一种清洁型生物质能源颗粒的制作方法

文档序号:23541699发布日期:2021-01-05 20:50阅读:104来源:国知局
本发明涉及新能源
技术领域
,具体为一种清洁型生物质能源颗粒。
背景技术
:生物质能源颗粒实质是生物质能的直接燃烧应用,是对生物质的加工利用,直接燃烧方式可分为炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾燃烧和固形燃料燃烧四种情况,其中,固形燃料燃烧是新推广的技术,它把生物质固化成型后,再采取传统的燃煤设备燃用,其优点是充分利用生物质能源替代煤炭,减少二氧化碳和二氧化硫的排放量,有利于环保和控制温室气体的排放,减缓气候变坏,减少自然灾害的发生。但是目前大部分的生物质能源颗粒在燃烧时极易产生结渣,因为大多数秸秆灰中碱金属氧化物的含量远高于煤灰中碱金属氧化物含量的平均值,碱金属与二氧化硅反应生成低熔点的共晶体,共晶体的存在降低了秸秆灰分的熔点,从而使秸秆灰极易结渣,秸秆灰一旦结渣不但会降低燃烧锅炉或者燃烧设备的热能利用率,同时使得燃烧锅炉或者燃烧设备极难清理,因此提出一种清洁型生物质能源颗粒。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种清洁型生物质能源颗粒,以解决上述
背景技术
中提出的问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种清洁型生物质能源颗粒,由以下重量份的原料制成:50-80wt%的混合秸秆、2-10wt%的防结渣剂、40-60wt%木质粉末,所述混合秸秆为稻草秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、油菜秸秆和棉花秸秆中的一种或者多种混合物,所述防结渣剂为方解石、石英砂和膨润土的混合物。更进一步地,所述木质粉末为竹子粉末、杨树粉末、松树粉末和柏树粉末中的一种或者多种的混合物,所述木质粉末的粒径范围为80目-150目。更进一步地,所述方解石的粒径大小为200目-1000目,所述石英砂的粒径大小为80目-150目,所述膨润土的粒径大小为200目-1000目。更进一步地,其制备方法如下:s1:首先将混合秸秆放置进入捣碎机当中进行捣碎处理,再将捣碎的混合秸秆放置进入蒸煮池当中进行蒸煮12-24小时,蒸煮完成后将混合秸秆捞出自然晾干或者烘干得到原材料a;s2:将原材料a通过粉碎机进行粉碎,从而得到原材料b,所述原材料b的长度控制为50mm-100mm;s3:将原材料b放入秸秆磨粉机并将其磨成粉末,得到原材料c,所述原材料c的粒径大小范围为80目-150目;s4:将原材料c、木质粉末和防结渣剂按照比例投入高速搅拌机当中进行混合搅拌,得到混合物d,其搅拌时间为30s-180s;s5:将混合物d输送至环模造粒机,采用环模和压辊压制成型生产出棒状颗粒的半成品e,在压制过程中的生产温度控制在90摄氏度-130摄氏度之间,所述半成品e的直径范围为3mm-8mm,且其长度范围为30mm-50mm;s6:将半成品e通过风冷机冷却至室温,得到棒状颗粒成品f,所述成品f的密度范围为1.1g/cm3-1.2g/cm3。更进一步地,所述s1步骤中蒸煮池的蒸煮温度范围为60摄氏度-70摄氏度,所述原材料a的水分含量控制为8%-12%之间。更进一步地,所述s4步骤中高速搅拌机的搅拌速率为600rpm-1000rpm,其搅拌温度为60摄氏度-80摄氏度,其搅拌体积为3-5立方米。更进一步地,所述s4步骤中原材料c、木质粉末和防结渣剂的投入先后顺序为首先投入50%的原材料c,然后投入50%的木质粉末,再投入全部的防结渣剂,然后投入剩余50%的原材料c,最后投入剩余50%的木质粉末。