一種防水型生物質(zhì)成型燃料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及生物質(zhì)成型燃料【技術領域】，提供了一種防水型生物質(zhì)成型燃料及其制備方法，所述的生物質(zhì)成型燃料為層狀封邊結構，包括基礎燃料層和防水燃料層，所述基礎燃料層為長方體塊狀，所述基礎燃料層的上下表面和四周壓合有防水燃料層，壓合在基礎燃料層四周的防水燃料層呈V字型，所述基礎燃料層的生物質(zhì)為農(nóng)業(yè)廢棄物，所述防水燃料層的生物質(zhì)為木質(zhì)素和/或油料作物廢棄物。制備防水型生物質(zhì)成型材料的具體步驟包括：基礎燃料層的制備、防水燃料層的制備、初步壓合成型和封邊二次壓合成型等步驟。本發(fā)明的產(chǎn)品加工方便、防水性能優(yōu)異，成型厚度加工性強和便于規(guī)模化生產(chǎn)的特點。
【專利說明】一種防水型生物質(zhì)成型燃料及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物質(zhì)成型燃料領域，特別涉及一種防水型生物質(zhì)成型燃料及其制備 方法。

【背景技術】
[0002] 隨著經(jīng)濟的發(fā)展。能源和環(huán)境問題已成為全球關注的焦點，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的能源危機和其燃燒產(chǎn)生的污染問題日益突出，開發(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，來源廣泛，應用簡單，作為 一種有效的替代能源具有良好的應用前景。但是，由于生物質(zhì)成型燃料一般采用熱壓成型 的方式壓制而成，為了降低成型的難度，生物質(zhì)成型燃料一般含有一定的含水率，當生物質(zhì) 成型燃料的含水率過高時，加熱過程中產(chǎn)生的蒸汽不能順利地從燃料中心孔排出，造成表 面開裂，嚴重時會伴有爆鳴，而且，含水率過高也會造成生物質(zhì)成型燃料的腐化分解，因此， 必須對生物質(zhì)燃料的含水率進行控制， 生物質(zhì)成型燃料的水分主要來源于生物質(zhì)原料和存儲過程中的水分吸收，生物質(zhì)原料 的水分可以在加工前對生物質(zhì)原料進行預烘控制，但是對于存儲過程中的水分控制卻和環(huán) 境的潮濕程度息息相關，且由于終端客戶的實際存儲環(huán)境各異，無法進行統(tǒng)一的規(guī)劃控制。 加之目前的生物質(zhì)成型原料多采用來源比較廣泛的農(nóng)業(yè)廢棄物進行加工，農(nóng)業(yè)廢棄物為纖 維類生物質(zhì)，在壓制成型后其表面存在大量的紋理和孔隙，這些紋理和孔隙會在環(huán)境中發(fā) 生毛細作用逐漸吸收環(huán)境中的水分，使存儲的生物質(zhì)成型燃料存在腐化，劣化生物質(zhì)燃料 的燃燒效果。針對于此，中國專利CN101434881. A公開了一種固體生物燃料塊的制備方法， 通過在生物質(zhì)燃料塊表面均勻涂布防水涂層進行水分控制，該防水涂層以93份石蠟熔化 后加入7份松節(jié)油攪拌形成，取得了一定的效果。但是，采用防水涂層的方法存在以下缺 陷：如對于涂層的厚度無法控制，防水效果的均勻性就無法保證；如涂層工藝的操作性，對 生物質(zhì)成型燃料的表面進行全面涂覆需要大量的時間；如涂層的成本，需要使用大量的石 蠟油和松節(jié)油；且松節(jié)油具有巨大的揮發(fā)性，也有違生物質(zhì)成型燃料的環(huán)保概念。