一种生物质炭成型燃料及其制备方法与流程

技术特征：

1.一种生物质炭成型燃料，其特征在于：包括炭粉和粘结剂，所述炭粉和粘结剂的混合质量比为15:100；

该生物质炭成型燃料由如下方法制备：

步骤一、取用生物质材料芦苇杆放入马弗炉中，控制马弗炉的升温速率为10℃/min，直到马弗炉内部的温度达到300-320℃，恒温保持2h，得到芦苇炭，将马弗炉中的芦苇炭取出冷却至90-105℃，使用植物粉碎机对冷却后的芦苇炭进行粉碎，将粉碎后的芦苇炭过筛，选取粒径在0.2-0.3mm的炭粉装入密封袋中备用；

步骤二、采用魔芋精粉为原材料制备粘结剂，将制备的粘结剂和炭粉按照15:100的质量比进行搅拌均匀，将粘结剂和炭粉混匀的混合料放入电热恒温干燥箱中，设定干燥箱内部的温度为100-120℃，对混合料干燥10-15min，接着将干燥后的混合料取出，使用压制成型设备进行生物质炭燃料的成型加工；

步骤三、将混合料放入成型框(11)中，启动直线电机(14)，利用直线电机(14)带动刮料板(15)在成型框(11)中进行左右往复运动，刮料板(15)将成型框(11)中的混合料进行整平，接着打开电热管(12)，将成型框(11)内部的温度升至80-120℃，启动压料机构(2)，伺服电缸(6)驱动轴向下伸出，带动压料杆(27)向下运动，压料杆(27)带动缓冲块(24)向下运动，缓冲块(24)与活动块(23)靠近，使两个滑杆(22)表面的弹簧(25)压缩，从而使活动块(23)的底部靠近成型框(11)，活动块(23)底部的压料块(26)进入成型框(11)的内部，利用压料块(26)对成型框(11)内部的混合料施压，控制压力为2.5-3.0mpa，恒压保持3min，压料块(26)抬升，启动出料组件(16)，两个电推杆(164)驱动轴带动挡料板(162)和抬料板(161)在成型框(11)的内部向上运动，将成型框(11)内部的成型燃料取出，完成对生物质炭成型燃料的制备。

2.根据权利要求1所述的一种生物质炭成型燃料，其特征在于：所述压制成型设备包括底板(3)、固定架(4)、顶板(5)、压料机构(2)和成型机构(1)，所述底板(3)的顶部与固定架(4)的底部固定连接，且固定架(4)的顶部与顶板(5)的底部固定连接，所述底板(3)的顶部固定连接有成型机构(1)，且顶板(5)的底部固定连接有压料机构(2)，所述顶板(5)的顶部固定连接有伺服电缸(6)，且伺服电缸(6)驱动轴的一端贯穿顶板(5)与压料机构(2)的顶端固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种生物质炭成型燃料，其特征在于：所述成型机构(1)包括成型框(11)、电热管(12)、直线滑轨(13)、直线电机(14)、刮料板(15)和出料组件(16)，所述成型框(11)的底部与底板(3)的顶部固定连接，且成型框(11)内壁的底部设置有电热管(12)，所述成型框(11)内部的下方活动连接有出料组件(16)，且成型框(11)的背面开设有与出料组件(16)相适配的活动槽，所述成型框(11)内壁的正面开设有滑槽，且滑槽内壁的一侧固定连接有直线滑轨(13)，所述直线滑轨(13)的表面滑动连接有直线电机(14)，且直线电机(14)的一侧固定连接有刮料板(15)。

4.根据权利要求3所述的一种生物质炭成型燃料，其特征在于：所述出料组件(16)包括抬料板(161)、挡料板(162)、连接部(163)和电推杆(164)，所述抬料板(161)位于成型框(11)内部的下方，且抬料板(161)的背面与挡料板(162)正面的底部固定连接，所述挡料板(162)位于活动槽的内部滑动连接，且挡料板(162)背面的两侧均固定连接有连接部(163)，所述固定架(4)正面的两侧均固定连接有电推杆(164)，且两个电推杆(164)驱动轴的一端分别与两个连接部(163)的背面固定连接。

5.根据权利要求2所述的一种生物质炭成型燃料，其特征在于：所述压料机构(2)包括固定柱(21)、滑杆(22)、活动块(23)、缓冲块(24)、弹簧(25)、压料块(26)和压料杆(27)，所述底板(3)与顶板(5)之间的两侧均固定连接有固定柱(21)，且两个固定柱(21)的表面滑动连接有活动块(23)，所述活动块(23)的正面设置有缓冲块(24)，且缓冲块(24)内部的两侧均滑动连接有滑杆(22)，两个所述滑杆(22)的底端分别与活动块(23)内部的两侧滑动连接，且两个滑杆(22)位于缓冲块(24)和活动块(23)之间的表面均套设有弹簧(25)，两个所述滑杆(22)的底端均贯穿活动块(23)并延伸至活动块(23)的底部，且两个滑杆(22)延伸至活动块(23)的底部的一端固定连接有压料块(26)，两个所述滑杆(22)的顶端均贯穿缓冲块(24)和顶板(5)并延伸至顶板(5)的上方。