与现有技术相比,本发明的有益效果是:(1)、该清洁型生物质能源颗粒,通过防结渣剂的添加,防结渣剂不但能够在生物质能源颗粒在流化床中燃烧时,可提供大量表面积来捕捉精细的飞灰聚集物,使之离床,从而防止结渣,同时防结渣剂可使混合秸秆燃烧后的灰分熔点升高,因此使得该清洁型生物质能源颗粒燃烧时的结渣倾向降低,进而使得燃烧锅炉或者燃烧设备便于清理,同时能够提高燃烧热能利用率。(2)、该清洁型生物质能源颗粒,通过蒸煮池蒸煮工艺的设置,能够有效的使得混合秸秆当中的碱金属被脱出,从而能够有效的避免秸秆当中的碱金属与二氧化硅反应生成低熔点的共晶体,进而能够有效的提高秸秆灰分的熔点,同时通过木质粉末的添加能够有效的降低混合秸秆的含量进而降低燃烧灰分当中秸秆灰分的含量,木质粉末不但能够提高燃烧能,而且其灰分不易结渣。具体实施方式下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。实施例一:一种清洁型生物质能源颗粒,由以下重量份的原料制成:60wt%的混合秸秆、5wt%的防结渣剂、40wt%木质粉末,混合秸秆为20%的稻草秸秆、20%的小麦秸秆、40%的玉米秸秆、10%的油菜秸秆和10%的棉花秸秆的混合物,防结渣剂为60%的方解石、30%的石英砂和10%的膨润土的混合物,方解石的粒径大小为300目,石英砂的粒径大小为100目,膨润土的粒径大小为300目,木质粉末为20%的竹子粉末、50%的杨树粉末、15%的松树粉末和15%的柏树粉末的混合物,木质粉末的粒径大小为100目。其制备方法如下:s1:首先将混合秸秆放置进入捣碎机当中进行捣碎处理,再将捣碎的混合秸秆放置进入蒸煮池当中进行蒸煮12小时,蒸煮完成后将混合秸秆捞出自然晾干得到原材料a;s2:将原材料a通过粉碎机进行粉碎,从而得到原材料b,原材料b的长度控制为80mm;s3:将原材料b放入秸秆磨粉机并将其磨成粉末,得到原材料c,原材料c的粒径大小为100目;s4:将原材料c、木质粉末和防结渣剂按照比例投入高速搅拌机当中进行混合搅拌,得到混合物d,其搅拌时间为45s;s5:将混合物d输送至环模造粒机,采用环模和压辊压制成型生产出棒状颗粒的半成品e,在压制过程中的生产温度控制在90摄氏度-130摄氏度之间,半成品e的直径范围为4mm,且其长度为40mm;s6:将半成品e通过风冷机冷却至室温,得到棒状颗粒成品f,成品f的密度为1.15g/cm3。s1步骤中蒸煮池的蒸煮温度为65摄氏度,原材料a的水分含量控制为10%。s4步骤中高速搅拌机的搅拌速率为800rpm,其搅拌温度为80摄氏度,其搅拌体积为3立方米。s4步骤中原材料c、木质粉末和防结渣剂的投入先后顺序为首先投入50%的原材料c,然后投入50%的木质粉末,再投入全部的防结渣剂,然后投入剩余50%的原材料c,最后投入剩余50%的木质粉末。实施例二:一种清洁型生物质能源颗粒,由以下重量份的原料制成:50wt%的混合秸秆、5wt%的防结渣剂、50wt%木质粉末,混合秸秆为20%的稻草秸秆、20%的小麦秸秆、40%的玉米秸秆、10%的油菜秸秆和10%的棉花秸秆的混合物,防结渣剂为60%的方解石、30%的石英砂和10%的膨润土的混合物,方解石的粒径大小为300目,石英砂的粒径大小为100目,膨润土的粒径大小为300目,木质粉末为20%的竹子粉末、50%的杨树粉末、15%的松树粉末和15%的柏树粉末的混合物,木质粉末的粒径大小为100目。