一种以虎杖残渣为原料制备生物质颗粒工艺的制作方法

1.本专利技术涉及生物燃料，具体为一种高能环保型生物质燃料及其制备方法。


背景技术：

2.随着社会的发展，石化能源逐渐面向枯竭，面对石化能源枯竭的问题，国家大力支持积极开发具有潜力的新型代替再生资源，以解决国家石油资源短缺、缓解石油供需矛盾。在世界能源紧张的大背景下，各国都在投入人力物力大力开发替代能源。目前随着国家提倡环保以及环保政策的推行，农林畜牧业下脚料已经不允许进行有害化处理，如直接焚烧，这样不仅污染了环境，直接导致pm2.5直线升高，而且无法实现废物的有效利用，而如果按照环保的要求进行处理需要单独的处理工序，并需要人力物力财力的支出，如何高效、低成本地利用秸秆中的能量，一直是实现农业废弃物能源化利用的瓶颈问题。
3.生物质燃料是指将生物质材料燃烧作为燃料，主要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。虎杖具有分布广泛、油脂含量高、环境适应能力强、生长周期短、生产成本相对较低等优势，因此虎杖残渣在生物质燃料开发过程中吸引了越来越多的关注。
4.技术方案为解决现有技术中存在的问题，本专利技术公开了一种高能环保型生物质燃料，具体技术方案如下。一种高能环保型生物质燃料，包括以下重量份的组分：虎杖残渣80-100份、树枝20-40份、秸秆20-30份、煤渣32-65份、锯末20-30份、脱氧改质剂0.5-2份、润滑剂0.8-4份、沥青15-35份、稀盐酸粉末1.7-3份、石灰5-15份。


技术实现要素：

5.为进一步说明技术方案，本发明提供三个具体实施例。本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种虎杖残渣生物质颗粒，它可以实现提供燃值高、更环保、燃烧后灰分少、不易结渣的生物质颗粒，本发明还提供一种虎杖残渣生物质颗粒的制备方法，通过该方法，使生物质颗粒的各原料组分之间的混合度更高，使制得的生物质颗粒燃烧更充分、且不易结渣，同时制备工艺简单，便于规模化生产。
6.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：
7.一种虎杖残渣生物质颗粒，其包括以下由重量份数计的原料：虎杖残渣80-100份、树枝20-40份、秸秆20-30份、煤渣32-65份、锯末20-30份、脱氧改质剂0.5-2份、润滑剂0.8-4份、沥青15-35份、稀盐酸粉末1.7-3份、石灰5-15份。
8.一种虎杖残渣生物质颗粒的制备方法，其包括如下步骤：
9.步骤1、称取原料：按重量份数称取虎杖残渣80-100份、树枝20-40份、秸秆20-30份、锯末20-30份。
10.步骤2、切段：将所述步骤1中称取后的原料放入切段机中，进行切段；
11.步骤3、成型：将重量份数为32～65份的煤渣倒入所述步骤2切段后的原料中，并将混合原料倒入成型机中进行成型；
12.步骤4、搅拌：将重量分数为0.5～2份的脱氧改质剂、0.8～4份的润滑剂、1.7～3份的稀盐酸粉末倒入步骤3中成型后的原料中，并将混合后的原料倒入反应釜中在加热条件下进行搅拌至均匀，其中加热温度为220～275℃；
13.步骤5、混合：将重量份数为15～35份的沥青倒入步骤4搅拌后的混合物中，并将混合物倒入高混机中进行混合；
14.步骤6、蒸煮：将步骤5中混合后的混合物倒入蒸桶内，使用水蒸气在150～170℃中进行蒸煮，使混合物完全湿润；
15.步骤7、压制成型，将步骤6中制得的混合物放入饼箍中进行压制成型，并压制成6～10cm的饼装结构；
16.步骤8、造粒：将重量份数为5～15份的石灰倒入步骤7中压制成型后的饼装混合物中并倒入双螺杆造粒机中进行造粒；
17.步骤9、烘干：将步骤8中造粒后制得的生物质颗粒进行烘干，最终得到生物质颗粒。
18.优选地，所述步骤2切段中，将原料切段成10-15mm。
19.进一步地，所述步骤8中造粒设备包括但不限定使用双螺杆造粒机。
20.本发明的有益效果：在原料中添加锯末、煤渣，锯末、煤渣的燃烧度较传统生物质颗粒的原料高，提高生物质颗粒的燃值；添加脱氧改质剂，通过脱氧改质剂将生物质颗粒原料中的氧原子脱离出来，使氧原子充分燃烧，提高生物质颗粒的燃值，并通过脱氧改质剂内部原料之间的化学反应，将生物质颗粒中的易结渣组分在生物质颗粒燃烧产热催化作用下进行反应，降低生物质颗粒燃烧后的结渣率；添加润滑剂，使制得的生物质颗粒表面及内部光滑，利于燃烧过程中空气的流通；添加沥青，由于沥青使生物质颗粒组分间能够黏连，使制得的生物质颗粒内部不易松散，便于提高生物质颗粒的燃值；添加稀盐酸粉末，稀盐酸粉末能够将生物质颗粒燃烧后的结渣进行反应，减少结渣，同时稀盐酸粉末使生物质颗粒原料之间的蛋白质分子能够进行反应，使蛋白质分子能够进行脱水，便于生物质颗粒的燃烧，同时减少燃烧后灰分的产生，提高生物质颗粒的燃值；添加石灰，使生物质颗粒内部之间的水分能够被石灰吸附，提高生物质颗粒的燃值；脱氧改质剂由铝、氧化钙、三氧化二铝、硫、磷、氟化钙、硝酸铁组成，通过添加硝酸铁，使铝原子、钙原子均能被硝酸反应，减少生物质颗粒燃烧后的结渣率；
21.在制备方法中，关键步骤为搅拌步骤，在此步骤中，通过在加热条件下进行搅拌，使脱氧改质剂、润滑剂能够充分进入成型后的原料中，提高融合度；另外通过蒸煮步骤，能够使各组分原料保持湿润，方便下一步的压制成型；在切段步骤中，通过将原料切段成10-15mm，方便下一步地成型。
具体实施方式
22.实施例1：一种虎杖残渣生物质颗粒，其包括以下由重量份数计的原料：虎杖残渣80份、树枝20份、秸秆20份、煤渣32份、锯末20份、脱氧改质剂0.5份、润滑剂0.8份、沥青15份、稀盐酸粉末1.7份、石灰5份。
23.所述脱氧改质剂包括如下重量百分比计的原料：铝20％、氧化钙50％、三氧化二铝5％、硫5％、磷7％、氟化钙5％、硝酸铁8％。所述润滑剂为硅酮母粒。
24.实施例2：一种虎杖残渣生物质颗粒，其包括以下由重量份数计的原料：虎杖残渣90份、树枝30份、秸秆25份、煤渣50份、锯末25份、脱氧改质剂1.5份、润滑剂2.5份、沥青25份、稀盐酸粉末2.5份、石灰10份。
25.所述脱氧改质剂、润滑剂请参考实施例1。
26.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。