一種曝氣助燃分離型生物質(zhì)成型燃料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物質(zhì)成型燃料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種曝氣助燃分離型生物質(zhì)成型燃 料。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。能源和環(huán)境問題已成為全球關(guān)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(jī)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(yīng)用簡單，作為 一種有效的替代能源具有良好的應(yīng)用前景。近些年來，利用林木加工廢棄物，秸桿等粉碎加 工后制成生物質(zhì)顆粒燃料的研究和應(yīng)用也逐漸增加，目前生物質(zhì)能源主要通過直接擠壓成 型直接形成條狀、顆粒狀或塊狀，在加工過程中，水分問題對于生物質(zhì)燃料的加工過程和性 能的影響不可避免，如果水分含量過高，會造成生物質(zhì)燃料在儲存的過程中形成熟化腐爛， 在燃燒過程也會由于水分含量問題造成燃燒性能的發(fā)揮；若水分含量偏低，層壓加工難度 大，嚴(yán)重影響生物質(zhì)燃料壓實密度的提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種曝氣助燃分離型生物質(zhì)成型燃料，充分考慮生物質(zhì)燃料 水分含量的影響，充分利用生物質(zhì)燃料內(nèi)部的水分，具有燃燒性能高、通用性強(qiáng)、成本低廉 和便于規(guī)?；a(chǎn)的特點。
[0004] 本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)： 本發(fā)明公開了一種曝氣助燃分離型生物質(zhì)成型燃料，包括若干層壓成型的生物質(zhì)燃料 基板，所述兩兩相鄰的生物質(zhì)燃料基板之間設(shè)有曝氣助燃粘結(jié)層，所述曝氣助燃粘結(jié)層為 纖維類粘合劑、碳酸氫鉀和高錳酸鉀的混合物，所述碳酸氫鉀的質(zhì)量配比為所述曝氣助燃 粘結(jié)層質(zhì)量物的2~5%，所述高錳酸鉀的質(zhì)量配比為所述曝氣助燃粘結(jié)層質(zhì)量物的3~ 6%〇
[0005] 通過在生物質(zhì)燃料基板設(shè)置有曝氣助燃粘結(jié)層，曝氣助燃粘結(jié)層中包含有加熱可 以產(chǎn)生二氧化碳的碳酸氫鉀，干燥的碳酸氫鉀晶體可以吸水后變成十水合碳酸氫鉀，50°C 以上開始逐漸分解生成碳酸鉀、二氧化碳和水，440°C時完全分解。既可以利用碳酸氫鉀的 吸水性在儲存的過程中吸收生物質(zhì)燃料內(nèi)部殘留的水分，有效避免生物質(zhì)燃料在存儲過程 中熟化造成的損耗，還可以利用碳酸氫鉀分解的過程中加速不同層之間的分離增大燃燒接 觸的表面積，從而使用生物質(zhì)燃料的燃燒更加充分，有效提高了生物質(zhì)成型燃料的燃燒性 能；而且，在碳酸氫鉀分解的過程中，水分變成水蒸氣隨著二氧化碳逸出，水蒸氣會與灼燒 的生物質(zhì)燃料表面形成充分接觸，水蒸氣與生物質(zhì)燃料表面熾熱的焦炭會生產(chǎn)水煤氣，水 煤氣的主要成分為一氧化碳和氫氣，一氧化碳和氫氣均為可燃性氣體，會在燃燒過程中進(jìn) 行燃燒，進(jìn)一步提升生物質(zhì)燃料的燃燒性能。
