[发明专利]一种防水型生物质成型燃料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质成型燃料领域，特别涉及一种防水型生物质成型燃料及其制备方法。 

背景技术

随着经济的发展。能源和环境问题已成为全球关注的焦点，传统的诸如煤、石油和天然气等化石能源由于日益枯竭带来的能源危机和其燃烧产生的污染问题日益突出，开发洁净的可再生能源迫在眉睫。生物质是一种多样性的能源资源，来源广泛，应用简单，作为一种有效的替代能源具有良好的应用前景。但是，由于生物质成型燃料一般采用热压成型的方式压制而成，为了降低成型的难度，生物质成型燃料一般含有一定的含水率，当生物质成型燃料的含水率过高时，加热过程中产生的蒸汽不能顺利地从燃料中心孔排出，造成表面开裂，严重时会伴有爆鸣，而且，含水率过高也会造成生物质成型燃料的腐化分解，因此，必须对生物质燃料的含水率进行控制， 

生物质成型燃料的水分主要来源于生物质原料和存储过程中的水分吸收，生物质原料的水分可以在加工前对生物质原料进行预烘控制，但是对于存储过程中的水分控制却和环境的潮湿程度息息相关，且由于终端客户的实际存储环境各异，无法进行统一的规划控制。加之目前的生物质成型原料多采用来源比较广泛的农业废弃物进行加工，农业废弃物为纤维类生物质，在压制成型后其表面存在大量的纹理和孔隙，这些纹理和孔隙会在环境中发生毛细作用逐渐吸收环境中的水分，使存储的生物质成型燃料存在腐化，劣化生物质燃料的燃烧效果。针对于此，中国专利CN101434881.A公开了一种固体生物燃料块的制备方法，通过在生物质燃料块表面均匀涂布防水涂层进行水分控制，该防水涂层以93份石蜡熔化后加入7份松节油搅拌形成，取得了一定的效果。但是，采用防水涂层的方法存在以下缺陷：如对于涂层的厚度无法控制，防水效果的均匀性就无法保证；如涂层工艺的操作性，对生物质成型燃料的表面进行全面涂覆需要大量的时间；如涂层的成本，需要使用大量的石蜡油和松节油；且松节油具有巨大的挥发性，也有违生物质成型燃料的环保概念。

发明内容

本发明针对采用防水涂层制造防水型生物质成型燃料的缺陷，采用层状封边结构，对生物质的原料进行筛选加工控制。分别制造基础燃料层和防水燃料层，最后进行压合封边，得到最终的防水型生物质成型燃料，具有加工方便、防水性能优异，成型厚度加工性强和便于规模化生产等特点。 

本发明的内容为： 

一种防水型生物质成型燃料，所述的生物质成型燃料为层状封边结构，包括基础燃料层和防水燃料层，所述基础燃料层为长方体块状，所述基础燃料层的上下表面和四周压合有防水燃料层，压合在基础燃料层四周的防水燃料层呈V字型，所述基础燃料层的生物质为农业废弃物，所述防水燃料层的生物质为木质素和/或油料作物废弃物。通过采用层状封边结构，可以对外层的生物质原料进行选择性加工实现防水效果。层状结构的设计，可以在中间设置基础燃料层，基础燃料的材料可以选择原料来源广泛的农业废弃物，有效降低加工难度和节约制造成本；防水材料层选择致密性较高的木质素或油料作物废弃物，既可以通过加工形成致密性较高的结构有效防水，其本身也是生物质原料，可以提升生物质燃料的燃烧效果，而且，防水燃料层的厚度可以根据基础燃料层的厚度进行针对性控制，确保防水的效果。

所述防水燃料层包括木质素、油料作物废弃物和可溶性热固性树脂。木质素和油料作物废弃物其质地比较致密，通过粉碎后加入可溶性热固性树脂，挤压粘连，防水效果较优。 

所述基础燃料层包括农业废弃物和纤维类粘合剂。农业废弃物来源广泛，成本低廉，纤维类粘结剂针对农业废弃物为纤维类物质的特点，既满足压合要求，又节省成本。 

所述农业废弃物包括秸秆、玉米芯、甘蔗渣、藻类和水葫芦中的一种或一种以上的混合物，来源广泛，成本低廉。 

所述木质素包括木块、木屑和树皮中的一种或一种以上的混合物，所述油料作物废弃物包括棉籽、麻籽和油桐中的一种或一种以上的混合物。木质素和油料作物废弃物质地致密，且本身就是生物质原料，通过粘结剂的作用下挤压成型防水效果好。 

所述纤维类粘合剂为废纸浆和/水解纤维，来源广泛，成本低廉。 

一种制备防水型生物质成型燃料的方法，包括如下步骤： 

第一步、基础燃料层的制备，先把作为生物质原料的农业废弃物进行粉碎，自然风干或烘干后，加入一定配比的废纸浆和/或水解纤维作为纤维类粘结剂，搅拌均匀，加入一定含量的生石灰再次进行搅拌均匀，然后放入压型机中挤压成型，挤压成型所制得的基础燃料层为长方体方块状；