本发明涉及生物质颗粒技术领域，特别是涉及一种高燃烧生物质颗粒的配方及制备工艺。
背景技术：
生物质燃料由秸秆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、油茶壳、棉籽壳等以及“三剩物”经过加工产生的块状环保新能源。中国是一个人口大国，又是一个经济迅速发展的国家，21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。因此改变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。
开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义，中国80％人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料；尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加，但生物质能仍占有重要地位。
现有生物质技术在制备过程中，存在对生物质物料进行干燥的处理工艺，但是大多采用热气循环的方式对其进行干燥，干燥效率低，且最终形成的生物质颗粒也会因为生物质本身的物料杂质导致燃烧不充分，产生多余的杂质灰烬。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高燃烧生物质颗粒的配方，能解决现有生物质颗粒在制备过程中采用传统的热风干燥，而出现的干燥不均匀，易膨胀，效率低，干燥时间长的问题，并且现有的生物质颗粒并没有去除生物质颗粒本体内的污质，燃烧后易形成对于的灰烬。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高燃烧生物质颗粒的配方，所述生物质颗粒配方包括以下重量份的原料：玉米杆50-65份、玉米芯40-55份、麦秆30-45份、小麦茎叶20-35份、花生壳15-25份、油茶壳15-20份、豆荚15-20份、稻壳15-20份、棉籽壳15-20份、树皮25-35份、动物粪便10-45份、锯末10-35份、甘油10-25份、乙醇溶液8-18份和助燃剂2-5份。
一种高燃烧生物质颗粒的制备工艺，包括以下制备步骤：
(1)风干：将玉米杆、玉米芯、麦秆、小麦茎叶、花生壳、油茶壳、豆荚、稻壳、棉籽壳、树皮和动物粪便进行风干处理；
(2)一次粉碎：按配方重量份，称取玉米杆、玉米芯、麦秆、小麦茎叶、花生壳、油茶壳、豆荚、稻壳、棉籽壳、树皮和动物粪便通入粉碎机进行一次粉碎，并经过搅拌机混合均匀，形成一级混合物料；
(3)换热：将一级混合物料通入换热釜后经过高温蒸汽进行换热，形成二级混合物料；
(4)炭化：将二级混合物料通入炭化炉中进行高温炭化炭化炉进行炭化处理；
(5)二次粉碎：将三级混合物料冷却后与适量锯末通入粉碎机，进行二次粉碎，并经过搅拌机混合均匀，形成四级混合物料；
(6)成粒：向四级混合物中加入适量甘油、乙醇溶液和助燃剂充分混合搅拌后通入生物质颗粒成型装置，形成高燃烧生物质颗粒。
作为本发明的一种优选技术方案，所述动物粪便为干鸡粪或干牛粪或干猪粪或干羊粪或任意比例混合的干燥动物粪便。
作为本发明的一种优选技术方案，所述助燃剂为氯酸钾或高氯酸钾。
作为本发明的一种优选技术方案，所述乙醇水溶液中的无水乙醇和水的体积比为(0.7-0.85)：1。
与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：本发明在生物质颗粒制备工艺中引入对物料的换热炭化处理，通过反应釜的换热，提高了生物质物料内的温度，再结合对反应釜内的抽真空方式，加快水分的气化速度，从而实现反应釜内物料的高效脱水；再通过对生物质颗粒进行炭化处理，使得形成生物质颗粒的物料具有高能量密度，减少生物质物料内杂污，将传统生物质颗粒干燥工艺替换为换热工艺结合炭化处理工艺，实现了高燃烧生物质颗粒成型。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
本发明提供一种高燃烧生物质颗粒的配方，生物质颗粒配方包括以下重量份的原料：玉米杆50份、玉米芯40份、麦秆30份、小麦茎叶20份、花生壳15份、油茶壳15份、豆荚15份、稻壳15份、棉籽壳15份、树皮25份、动物粪便10份、锯末10份、甘油10份、乙醇溶液8份和助燃剂2份。
本发明还提供了一种高燃烧生物质颗粒的制备工艺，包括以下制备步骤：
(1)风干：将玉米杆、玉米芯、麦秆、小麦茎叶、花生壳、油茶壳、豆荚、稻壳、棉籽壳、树皮和动物粪便进行风干处理，风干处理的环境温度保持在28摄氏度，通风风力1-3级，相对湿度低于70％；且风干处理时间保持1-3天；
(2)一次粉碎：按配方重量份，称取玉米杆、玉米芯、麦秆、小麦茎叶、花生壳、油茶壳、豆荚、稻壳、棉籽壳、树皮和动物粪便通入粉碎机进行一次粉碎，并经过搅拌机混合均匀，形成一级混合物料；其中，一次粉碎后的形成的一级混合物料均为片状物或大颗粒块状物；
