一种生物质燃料及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种生物质燃料及其制作方法，属于生物燃料领域。该方法包括以下步骤：1)将生物质造粒、定型，制得定型料。2)采用微波干燥技术对所述定型料进行干燥，所述干燥的时间为5～30分钟，每克定型料的微波输入功率为0.055～0.56W，即得生物质燃料。由于采用微波干燥的方式，通过上述方法制作的生物质燃料，克服了现有的生物质燃料的干燥不彻底，干燥不均匀，干燥能耗大的问题。此外，由于生物质燃料的含水率大大降低，其单位热值提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物燃料领域，具体而言，涉及一种生物质燃料的制作方法。
技术介绍
化石燃料的大量使用和开采，由此引发大量的环境问题。另一方面，由于化石的不断消耗，其储量的不断减少，也导致了化石燃料的使用成本增加。人们迫切需求一种新型燃料来逐步减少甚至替代现有的化石燃料。其中，生物质燃料是一种前景广阔的选择。生物质是一种可再生能源，而且其来源十分广阔。生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，它包括植物、动物和微生物等等。目前，代表性的生物质有农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物、秸秆、树木等木质纤维素、农产品加工业下脚料。生物质具有可再生性、低污染性、来源广泛分布性等优点。当前，生物质燃料的生产过程使其还普遍存在水分含量高的缺点，从而导致了生物质燃料不易储存、燃烧时热损耗大的问题。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生物质燃料的制作方法，所述生物质燃料的制作方法可以改善现有生物质燃料含水量高的问题，从而可以提高生物质燃料燃烧效率，改善其储存的便利性。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种生物质燃料的制作方法，包括以下步骤：1)将生物质造粒、定型，制得定型料；2)采用微波干燥技术对所述定型料进行干燥，所述干燥的时间为5～30分钟，每克定型料的微波输入功率为0.055～0.56W，即得生物质燃料。现有的生物质燃料产生过程中通常采用滚筒、锅炉来进行干燥，将生物质放入滚筒中通过电阻丝等间接加热方式来干燥生物质，即先加热滚筒，然后通过高温滚筒的热辐射对生物质加热，最后将干燥后的生物质制作为颗粒、成型。但是，现有的加热方式往往存在加热不充分，加热不均匀的问题，滚筒受热不均难以同时加热大量的生物质，从而生物质的干燥效率大大下降。此外，滚筒加热存在热损耗、传热速度慢的问题，从而导致热量的浪费。生物质的干燥效果差、含水率高，导致制作的生物质燃料不容易点燃，燃烧效率低。本专利技术采用微波加热的方式，微波直接作用于生物质，生物质吸收微波能将其转换成热能，使生物质整体同时升温。生物质中的水分子、挥发分受微波振动，相互碰撞、摩擦产生热能，从而快速从生物质中脱离。微波覆盖生物质，其中的水分子、挥发分同时运动、碰撞，所产生的热量也是在整个生物质内同时产生，实现快速、高效的干燥，干燥更加的彻底和均匀。通过微波加热生物质燃料，可以去除生物质里面的水分，提高生物质燃料的热值。生物质燃料的能量密度提高，生物质燃料的物流成本降低，从而增大了生物质燃料的利用范围。优选地，微波作用于生物质的温度为200～400℃。在该温度下，微波作用于生物质，可以去除生物质里的挥发分(VOCs，挥发性有机物)，破坏生物质里面的木质素和半纤维素，使得处理后的生物质燃料再次接触到水时，不会散架。优选地，在所述造粒之后和定型之前，还包括：将所述生物质初步干燥至含水量为3％～15％(重量百分比)。对生物质颗粒进行干燥以降低其含水率，利于将生物质制作定型。水分含量过高，在成型时生物质体积大，生物质颗粒之间的接触面积小，成型牢固程度低，并且后期干燥时，水分的去除导致其体积变化大，容易松散、破裂。水分含量过低，则使得生物质颗粒之间的范德华力降低，生物质颗粒相互连接不牢固，不利于成型。优选地，所述初步干燥的方法为：所述生物质颗粒于气流干燥机中初步干燥。在气流干燥机中，生物质颗粒分散于热气流中，生物质颗粒随同热气流于管道中向前流动，最后再通过离心分离设备与气流分离。