一种高热值洁净生物质颗粒燃料制造技术

本发明专利技术涉及现代农业产业技术领域，公开了一种高热值洁净生物质颗粒燃料，利用燃烧特性以及燃烧动力学原理，降低了燃料的着火点，提高了料层之间的传热速度，燃烧效率随之提高，燃料灰分含量和气体释放量明显降低，燃烧速度以及同二氧化碳反应的气化速度均得到提高，通过模拟燃烧试验可知制备得到的生物质颗粒燃料燃烧热值达到了28‑30MJ/kg，本发明专利技术有效解决了现有生物质颗粒燃料热值低的问题，提高了生物质废料的利用价值以及对环境保护的力度，能够实现资源极大化利用以及保护环境的现实意义，对于生物质能源的发展具有使用价值，是一种极为值得推广使用的技术方案。

【技术实现步骤摘要】
一种高热值洁净生物质颗粒燃料
本专利技术属于现代农业产业
，具体涉及一种高热值洁净生物质颗粒燃料。
技术介绍
生物质燃料：是指将生物质材料燃烧作为燃料，一般主要是农林废弃物（如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等），主要区别于化石燃料。在目前的国家政策和环保标准中，直接燃烧生物质属于高污染燃料，只在农村的大灶中使用，不允许在城市中使用。生物质燃料的应用，实际主要是生物质成型燃料，是将农林废物作为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型（如块状、颗粒状等）的，可直接燃烧的一种新型清洁燃料。秸秆压块燃料作为新的商品能源已在各个行业得到了大量的使用。而且因其密度高、热值高、形状规则、流动性好，很方便的可以实现燃烧自动控制，可以为企业节省大额的能源成本。固化成型后的生物质颗粒燃料比重大、体积小，便于储存和运输，是优质固体燃料，其热值可达3200-4500大卡，具有易燃、灰分少、成本低等特点，可替代木柴、原煤等燃料，广泛应用于取暖、生活炉灶、工业锅炉、生物质发电厂等。现有的生物质固体燃料虽然可以代替煤炭类的固态燃料以及石油类的液态燃料，但是由于生物质燃料在燃烧过程中容易出现结块黏连的问题，导致生物质燃料的燃烧热值较低，生物质能源并没有发挥最佳，并且还会产生灰分较多，气体排放量较多的负面问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种高热值洁净生物质颗粒燃料，有效解决了现有生物质颗粒燃料热值低的问题，提高了生物质废料的利用价值以及对环境保护的力度。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种高热值洁净生物质颗粒燃料，制备方法包括以下步骤：（1）将农业废弃物收集净化处理除去杂质后，置于热风干燥器中，进行分阶段干燥：第一步在空气相对湿度为50-55%下，将空气加热至75-80℃，干燥90-100分钟，第二步在空气相对湿度为40-45%下，将空气加热至98-100℃，干燥60-70分钟，第三步在空气相对湿度为30-40%下，将空气加热至115-120℃，干燥至物料含水量在15-18%之间，得到干燥物料置于粉碎机中粉碎至粒径在1-3毫米范围；（2）将质量浓度为80-85%的磷酸溶液与水按照质量比为1:2.4-2.6的比例混合，加热升温至68-70℃，搅拌混合30-40分钟后，加入质量分数为酸液1.5-1.7%的氢氧化铝与氮化硼的混合粉料，继续升温至75-78℃，搅拌反应2-3小时，反应结束后冷却至20-25℃，将反应产物静置分层后，倒去上澄清液，剩余物料在80-90℃下干燥6-8小时，然后置于650-700℃的马弗炉中煅烧4-5小时，煅烧产物随炉冷却至室温得到复合传热材料；（3）将步骤（1）与步骤（2）中制备得到的物料混合，对应混合质量比为2700-2800:1，将混合物料装配到球磨机中进行球磨，球磨转速设定为300-320转/分钟，正反双向交替运行，每隔60-70分钟交替一次，球磨7-8小时结束，得到的粉料静置3-4小时，加入脱硫石膏粉，混合均匀后投入成型设备中进行挤压成型，得到生物质颗粒燃料。作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述农业废弃物按照质量百分比计含有以下成分：大豆秸秆占25-30%、玉米秸秆占20-25%、芝麻秸秆占15-20%、花生壳占10-15%、剩余为玉米芯。作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述氢氧化铝与氮化硼的混合粉料中二者混合质量比为4-5:1-2。作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述脱硫石膏粉添加量为球磨粉料质量的0.075-0.080%。作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述制备得到的成型生物质颗粒密度在1.25-13.0g/cm3之间，颗粒大小在4-6毫米范围。本专利技术相比现有技术具有以下优点：为了解决现有生物质颗粒燃料热值不高的问题，本专利技术提供了一种高热值洁净生物质颗粒燃料，利用燃烧特性以及燃烧动力学原理，降低了燃料的着火点，提高了料层之间的传热速度，燃烧效率随之提高，燃料灰分含量和气体释放量明显降低，燃烧速度以及同二氧化碳反应的气化速度均得到提高，通过模拟燃烧试验可知制备得到的生物质颗粒燃料燃烧热值达到了28-30MJ/kg，本专利技术有效解决了现有生物质颗粒燃料热值低的问题，提高了生物质废料的利用价值以及对环境保护的力度，能够实现资源极大化利用以及保护环境的现实意义，对于生物质能源的发展具有使用价值，是一种极为值得推广使用的技术方案。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术所提供的技术方案。实施例1一种高热值洁净生物质颗粒燃料，制备方法包括以下步骤：（1）将农业废弃物收集净化处理除去杂质后，置于热风干燥器中，进行分阶段干燥：第一步在空气相对湿度为50%下，将空气加热至75℃，干燥90分钟，第二步在空气相对湿度为40%下，将空气加热至98℃，干燥60分钟，第三步在空气相对湿度为30%下，将空气加热至115℃，干燥至物料含水量在15-18%之间，得到干燥物料置于粉碎机中粉碎至粒径在1-3毫米范围；（2）将质量浓度为80%的磷酸溶液与水按照质量比为1:2.4的比例混合，加热升温至68℃，搅拌混合30分钟后，加入质量分数为酸液1.5%的氢氧化铝与氮化硼的混合粉料，继续升温至75℃，搅拌反应2小时，反应结束后冷却至205℃，将反应产物静置分层后，倒去上澄清液，剩余物料在80℃下干燥6小时，然后置于650℃的马弗炉中煅烧4小时，煅烧产物随炉冷却至室温得到复合传热材料；（3）将步骤（1）与步骤（2）中制备得到的物料混合，对应混合质量比为2700:1，将混合物料装配到球磨机中进行球磨，球磨转速设定为300转/分钟，正反双向交替运行，每隔60分钟交替一次，球磨7小时结束，得到的粉料静置3小时，加入脱硫石膏粉，混合均匀后投入成型设备中进行挤压成型，得到生物质颗粒燃料。作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述农业废弃物按照质量百分比计含有以下成分：大豆秸秆占25%、玉米秸秆占20%、芝麻秸秆占15%、花生壳占10%、剩余为玉米芯。作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述氢氧化铝与氮化硼的混合粉料中二者混合质量比为4:1。作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述脱硫石膏粉添加量为球磨粉料质量的0.075%。作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述制备得到的成型生物质颗粒密度在1.25-13.0g/cm3之间，颗粒大小在4-6毫米范围。实施例2一种高热值洁净生物质颗粒燃料，制备方法包括以下步骤：（1）将农业废弃物收集净化处理除去杂质后，置于热风干燥器中，进行分阶段干燥：第一步在空气相对湿度为53%下，将空气加热至78℃，干燥95分钟，第二步在空气相对湿度为43%下，将空气加热至99℃，干燥65分钟，第三步在空气相对湿度为35%下，将空气加热至118℃，干燥至物料含水量在15-18%之间，得到干燥物料置于粉碎机中粉碎至粒径在1-3毫米范围；（2）将质量浓度为83%的磷酸溶液与水按照质量比为1:2.5的比例混合，加热升温至69℃，搅拌混合35分钟后，加入质量分数为酸液1.6%的氢氧化铝与氮化硼的混合粉料，继续升温至76℃，搅拌反应2.5小时，反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高热值洁净生物质颗粒燃料，其特征在于，制备方法包括以下步骤：（1）将农业废弃物收集净化处理除去杂质后，置于热风干燥器中，进行分阶段干燥：第一步在空气相对湿度为50‑55%下，将空气加热至75‑80℃，干燥90‑100分钟，第二步在空气相对湿度为40‑45%下，将空气加热至98‑100℃，干燥60‑70分钟，第三步在空气相对湿度为30‑40%下，将空气加热至115‑120℃，干燥至物料含水量在15‑18%之间，得到干燥物料置于粉碎机中粉碎至粒径在1‑3毫米范围；（2）将质量浓度为80‑85%的磷酸溶液与水按照质量比为1:2.4‑2.6的比例混合，加热升温至68‑70℃，搅拌混合30‑40分钟后，加入质量分数为酸液1.5‑1.7%的氢氧化铝与氮化硼的混合粉料，继续升温至75‑78℃，搅拌反应2‑3小时，反应结束后冷却至20‑25℃，将反应产物静置分层后，倒去上澄清液，剩余物料在80‑90℃下干燥6‑8小时，然后置于650‑700℃的马弗炉中煅烧4‑5小时，煅烧产物随炉冷却至室温得到复合传热材料；（3）将步骤（1）与步骤（2）中制备得到的物料混合，对应混合质量比为2700‑2800:1，将混合物料装配到球磨机中进行球磨，球磨转速设定为300‑320转/分钟，正反双向交替运行，每隔60‑70分钟交替一次，球磨7‑8小时结束，得到的粉料静置3‑4小时，加入脱硫石膏粉，混合均匀后投入成型设备中进行挤压成型，得到生物质颗粒燃料。...