6.根据权利要求5所述的一种生物质炭成型燃料，其特征在于：所述活动块(23)的内部滑动连接有压料杆(27)，且压料杆(27)的底端与压料块(26)的顶部固定连接，所述压料杆(27)的顶端贯穿缓冲块(24)并延伸至缓冲块(24)的上方，且压料杆(27)延伸至缓冲块(24)上方的一端通过联轴器与伺服电缸(6)驱动轴的底端固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种生物质炭成型燃料，其特征在于：所述粘结剂由如下方法制备：

取用魔芋精粉为原材料，将魔芋精粉和去离子水以质量比为1:32进行混合搅拌均匀，让魔芋精粉溶解在去离子水中，在常温条件下以300-400rpm机械搅拌20-30min后，得到基础胶液；

向基础胶液中添加六偏磷酸钠，基础胶液和六偏磷酸钠的混合质量比为100:2，在常温条件下以300-400rpm机械搅拌10-15min后，置于45-60℃的水浴锅中继续以300-400rpm机械搅拌20-30min，得到中间体；

向中间体中添加羧甲基纤维素，中间体和羧甲基纤维素的混合质量比为200:1，在常温条件下以300-400rpm机械搅拌20-30min后，得到粘结剂。

8.一种生物质炭成型燃料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、取用生物质材料芦苇杆放入马弗炉中，控制马弗炉的升温速率为10℃/min，直到马弗炉内部的温度达到300-320℃，恒温保持2h，得到芦苇炭，将马弗炉中的芦苇炭取出冷却至90-105℃，使用植物粉碎机对冷却后的芦苇炭进行粉碎，将粉碎后的芦苇炭过筛，选取粒径在0.2-0.3mm的炭粉装入密封袋中备用；

步骤二、采用魔芋精粉为原材料制备粘结剂，将制备的粘结剂和炭粉按照15:100的质量比进行搅拌均匀，将粘结剂和炭粉混匀的混合料放入电热恒温干燥箱中，设定干燥箱内部的温度为100-120℃，对混合料干燥10-15min，接着将干燥后的混合料取出，使用压制成型设备进行生物质炭燃料的成型加工；

步骤三、将混合料放入成型框(11)中，启动直线电机(14)，利用直线电机(14)带动刮料板(15)在成型框(11)中进行左右往复运动，刮料板(15)将成型框(11)中的混合料进行整平，接着打开电热管(12)，将成型框(11)内部的温度升至80-120℃，启动压料机构(2)，伺服电缸(6)驱动轴向下伸出，带动压料杆(27)向下运动，压料杆(27)带动缓冲块(24)向下运动，缓冲块(24)与活动块(23)靠近，使两个滑杆(22)表面的弹簧(25)压缩，从而使活动块(23)的底部靠近成型框(11)，活动块(23)底部的压料块(26)进入成型框(11)的内部，利用压料块(26)对成型框(11)内部的混合料施压，控制压力为2.5-3.0mpa，恒压保持3min，压料块(26)抬升，启动出料组件(16)，两个电推杆(164)驱动轴带动挡料板(162)和抬料板(161)在成型框(11)的内部向上运动，将成型框(11)内部的成型燃料取出，完成对生物质炭成型燃料的制备。

技术总结
本发明公开了一种生物质炭成型燃料及其制备方法，包括炭粉和粘结剂，所述炭粉和粘结剂的混合质量比为15:100。该生物质炭成型燃料的制备方法，通过采用魔芋精粉为原材料制备粘结剂，将制备的粘结剂和炭粉按照15:100的质量比进行搅拌均匀，将粘结剂和炭粉混匀的混合料放入电热恒温干燥箱中，利用魔芋精粉制备的粘结剂成本较低，并且采用该制备工艺能够破坏魔芋精粉颗粒晶型使魔芋精粉分子链能够充分舒展，且糊化胶液成膜的微表面更加平整密实，热稳定也有一定的提升，能有具备较好的胶黏性，从而进一步提高生物质炭成型燃料的抗摔性能，保证生物质炭成型燃料在长途运输过程中不易出现损坏。

技术研发人员：吴奕纯
受保护的技术使用者：吴奕纯
技术研发日：2021.01.27
技术公布日：2021.06.11