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對采用防水涂層制造防水型生物質(zhì)成型燃料的缺陷，采用層狀封邊結 構，對生物質(zhì)的原料進行篩選加工控制。分別制造基礎燃料層和防水燃料層，最后進行壓合 封邊，得到最終的防水型生物質(zhì)成型燃料，具有加工方便、防水性能優(yōu)異，成型厚度加工性 強和便于規(guī)?；a(chǎn)等特點。
[0004] 本發(fā)明的內(nèi)容為： 一種防水型生物質(zhì)成型燃料，所述的生物質(zhì)成型燃料為層狀封邊結構，包括基礎燃料 層和防水燃料層，所述基礎燃料層為長方體塊狀，所述基礎燃料層的上下表面和四周壓合 有防水燃料層，壓合在基礎燃料層四周的防水燃料層呈V字型，所述基礎燃料層的生物質(zhì) 為農(nóng)業(yè)廢棄物，所述防水燃料層的生物質(zhì)為木質(zhì)素和/或油料作物廢棄物。通過采用層狀 封邊結構，可以對外層的生物質(zhì)原料進行選擇性加工實現(xiàn)防水效果。層狀結構的設計，可以 在中間設置基礎燃料層，基礎燃料的材料可以選擇原料來源廣泛的農(nóng)業(yè)廢棄物，有效降低 加工難度和節(jié)約制造成本；防水材料層選擇致密性較高的木質(zhì)素或油料作物廢棄物，既可 以通過加工形成致密性較高的結構有效防水，其本身也是生物質(zhì)原料，可以提升生物質(zhì)燃 料的燃燒效果，而且，防水燃料層的厚度可以根據(jù)基礎燃料層的厚度進行針對性控制，確保 防水的效果。
[0005] 所述防水燃料層包括木質(zhì)素、油料作物廢棄物和可溶性熱固性樹脂。木質(zhì)素和油 料作物廢棄物其質(zhì)地比較致密，通過粉碎后加入可溶性熱固性樹脂，擠壓粘連，防水效果較 優(yōu)。
[0006] 所述基礎燃料層包括農(nóng)業(yè)廢棄物和纖維類粘合劑。農(nóng)業(yè)廢棄物來源廣泛，成本低 廉，纖維類粘結劑針對農(nóng)業(yè)廢棄物為纖維類物質(zhì)的特點，既滿足壓合要求，又節(jié)省成本。
[0007] 所述農(nóng)業(yè)廢棄物包括秸桿、玉米芯、甘蔗渣、藻類和水葫蘆中的一種或一種以上的 混合物，來源廣泛，成本低廉。
[0008] 所述木質(zhì)素包括木塊、木屑和樹皮中的一種或一種以上的混合物，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。木質(zhì)素和油料作物廢棄物質(zhì) 地致密，且本身就是生物質(zhì)原料，通過粘結劑的作用下擠壓成型防水效果好。
[0009] 所述纖維類粘合劑為廢紙漿和/水解纖維，來源廣泛，成本低廉。
[0010] 一種制備防水型生物質(zhì)成型燃料的方法，包括如下步驟： 第一步、基礎燃料層的制備，先把作為生物質(zhì)原料的農(nóng)業(yè)廢棄物進行粉碎，自然風干或 烘干后，加入一定配比的廢紙漿和/或水解纖維作為纖維類粘結劑，攪拌均勻，加入一定含 量的生石灰再次進行攪拌均勻，然后放入壓型機中擠壓成型，擠壓成型所制得的基礎燃料 層為長方體方塊狀； 第二步、防水燃料層的制備，先把作為生物質(zhì)原料的木質(zhì)素和/或油料作物廢棄物進 行粉碎，自然風干或烘干后，加入一定配比的熱固性樹脂，攪拌均勻，放入壓型機中加熱擠 壓成型，擠壓成型所制得防水燃料層為長方形薄片狀，防水燃料層的長度大于基礎燃料層 