[0006] 通過在生物質(zhì)燃料基板設(shè)置有曝氣助燃粘結(jié)層，曝氣助燃粘結(jié)層中包含有加熱可 以產(chǎn)生氧氣的高錳酸鉀，既可以利用高錳酸鉀分解的過程中加速不同層之間的分離增大燃 燒接觸的表面積，又可以通過產(chǎn)生的氧氣實現(xiàn)助燃作用，從而使用生物質(zhì)燃料的燃燒更加 充分，有效提高了生物質(zhì)成型燃料的燃燒性能。高錳酸鉀為無色片狀結(jié)晶或白色顆粒粉末， 常溫下穩(wěn)定，在400°C以上則分解并放出氧氣，急劇加熱時可發(fā)生爆炸，因此，選擇高錳酸 鉀混合在纖維素粘合劑里面，且高錳酸鉀的質(zhì)量比例在3~6%之間，使高錳酸鉀均勻分散 在纖維素粘合劑里面，有效保證了高錳酸鉀分解時產(chǎn)生的使生物質(zhì)燃料基板之間的分離力 比較均勻，產(chǎn)生的氧氣在實現(xiàn)生物質(zhì)燃料基板層間分離時也可以利用氧氣助燃充分發(fā)揮生 物質(zhì)成型燃料的燃燒性能。與此同時，相比單獨在纖維素類粘合劑中單獨添加高錳酸鉀或 碳酸氫鉀的狀況，單獨添加高錳酸鉀的含量比兩者組合使用的量少，究竟原因在于高錳酸 鉀的高溫分解比較劇烈，會存在一定的安全隱患；兩者同時添加，可以充分發(fā)揮二氧化碳的 阻燃性，通過二氧化碳沖淡氧氣的濃度，降低安全隱患，提升氧氣產(chǎn)生量，進(jìn)一步提升了氧 氣的助燃效果。相比于單獨添加二氧化碳的情況，高錳酸鉀的加入也可以加速二氧化碳的 產(chǎn)生，加速二氧化碳帶動水蒸氣的逸出，形成更多的水煤氣，提升燃燒性能。
[0007] 此外，通過設(shè)置曝氣助燃粘結(jié)層，既可以根據(jù)需要設(shè)置多層的生物質(zhì)燃料基板滿 足厚度的要求，也對于生物質(zhì)燃料的水分控制不用過分嚴(yán)格，降低加工難度，提升生物質(zhì)燃 料的壓實密度，具有較強(qiáng)的通用性。此外，選用的原料為常規(guī)原料節(jié)省原料成本，采用的助 燃劑碳酸氫鉀用量非常少加工過程非常簡單，加工過程無需匹配專門的加工設(shè)計，有效降 低制造成本，便于規(guī)模化推廣使用。
[0008] 所述生物質(zhì)燃料基板的水分含量為8%至15%。通過合理控制生物質(zhì)燃料的水分含 量，既有效降低生物質(zhì)燃料壓實加工的難度，又有效避免由于水分含量過高對于生物質(zhì)成 型燃料的儲存造成影響。
[0009] 所述生物質(zhì)燃料基板包括生物質(zhì)碎肩原料，所述生物質(zhì)碎肩原料包括農(nóng)業(yè)廢棄 物、木質(zhì)素和/或油料作物廢棄物，可以根據(jù)實際需要，靈活選用不同類型的材料，充分降 低成本，拓展生物質(zhì)成型燃料的使用。
[0010] 所述農(nóng)業(yè)廢棄物包括秸桿、玉米芯、甘蔗渣、藻類和水萌蘆中的一種或一種以上的 混合物，來源非常廣泛，有效降低生產(chǎn)制造成本。
[0011] 所述木質(zhì)素包括木塊、木肩和樹皮中的一種或一種以上的混合物，來源非常廣泛， 有效降低生產(chǎn)制造成本。
[0012] 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，來源 非常廣泛，有效降低生產(chǎn)制造成本。
[0013] 所述纖維類粘合劑為廢紙漿和/水解纖維，來源非常廣泛，有效降低生產(chǎn)制造成 本，既能起到粘結(jié)作用，又有效分散碳酸氫鉀保證助燃劑的安全效果。
[0014] 所述曝氣助燃粘結(jié)層與所述生物質(zhì)燃料基板的厚度比為1:30~1:70,可以根據(jù) 實際需要選用不同的厚度比，進(jìn)一步提升生物質(zhì)成型燃料的厚度要求，并未生物質(zhì)成型燃 料的高壓實密度提供潛在的提升空間。
[0015] 所述生物質(zhì)燃料基板為充氣型生物質(zhì)燃料基板，所述充氣型生物質(zhì)燃料基板在制 備過程中加入相當(dāng)于生物質(zhì)碎肩原料干料重量3~8%的生石灰、2~5%的高嶺土，充氣混 合均勻。選用充氣型生物質(zhì)燃料基板，可以進(jìn)一步在燃燒過程中增大生物質(zhì)成型燃料的接 觸比表面積，促進(jìn)生物質(zhì)成型燃料燃燒性能的發(fā)揮。