其制备方法如下:s1:首先将混合秸秆放置进入捣碎机当中进行捣碎处理,再将捣碎的混合秸秆放置进入蒸煮池当中进行蒸煮12小时,蒸煮完成后将混合秸秆捞出自然晾干得到原材料a;s2:将原材料a通过粉碎机进行粉碎,从而得到原材料b,原材料b的长度控制为80mm;s3:将原材料b放入秸秆磨粉机并将其磨成粉末,得到原材料c,原材料c的粒径大小为100目;s4:将原材料c、木质粉末和防结渣剂按照比例投入高速搅拌机当中进行混合搅拌,得到混合物d,其搅拌时间为45s;s5:将混合物d输送至环模造粒机,采用环模和压辊压制成型生产出棒状颗粒的半成品e,在压制过程中的生产温度控制在90摄氏度-130摄氏度之间,半成品e的直径范围为4mm,且其长度为40mm;s6:将半成品e通过风冷机冷却至室温,得到棒状颗粒成品f,成品f的密度为1.15g/cm3。s1步骤中蒸煮池的蒸煮温度为65摄氏度,原材料a的水分含量控制为10%。s4步骤中高速搅拌机的搅拌速率为800rpm,其搅拌温度为80摄氏度,其搅拌体积为3立方米。s4步骤中原材料c、木质粉末和防结渣剂的投入先后顺序为首先投入50%的原材料c,然后投入50%的木质粉末,再投入全部的防结渣剂,然后投入剩余50%的原材料c,最后投入剩余50%的木质粉末。实施例三:一种清洁型生物质能源颗粒,由以下重量份的原料制成:70wt%的混合秸秆、5wt%的防结渣剂、30wt%木质粉末,混合秸秆为20%的稻草秸秆、20%的小麦秸秆、40%的玉米秸秆、10%的油菜秸秆和10%的棉花秸秆的混合物,防结渣剂为60%的方解石、30%的石英砂和10%的膨润土的混合物,方解石的粒径大小为300目,石英砂的粒径大小为100目,膨润土的粒径大小为300目,木质粉末为20%的竹子粉末、50%的杨树粉末、15%的松树粉末和15%的柏树粉末的混合物,木质粉末的粒径大小为100目。其制备方法如下:s1:首先将混合秸秆放置进入捣碎机当中进行捣碎处理,再将捣碎的混合秸秆放置进入蒸煮池当中进行蒸煮12小时,蒸煮完成后将混合秸秆捞出自然晾干得到原材料a;s2:将原材料a通过粉碎机进行粉碎,从而得到原材料b,原材料b的长度控制为80mm;s3:将原材料b放入秸秆磨粉机并将其磨成粉末,得到原材料c,原材料c的粒径大小为100目;s4:将原材料c、木质粉末和防结渣剂按照比例投入高速搅拌机当中进行混合搅拌,得到混合物d,其搅拌时间为45s;s5:将混合物d输送至环模造粒机,采用环模和压辊压制成型生产出棒状颗粒的半成品e,在压制过程中的生产温度控制在90摄氏度-130摄氏度之间,半成品e的直径范围为4mm,且其长度为40mm;s6:将半成品e通过风冷机冷却至室温,得到棒状颗粒成品f,成品f的密度为1.15g/cm3。s1步骤中蒸煮池的蒸煮温度为65摄氏度,原材料a的水分含量控制为10%。s4步骤中高速搅拌机的搅拌速率为800rpm,其搅拌温度为80摄氏度,其搅拌体积为3立方米。s4步骤中原材料c、木质粉末和防结渣剂的投入先后顺序为首先投入50%的原材料c,然后投入50%的木质粉末,再投入全部的防结渣剂,然后投入剩余50%的原材料c,最后投入剩余50%的木质粉末。实施例四:一种清洁型生物质能源颗粒,由以下重量份的原料制成:60wt%的混合秸秆、0wt%的防结渣剂、40wt%木质粉末,混合秸秆为20%的稻草秸秆、20%的小麦秸秆、40%的玉米秸秆、10%的油菜秸秆和10%的棉花秸秆的混合物,防结渣剂为60%的方解石、30%的石英砂和10%的膨润土的混合物,方解石的粒径大小为300目,石英砂的粒径大小为100目,膨润土的粒径大小为300目,木质粉末为20%的竹子粉末、50%的杨树粉末、15%的松树粉末和15%的柏树粉末的混合物,木质粉末的粒径大小为100目。其制备方法如下:s1:首先将混合秸秆放置进入捣碎机当中进行捣碎处理,再将捣碎的混合秸秆放置进入蒸煮池当中进行蒸煮12小时,蒸煮完成后将混合秸秆捞出自然晾干得到原材料a;s2:将原材料a通过粉碎机进行粉碎,从而得到原材料b,原材料b的长度控制为80mm;s3:将原材料b放入秸秆磨粉机并将其磨成粉末,得到原材料c,原材料c的粒径大小为100目;s4:将原材料c、木质粉末和防结渣剂按照比例投入高速搅拌机当中进行混合搅拌,得到混合物d,其搅拌时间为45s;s5:将混合物d输送至环模造粒机,采用环模和压辊压制成型生产出棒状颗粒的半成品e,在压制过程中的生产温度控制在90摄氏度-130摄氏度之间,半成品e的直径范围为4mm,且其长度为40mm;s6:将半成品e通过风冷机冷却至室温,得到棒状颗粒成品f,成品f的密度为1.15g/cm3。