規(guī)原料節(jié)省原料成本，采用的曝氣劑碳酸氫鈉用量非常少加工 過(guò)程非常簡(jiǎn)單，加工過(guò)程無(wú)需匹配專門(mén)的加工設(shè)計(jì)，有效降低制造成本，便于規(guī)?；茝V使 用。
[0005] 所述生物質(zhì)燃料基板的水分含量為8%至15%。通過(guò)合理控制生物質(zhì)燃料的水分含 量，既有效降低生物質(zhì)燃料壓實(shí)加工的難度，又有效避免由于水分含量過(guò)高對(duì)于生物質(zhì)成 型燃料的儲(chǔ)存造成影響。
[0006] 所述生物質(zhì)燃料基板包括生物質(zhì)碎肩原料，所述生物質(zhì)碎肩原料包括農(nóng)業(yè)廢棄 物、木質(zhì)素和/或油料作物廢棄物，可以根據(jù)實(shí)際需要，靈活選用不同類型的材料，充分降 低成本，拓展生物質(zhì)成型燃料的使用。
[0007] 所述農(nóng)業(yè)廢棄物包括秸桿、玉米芯、甘蔗渣、藻類和水萌蘆中的一種或一種以上的 混合物，來(lái)源非常廣泛，有效降低生產(chǎn)制造成本。
[0008] 所述木質(zhì)素包括木塊、木肩和樹(shù)皮中的一種或一種以上的混合物，來(lái)源非常廣泛， 有效降低生產(chǎn)制造成本。
[0009] 所述油料作物廢棄物包括棉籽、麻籽和油桐中的一種或一種以上的混合物，來(lái)源 非常廣泛，有效降低生產(chǎn)制造成本。
[0010] 所述纖維類粘合劑為廢紙漿和/水解纖維，來(lái)源非常廣泛，有效降低生產(chǎn)制造成 本，既能起到粘結(jié)作用，又有效分散碳酸氫鈉保證曝氣劑的安全效果。
[0011] 所述曝氣粘結(jié)層與所述生物質(zhì)燃料基板的厚度比為1:30~1:70,可以根據(jù)實(shí)際 需要選用不同的厚度比，進(jìn)一步提升生物質(zhì)成型燃料的厚度要求，并未生物質(zhì)成型燃料的 高壓實(shí)密度提供潛在的提升空間。
[0012] 所述生物質(zhì)燃料基板為充氣型生物質(zhì)燃料基板，所述充氣型生物質(zhì)燃料基板在制 備過(guò)程中加入相當(dāng)于生物質(zhì)碎肩原料干料重量3~8%的生石灰、2~5%的高嶺土，充氣混 合均勻。選用充氣型生物質(zhì)燃料基板，可以進(jìn)一步在燃燒過(guò)程中增大生物質(zhì)成型燃料的接 觸比表面積，促進(jìn)生物質(zhì)成型燃料燃燒性能的發(fā)揮。
[0013] 所述生物質(zhì)燃料基板的層數(shù)為兩層及以上，可以根據(jù)實(shí)際需要靈活選用符合要求 的厚度，進(jìn)一步拓展生物質(zhì)成型燃料的厚度。
[0014] 本發(fā)明一種曝氣型生物質(zhì)成型燃料，具有如下的有益效果： 第一、燃燒性能高，通過(guò)在生物質(zhì)燃料基板設(shè)置有曝氣粘結(jié)層，曝氣粘結(jié)層中包含有加 熱可以產(chǎn)生二氧化碳的碳酸氫鈉，既可以利用碳酸氫鈉分解的過(guò)程中加速不同層之間的分 離增大燃燒接觸的表面積，又可以通過(guò)產(chǎn)生的二氧化碳帶出水蒸氣形成水煤氣提升燃燒性 能，從而使用生物質(zhì)燃料的燃燒更加充分，有效提高了生物質(zhì)成型燃料的燃燒性能； 第二、通用性強(qiáng)，通過(guò)設(shè)置曝氣粘結(jié)層，既可以根據(jù)需要設(shè)置多層的生物質(zhì)燃料基板 滿足厚度的要求，也有效保證高密度生物質(zhì)成型燃料的燃燒性能的發(fā)揮，具有較強(qiáng)的通用 性； 第三、成本低廉，選用的原料為常規(guī)原料節(jié)省原料成本，采用的設(shè)備均為常規(guī)設(shè)備無(wú)需 較大的設(shè)備投資節(jié)省設(shè)備投資成本，進(jìn)一步降低制造成本； 第四、便于規(guī)?；a(chǎn)，曝氣型生物質(zhì)成型燃料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有效簡(jiǎn)化加工工序，且均為 常規(guī)化操作，操作連續(xù)性高，有效降低規(guī)模化生產(chǎn)的難度。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 附圖1為本發(fā)明一種曝氣型生物質(zhì)成型燃料實(shí)施例1的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例及附圖 對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0017] 實(shí)施例1 如圖1所示，實(shí)施例1為具有五層結(jié)構(gòu)的曝氣型生物質(zhì)成型燃料，包括三層壓成型的生 物質(zhì)燃料基板1，所述兩兩相鄰的生物質(zhì)燃料基板1之間設(shè)有曝氣粘結(jié)層2,所述曝氣粘結(jié) 層2為纖維類粘合劑和碳酸氫鈉的混合物，所述碳酸氫鈉的質(zhì)量配比為所述纖維類粘合劑 和碳酸氫鈉的混合物的3%。所述生物質(zhì)燃料基板1的材料為農(nóng)業(yè)廢棄物，所述農(nóng)業(yè)廢棄物 包括秸桿、玉米芯、甘蔗渣、藻類和水萌蘆中的一種或一種以上的混合物。所述曝氣粘結(jié)層 2與所述生物質(zhì)燃料基板1的厚度比為1:50。所述生物質(zhì)燃料基板在制備過(guò)程中加入相當(dāng) 于生物質(zhì)碎肩原料干料重量3~8%的生石灰、2~5%的高嶺土，混合均勾。
[0018] 實(shí)施例2 實(shí)施例2為具有兩層結(jié)構(gòu)的曝氣型生物質(zhì)成型燃料，包括兩層壓成型的生物質(zhì)燃料基 板，所述兩相鄰的生物質(zhì)燃料基板之間設(shè)有曝氣粘結(jié)層，所述曝氣粘結(jié)層為纖維類粘合劑 和碳酸氫鈉的混合物，所述碳酸氫鈉的質(zhì)量配比為所述纖維類粘合劑和碳酸氫鈉的混合物 的10%。所述生物質(zhì)燃料基板的水分含量為8%。所述生物質(zhì)燃料基板包括生物