的長度與基礎燃料層的厚度之和，防水燃料層的寬度大于基礎燃料層的寬度與基礎燃料層 的厚度之和； 第三步、初步壓合成型，將第一步所得的基礎燃料層的上下表面進行表面粗糙化處理， 并在基礎燃料層的上下表面涂上可溶性熱固性樹脂，把基礎燃料層居中夾入兩層防水燃料 層之間，防水燃料層的邊緣完全蓋住基礎燃料層，放入對輥機加熱對輥，使基礎燃料層被壓 合固定成為兩防水燃料層之間的夾心層，得到初步壓合成型的夾心層生物質(zhì)成型燃料； 第四步、封邊二次壓合成型，分別在第三步所得的初步壓合成型的夾心層生物質(zhì)成型 燃料的四邊涂上可溶性熱固性樹脂，分別對夾心層生物質(zhì)成型燃料的四邊進行傾斜放入對 輥機中，加熱軟化，以基礎燃料層和防水燃料層的結合部為支點，緩慢彎折，通過單面分別 彎折，使凸出基礎燃料層上下表面邊緣的防水燃料層相互靠近接觸，最終使防水燃料層的 邊緣呈V字型互相壓合封邊，把基礎燃料層完全封閉在防水燃料層形成的內(nèi)部空間中，即 可制備得到最終的防水型生物質(zhì)成型燃料。
[0011] 通過以上步驟，分步制作，各步驟均為常規(guī)的操作步驟，操作非常方便；而且，第一 步的基礎燃料層只采用農(nóng)業(yè)廢棄物，有效加工加工難度，壓合難度顯著降低；第二步的防水 燃料層最終形成的為薄片狀，厚度大大降低，對輥的效果也可以得到有效保證；第三步的初 步壓合成型工藝非常簡單；第四步的封邊二次壓合成型處理有效實現(xiàn)了基礎燃料層完畢封 閉在防水型較好的防水燃料層內(nèi)部，與外界隔絕，很好地起到了防水的效果，拓展了生物質(zhì) 成型燃料的應用。
[0012] 所述表面粗糙化處理包括磨砂打磨處理、熱蝕刻處理或模具加入凹凸化紋路處 理，均為常規(guī)處理方法，操作簡單方便。
[0013] 第三步所述的初步壓合成型的加熱對輥為一次或多次對輥，可以根據(jù)需要多次對 輥提高基礎燃料層的致密性。
[0014] 所述基礎燃料層與所述防水燃料層的厚度比值為10:1?50:1，根據(jù)實際加工需 要靈活調(diào)整，滿足不同使用環(huán)境的要求。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是： 第一、加工方便，采用層壓封邊結構，分步加工，且工序多為常規(guī)操作，無特殊設備宣 秋，生產(chǎn)便捷性高； 第二、防水效果好，通過采用致密性較好的木質(zhì)素和油料作物廢棄物作為防水燃料層， 薄層厚度要求進一步提高其致密性，有效提升防水效果，且層狀封邊結構形成封閉防水空 間，保證了防水效果； 第三、成型厚度加工性強，根據(jù)需要靈活調(diào)整基礎燃料層和防水燃料層的厚度，且其厚 度控制均采用常規(guī)方法，易于加工； 第四、便于規(guī)?；a(chǎn)，整個防水型生物質(zhì)成型燃料的工序較少，且均為常規(guī)化操作， 操作連續(xù)性高，有效降低規(guī)?；a(chǎn)的難度。

【具體實施方式】
[0016] 下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步的描述： 一種防水型生物質(zhì)成型燃料，所述的生物質(zhì)成型燃料為層狀封邊結構，包括基礎燃料 層和防水燃料層，所述基礎燃料層為長方體塊狀，所述基礎燃料層的上下表面和四周壓合 有防水燃料層，壓合在基礎燃料層四周的防水燃料層呈V字型，所述基礎燃料層的生物質(zhì) 為農(nóng)業(yè)廢棄物，所述防水燃料層的生物質(zhì)為木質(zhì)素和/或油料作物廢棄物；所述農(nóng)業(yè)廢棄 物包括秸桿、玉米芯、甘蔗渣、藻類和水葫蘆中的一種或一種以上的混合物；所述纖維類粘 合劑為廢紙漿和/水解纖維。