【技术特征摘要】
1.一种高热值洁净生物质颗粒燃料，其特征在于，制备方法包括以下步骤：（1）将农业废弃物收集净化处理除去杂质后，置于热风干燥器中，进行分阶段干燥：第一步在空气相对湿度为50-55%下，将空气加热至75-80℃，干燥90-100分钟，第二步在空气相对湿度为40-45%下，将空气加热至98-100℃，干燥60-70分钟，第三步在空气相对湿度为30-40%下，将空气加热至115-120℃，干燥至物料含水量在15-18%之间，得到干燥物料置于粉碎机中粉碎至粒径在1-3毫米范围；（2）将质量浓度为80-85%的磷酸溶液与水按照质量比为1:2.4-2.6的比例混合，加热升温至68-70℃，搅拌混合30-40分钟后，加入质量分数为酸液1.5-1.7%的氢氧化铝与氮化硼的混合粉料，继续升温至75-78℃，搅拌反应2-3小时，反应结束后冷却至20-25℃，将反应产物静置分层后，倒去上澄清液，剩余物料在80-90℃下干燥6-8小时，然后置于650-700℃的马弗炉中煅烧4-5小时，煅烧产物随炉冷却至室温得到复合传热材料；（3）将步骤（1）与步骤（2）中制备得...

【专利技术属性】
技术研发人员：严晓武，
申请(专利权)人：合肥市晶谷农业科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34