s1步骤中蒸煮池的蒸煮温度为65摄氏度,原材料a的水分含量控制为10%。s4步骤中高速搅拌机的搅拌速率为800rpm,其搅拌温度为80摄氏度,其搅拌体积为3立方米。s4步骤中原材料c、木质粉末和防结渣剂的投入先后顺序为首先投入50%的原材料c,然后投入50%的木质粉末,再投入全部的防结渣剂,然后投入剩余50%的原材料c,最后投入剩余50%的木质粉末。实施例五:一种清洁型生物质能源颗粒,由以下重量份的原料制成:60wt%的混合秸秆、5wt%的防结渣剂、40wt%木质粉末,混合秸秆为20%的稻草秸秆、20%的小麦秸秆、40%的玉米秸秆、10%的油菜秸秆和10%的棉花秸秆的混合物,防结渣剂为60%的方解石、30%的石英砂和10%的膨润土的混合物,方解石的粒径大小为300目,石英砂的粒径大小为100目,膨润土的粒径大小为300目,木质粉末为20%的竹子粉末、50%的杨树粉末、15%的松树粉末和15%的柏树粉末的混合物,木质粉末的粒径大小为100目。其制备方法如下:s1:首先将混合秸秆放置进入捣碎机当中进行捣碎处理,并且将捣碎的秸杆自然晾干得到原材料a;s2:将原材料a通过粉碎机进行粉碎,从而得到原材料b,原材料b的长度控制为80mm;s3:将原材料b放入秸秆磨粉机并将其磨成粉末,得到原材料c,原材料c的粒径大小为100目;s4:将原材料c、木质粉末和防结渣剂按照比例投入高速搅拌机当中进行混合搅拌,得到混合物d,其搅拌时间为45s;s5:将混合物d输送至环模造粒机,采用环模和压辊压制成型生产出棒状颗粒的半成品e,在压制过程中的生产温度控制在90摄氏度-130摄氏度之间,半成品e的直径范围为4mm,且其长度为40mm;s6:将半成品e通过风冷机冷却至室温,得到棒状颗粒成品f,成品f的密度为1.15g/cm3。s1步骤中蒸煮池的蒸煮温度为65摄氏度,原材料a的水分含量控制为10%。s4步骤中高速搅拌机的搅拌速率为800rpm,其搅拌温度为80摄氏度,其搅拌体积为3立方米。s4步骤中原材料c、木质粉末和防结渣剂的投入先后顺序为首先投入50%的原材料c,然后投入50%的木质粉末,再投入全部的防结渣剂,然后投入剩余50%的原材料c,最后投入剩余50%的木质粉末。对比例一:除去防结渣剂其余配方以及制备工艺同实施例五。分别取实施例一至实施例五和对比例一的生物质能源颗粒各200g,通过在锅炉内部燃烧后检测其结渣率,结渣率=结渣灰分质量/(总灰分质量-防结渣剂质量)*100%。通过表1可知通过添加防结渣剂和进行蒸煮工艺均能够有效的降低混合秸秆的燃烧结渣率,从而使用该发明生物质能源颗粒进行燃烧时能够防止秸秆燃烧灰分在燃烧锅炉或者燃烧设备内部结渣,进而使得燃烧锅炉或者燃烧设备便于清理,同时能够提高燃烧热能利用率,达到节能环保的目的。项目结渣灰分(g)总灰分(g)防结渣剂(g)结渣率(%)实施例一0247.6295.240实施例二0228.5795.240实施例三0266.6795.240实施例四0.80160.000.5实施例五0.46247.5095.240.3对比例一1.92160.1001.2表1尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。当前第1页12
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