所述防水燃料層包括木質(zhì)素、油料作物廢棄物和可溶性熱固 性樹脂。所述基礎燃料層包括農(nóng)業(yè)廢棄物和纖維類粘合劑；所述木質(zhì)素包括木塊、木屑和樹 皮中的一種或一種以上的混合物，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。
[0017] 制備防水型生物質(zhì)成型燃料的方法，包括如下步驟： 第一步、基礎燃料層的制備，先把作為生物質(zhì)原料的農(nóng)業(yè)廢棄物進行粉碎，自然風干或 烘干后，加入一定配比的廢紙漿和/或水解纖維作為纖維類粘結劑，攪拌均勻，加入一定含 量的生石灰再次進行攪拌均勻，然后放入壓型機中擠壓成型，擠壓成型所制得的基礎燃料 層為長方體方塊狀； 第二步、防水燃料層的制備，先把作為生物質(zhì)原料的木質(zhì)素和/或油料作物廢棄物進 行粉碎，自然風干或烘干后，加入一定配比的熱固性樹脂，攪拌均勻，放入壓型機中加熱擠 壓成型，擠壓成型所制得防水燃料層為長方形薄片狀，防水燃料層的長度大于基礎燃料層 的長度與基礎燃料層的厚度之和，防水燃料層的寬度大于基礎燃料層的寬度與基礎燃料層 的厚度之和； 第三步、初步壓合成型，將第一步所得的基礎燃料層的上下表面進行表面粗糙化處理， 所述表面粗糙化處理包括磨砂打磨處理、熱蝕刻處理或模具加入凹凸化紋路處理，并在基 礎燃料層的上下表面涂上可溶性熱固性樹脂，把基礎燃料層居中夾入兩層防水燃料層之 間，防水燃料層的邊緣完全蓋住基礎燃料層，放入對輥機加熱對輥，使基礎燃料層被壓合固 定成為兩防水燃料層之間的夾心層，得到初步壓合成型的夾心層生物質(zhì)成型燃料，初步壓 合成型的加熱對棍為一次或多次對棍； 第四步、封邊二次壓合成型，分別在第三步所得的初步壓合成型的夾心層生物質(zhì)成型 燃料的四邊涂上可溶性熱固性樹脂，分別對夾心層生物質(zhì)成型燃料的四邊進行傾斜放入對 輥機中，加熱軟化，以基礎燃料層和防水燃料層的結合部為支點，緩慢彎折，通過單面分別 彎折，使凸出基礎燃料層上下表面邊緣的防水燃料層相互靠近接觸，最終使防水燃料層的 邊緣呈V字型互相壓合封邊，把基礎燃料層完全封閉在防水燃料層形成的內(nèi)部空間中，即 可制備得到最終的防水型生物質(zhì)成型燃料。
[0018] 同時，在實際加工過程中所述基礎燃料層與所述防水燃料層的厚度比值為 10:1 ?50:1。
[0019] 為了進一步說明本發(fā)明的防水性效果，本發(fā)明以不同材質(zhì)生物質(zhì)原料的基礎燃料 層、防水燃料層制作成最終的生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)品，進行防水型對比研究，結果如表1所 示； 表1不同生物質(zhì)成型燃料吸水率對比

【權利要求】
1. 一種防水型生物質(zhì)成型燃料，其特征在于：所述的生物質(zhì)成型燃料為層狀封邊結 構，包括基礎燃料層和防水燃料層，所述基礎燃料層為長方體塊狀，所述基礎燃料層的上下 表面和四周壓合有防水燃料層，壓合在基礎燃料層四周的防水燃料層呈V字型，所述基礎 燃料層的生物質(zhì)為農(nóng)業(yè)廢棄物，所述防水燃料層的生物質(zhì)為木質(zhì)素和/或油料作物廢棄 物。
2. 根據(jù)權利要求1所述的防水型生物質(zhì)成型燃料，其特征在于：所述防水燃料層包括 木質(zhì)素、油料作物廢棄物和可溶性熱固性樹脂。