由于生物质颗粒可以充分分散于热气流中，热力流与生物质颗粒的接触面积大，干燥的有效面积大，可以缩短对生物质颗粒的干燥时间。优选地，步骤1)中利用造粒机将生物质粉碎为颗粒。造粒机制作生物质颗粒的速度快、效率高，而且粒径相对更均匀。优选地，粉碎后的所述生物质颗粒的粒径为5～20mm。粒径过大，则生物质颗粒之间的接触不充分，成型后空隙率高，生物质燃料密度降低。粒径过小，则生物质颗粒的加工难度增加，加工成本上升；另外，生物质颗粒之间的相互作用更强，不利于水分、挥发分的去除。优选地，所述定型料是通过挤压成型制作而成，所述定型料的密度为0.7～2g/cm3。挤压成型使得生物质颗粒紧密结合，形成致密的定型料。该定型料具有稳定的几何形状，保持较好的结构强度，方便于运输、储存。优选地，所述挤压成型的压力为60～100Mpa。挤压成型可以在一定程度上将生物质颗粒间的空气赶出，在一定程度上提高定型料的致密度。此外，将少量被挤压出的水分去除，降低孔隙间的水分。生物质材料中的木质素塑化，具有一定的流动性和粘性，降低挤压设备的功耗，同时还使得生物质颗粒之间的凝聚更牢固。优选地，步骤1)中进行定型时加入粘结剂，所述定型料中含有3～10％(重量百分比)的粘结剂。通过添加粘结剂可以提高生物质颗粒堆积的紧密和牢固性，从而改善定型料的机械强度和防水等性能。粘结剂含量过高使得生物质燃料的单位产热量降低，不利于生物质燃料的使用；粘结剂含量过低，对生物质颗粒的粘结作用弱，定型料容易发生破碎。优选地，所述粘结剂为聚环氧乙烷。生物质原料的成型过程中，生物质颗粒与液体接触，在其表面会发生电荷的吸附现象，使生物质颗粒表面带电荷，相应地，在液体表面会形成相反电荷的扩散层，从而在生物质颗粒表面和液体内部产生电动势。由于该电动势的存在，会阻碍生物质颗粒之间相互靠近，对生物质颗粒的压缩成型起排斥作用，降低生物质颗粒成型后的牢固程度。聚环氧乙烷则可以起到中和该电动势的作用，减小生物质颗粒之间的排斥作用，使得生物质颗粒之间结合更牢固，更抗摔。优选地，所述定型料为棒状、块状、蜂窝状结构。优选地，所述生物质包括玉米秸轩、水稻秸轩、小麦秸杆、豆秸、木屑中的一种或多种。优选地，步骤2)中对所述定型料进行干燥时，还包括：通过红外传感器检测所述定型料的温度。通过红外传感器检测定型料的温度，从而可以根据其温度，调整微波的输入功率，以便实现微波能量的优化利用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)干燥速度高，微波直接作用于生物质燃料中的水分、挥发分，使其运动、碰撞产热，不需热传导进行干燥，从而提高了干燥效率。(2)热损耗少，由于将生物质燃料中的水分、挥发分物质去除的更加彻底，生物质燃料燃烧时，由水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质燃料的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将生物质造粒、定型，制得定型料；2)采用微波干燥技术对所述定型料进行干燥，所述干燥的时间为5～30分钟，每克所述定型料的微波输入功率为0.055～0.56W，即得生物质燃料。

【技术特征摘要】
1.一种生物质燃料的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将生物质造粒、定型，制得定型料；
2)采用微波干燥技术对所述定型料进行干燥，所述干燥的时间
为5～30分钟，每克所述定型料的微波输入功率为0.055～0.56W，即
得生物质燃料。
2.根据权利要求1所述的一种生物质燃料的制作方法，其特征
在于，在所述造粒之后和定型之前，还包括：将所述生物质初步干
燥至含水量为3％～15％(重量百分比)。
3.根据权利要求2所述的一种生物质燃料的制作方法，其特征
在于，所述初步干燥的方法为：所述生物质颗粒于气流干燥机中初
步干燥。
4.根据权利要求1所述的一种生物质燃料的制作方法，其特征
在于，所述定型料的粒径为5～20mm。
5.根据权利要求1所述的一种生物质燃料的制作方法，其特征
在于，所述定...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鹏，
申请(专利权)人：杨鹏，
类型：发明
国别省市：四川;51