(3)换热：将一级混合物料通入换热釜后经过高温蒸汽进行换热，形成二级混合物料；具体的，将一级混合物料经过换热釜的下料口落入釜内腔，将下料口封闭；通过连通外界的蒸汽装置向换热釜的釜壁夹层内通入高温蒸汽，发生换热反应，实现一级混合物料的换热，进而在釜内腔形成高温的二级混合物料；具体的，反应釜的釜壁夹层内侧镶嵌有换热板，且换热釜还连通外界的抽真空装置，不间断对反应釜的进行抽真空，从而降低一级混合物料的气化热；
(4)炭化：将二级混合物料通入炭化炉中进行高温炭化炭化炉进行炭化处理；具体的，换热釜和炭化炉可以设置为上下连通的一体装置，打开换热釜下方的活动封板，二级混合物料落入炭化炉中，通过调节炭化炉的炉内温度，在隔绝空气的情况下，使二级混合物料发生炭化反应，形成三级混合物料，炉内温度控制在300-500摄氏度，且内部设有防高温的搅拌叶轮，用于搅拌二级混合物料；化炉上方设有燃气排出管口，管口通过阀门开合，燃气排出管口连通外接的燃气储存装置，将炭化后形成的可燃气储存；
(5)二次粉碎：将三级混合物料冷却后与适量锯末通入粉碎机，进行二次粉碎，并经过搅拌机混合均匀，形成四级混合物料；具体的，冷却后温度保持在30-65摄氏度，二次粉碎后的四级混合物料为粉尘状态；
(6)成粒：向四级混合物中加入适量甘油、乙醇溶液和助燃剂充分混合搅拌后通入生物质颗粒成型装置，形成高燃烧生物质颗粒。
动物粪便为干鸡粪或干牛粪或干猪粪或干羊粪或任意比例混合的干燥动物粪便，在动物粪便收取时，优先选用饲养牲畜家禽的粪便，也可以采用野外动物的粪便，只需要在处理前进行适量干燥即可；助燃剂为氯酸钾或高氯酸钾，乙醇水溶液中的无水乙醇和水的体积比为0.75：1。
实施例2
本发明提供一种高燃烧生物质颗粒的配方，生物质颗粒配方包括以下重量份的原料：玉米杆65份、玉米芯55份、麦秆45份、小麦茎叶35份、花生壳25份、油茶壳20份、豆荚20份、稻壳20份、棉籽壳20份、树皮35份、动物粪便45份、锯末35份、甘油25份、乙醇溶液18份和助燃剂5份。
本发明还提供了一种高燃烧生物质颗粒的制备工艺，包括以下制备步骤：
(1)风干：将玉米杆、玉米芯、麦秆、小麦茎叶、花生壳、油茶壳、豆荚、稻壳、棉籽壳、树皮和动物粪便进行风干处理，风干处理的环境温度保持在35摄氏度，通风风力1-3级，相对湿度低于70％；且风干处理时间保持1-3天；
(2)一次粉碎：按配方重量份，称取玉米杆、玉米芯、麦秆、小麦茎叶、花生壳、油茶壳、豆荚、稻壳、棉籽壳、树皮和动物粪便通入粉碎机进行一次粉碎，并经过搅拌机混合均匀，形成一级混合物料；其中，一次粉碎后的形成的一级混合物料均为片状物或大颗粒块状物；
(3)换热：将一级混合物料通入换热釜后经过高温蒸汽进行换热，形成二级混合物料；具体的，将一级混合物料经过换热釜的下料口落入釜内腔，将下料口封闭；通过连通外界的蒸汽装置向换热釜的釜壁夹层内通入高温蒸汽，发生换热反应，实现一级混合物料的换热，进而在釜内腔形成高温的二级混合物料；具体的，反应釜的釜壁夹层内侧镶嵌有换热板，且换热釜还连通外界的抽真空装置，不间断对反应釜的进行抽真空，从而降低一级混合物料的气化热；
(4)炭化：将二级混合物料通入炭化炉中进行高温炭化炭化炉进行炭化处理；具体的，换热釜和炭化炉可以设置为上下连通的一体装置，打开换热釜下方的活动封板，二级混合物料落入炭化炉中，通过调节炭化炉的炉内温度，在隔绝空气的情况下，使二级混合物料发生炭化反应，形成三级混合物料，炉内温度控制在300-500摄氏度，且内部设有防高温的搅拌叶轮，用于搅拌二级混合物料；化炉上方设有燃气排出管口，管口通过阀门开合，燃气排出管口连通外接的燃气储存装置，将炭化后形成的可燃气储存；
(5)二次粉碎：将三级混合物料冷却后与适量锯末通入粉碎机，进行二次粉碎，并经过搅拌机混合均匀，形成四级混合物料；具体的，冷却后温度保持在30-65摄氏度，二次粉碎后的四级混合物料为粉尘状态；
(6)成粒：向四级混合物中加入适量甘油、乙醇溶液和助燃剂充分混合搅拌后通入生物质颗粒成型装置，形成高燃烧生物质颗粒。
动物粪便为干鸡粪或干牛粪或干猪粪或干羊粪或任意比例混合的干燥动物粪便，在动物粪便收取时，优先选用饲养牲畜家禽的粪便，也可以采用野外动物的粪便，只需要在适度风干即可；助燃剂为氯酸钾或高氯酸钾，乙醇水溶液中的无水乙醇和水的体积比为0.8：1。
本发明在生物质颗粒制备工艺中引入对物料的换热炭化处理，通过反应釜的换热，提高了生物质物料内的温度，再结合对反应釜内的抽真空方式，加快水分的气化速度，从而实现反应釜内物料的高效脱水；再通过对生物质颗粒进行炭化处理，使得形成生物质颗粒的物料具有高能量密度，减少生物质物料内杂污，将传统生物质颗粒干燥工艺替换为换热工艺结合炭化处理工艺，实现了高燃烧生物质颗粒成型。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。