[0016] 所述生物質(zhì)燃料基板的層數(shù)為兩層及以上，可以根據(jù)實際需要靈活選用符合要求 的厚度，進(jìn)一步拓展生物質(zhì)成型燃料的厚度。
[0017] 本發(fā)明一種曝氣助燃分離型生物質(zhì)成型燃料，具有如下的有益效果： 第一、燃燒性能高，通過在生物質(zhì)燃料基板設(shè)置有曝氣助燃粘結(jié)層，曝氣助燃粘結(jié)層中 包含有加熱可以產(chǎn)生二氧化碳的碳酸氫鉀，既可以利用碳酸氫鉀分解的過程中加速不同層 之間的分離增大燃燒接觸的表面積，又可以通過產(chǎn)生的二氧化碳帶出水蒸氣形成水煤氣提 升燃燒性能，曝氣助燃粘結(jié)層中包含有加熱可以產(chǎn)生氧氣的高錳酸鉀，既可以利用高錳酸 鉀分解的過程中加速不同層之間的分離增大燃燒接觸的表面積，又可以通過產(chǎn)生的氧氣實 現(xiàn)助燃作用，兩者同時添加使用，在減少碳酸氫鉀的用量同時保證曝氣效果，又提升氧氣產(chǎn) 生量提升助燃效果，從而使用生物質(zhì)燃料的燃燒更加充分，有效提高了生物質(zhì)成型燃料的 燃燒性能； 第二、通用性強(qiáng)，通過設(shè)置曝氣助燃粘結(jié)層，既可以根據(jù)需要設(shè)置多層的生物質(zhì)燃料基 板滿足厚度的要求，也有效保證高密度生物質(zhì)成型燃料的燃燒性能的發(fā)揮，具有較強(qiáng)的通 用性； 第三、成本低廉，選用的原料為常規(guī)原料節(jié)省原料成本，采用的設(shè)備均為常規(guī)設(shè)備無需 較大的設(shè)備投資節(jié)省設(shè)備投資成本，進(jìn)一步降低制造成本； 第四、便于規(guī)模化生產(chǎn)，曝氣助燃分離型生物質(zhì)成型燃料結(jié)構(gòu)簡單，有效簡化加工工 序，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。
【附圖說明】
[0018] 附圖1為本發(fā)明一種曝氣助燃分離型生物質(zhì)成型燃料實施例1的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實施例及附圖 對本發(fā)明產(chǎn)品作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0020] 實施例1 如圖1所示，實施例1為具有五層結(jié)構(gòu)的曝氣助燃分離型生物質(zhì)成型燃料，包括三層壓 成型的生物質(zhì)燃料基板1，所述兩兩相鄰的生物質(zhì)燃料基板1之間設(shè)有曝氣助燃粘結(jié)層2， 所述曝氣助燃粘結(jié)層2為纖維類粘合劑和碳酸氫鉀的混合物，所述碳酸氫鉀的質(zhì)量配比為 所述曝氣助燃粘結(jié)層質(zhì)量物的2%，所述高錳酸鉀的質(zhì)量配比為所述曝氣助燃粘結(jié)層質(zhì)量物 的3%。所述生物質(zhì)燃料基板1的材料為農(nóng)業(yè)廢棄物，所述農(nóng)業(yè)廢棄物包括秸桿、玉米芯、甘 蔗渣、藻類和水萌蘆中的一種或一種以上的混合物。所述曝氣助燃粘結(jié)層2與所述生物質(zhì) 燃料基板1的厚度比為1:50。所述生物質(zhì)燃料基板在制備過程中加入相當(dāng)于生物質(zhì)碎肩原 料干料重量3~8%的生石灰、2~5%的高嶺土，混合均勻。
[0021] 實施例2 實施例2為具有兩層結(jié)構(gòu)的曝氣助燃分離型生物質(zhì)成型燃料，包括兩層壓成型的生物 質(zhì)燃料基板，所述兩相鄰的生物質(zhì)燃料基