3. 根據(jù)權利要求1所述的防水型生物質(zhì)成型燃料，其特征在于：所述基礎燃料層包括 農(nóng)業(yè)廢棄物和纖維類粘合劑。
4. 根據(jù)權利要求2所述的防水型生物質(zhì)成型燃料，其特征在于：所述農(nóng)業(yè)廢棄物包括 秸桿、玉米芯、甘蔗渣、藻類和水葫蘆中的一種或一種以上的混合物。
5. 根據(jù)權利要求3所述的防水型生物質(zhì)成型燃料，其特征在于：所述木質(zhì)素包括木塊、 木屑和樹皮中的一種或一種以上的混合物，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。
6. 根據(jù)權利要求2所述的防水型生物質(zhì)成型燃料，其特征在于：所述纖維類粘合劑為 廢紙漿和/水解纖維。
7. -種制備權利要求1?6任一項權利要求所述的防水型生物質(zhì)成型燃料的方法，其 特征在于包括如下步驟： 第一步、基礎燃料層的制備，先把作為生物質(zhì)原料的農(nóng)業(yè)廢棄物進行粉碎，自然風干或 烘干后，加入一定配比的廢紙漿和/或水解纖維作為纖維類粘結劑，攪拌均勻，加入一定含 量的生石灰再次進行攪拌均勻，然后放入壓型機中擠壓成型，擠壓成型所制得的基礎燃料 層為長方體方塊狀； 第二步、防水燃料層的制備，先把作為生物質(zhì)原料的木質(zhì)素和/或油料作物廢棄物進 行粉碎，自然風干或烘干后，加入一定配比的熱固性樹脂，攪拌均勻，放入壓型機中加熱擠 壓成型，擠壓成型所制得防水燃料層為長方形薄片狀，防水燃料層的長度大于基礎燃料層 的長度與基礎燃料層的厚度之和，防水燃料層的寬度大于基礎燃料層的寬度與基礎燃料層 的厚度之和； 第三步、初步壓合成型，將第一步所得的基礎燃料層的上下表面進行表面粗糙化處理， 并在基礎燃料層的上下表面涂上可溶性熱固性樹脂，把基礎燃料層居中夾入兩層防水燃料 層之間，防水燃料層的邊緣完全蓋住基礎燃料層，放入對輥機加熱對輥，使基礎燃料層被壓 合固定成為兩防水燃料層之間的夾心層，得到初步壓合成型的夾心層生物質(zhì)成型燃料； 第四步、封邊二次壓合成型，分別在第三步所得的初步壓合成型的夾心層生物質(zhì)成型 燃料的四邊涂上可溶性熱固性樹脂，分別對夾心層生物質(zhì)成型燃料的四邊進行傾斜放入對 輥機中，加熱軟化，以基礎燃料層和防水燃料層的結合部為支點，緩慢彎折，通過單面分別 彎折，使凸出基礎燃料層上下表面邊緣的防水燃料層相互靠近接觸，最終使防水燃料層的 邊緣呈V字型互相壓合封邊，把基礎燃料層完全封閉在防水燃料層形成的內(nèi)部空間中，即 可制備得到最終的防水型生物質(zhì)成型燃料。
8. 根據(jù)權利要求7所述的防水型生物質(zhì)成型燃料制備方法，其特征在于：所述表面粗 糙化處理包括磨砂打磨處理、熱蝕刻處理或模具加入凹凸化紋路處理。
9. 根據(jù)權利要求7所述的防水型生物質(zhì)成型燃料制備方法，其特征在于：第三步所述 的初步壓合成型的加熱對輥為一次或多次對輥。
10. 根據(jù)權利要求7所述的防水型生物質(zhì)成型燃料制備方法，其特征在于：所述基礎燃 料層與所述防水燃料層的厚度比值為10:1?50:1。
【文檔編號】B30B11/00GK104403714SQ201410586310
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權日:2014年10月28日
【發(fā)明者】王志雄 申請人:惠州市拓豐實業(yè)有限公司