[发明专利]一种曝气助燃分离型生物质成型燃料

说明书

技术领域

本发明涉及生物质成型燃料技术领域，具体为一种曝气助燃分离型生物质成型燃料。

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。近些年来，利用林木加工废弃物，秸杆等粉碎加工后制成生物质颗粒燃料的研究和应用也逐渐增加，目前生物质能源主要通过直接挤压成型直接形成条状、颗粒状或块状，在加工过程中，水分问题对于生物质燃料的加工过程和性能的影响不可避免，如果水分含量过高，会造成生物质燃料在储存的过程中形成熟化腐烂，在燃烧过程也会由于水分含量问题造成燃烧性能的发挥；若水分含量偏低，层压加工难度大，严重影响生物质燃料压实密度的提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种曝气助燃分离型生物质成型燃料，充分考虑生物质燃料水分含量的影响，充分利用生物质燃料内部的水分，具有燃烧性能高、通用性强、成本低廉和便于规模化生产的特点。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种曝气助燃分离型生物质成型燃料，包括若干层压成型的生物质燃料基板，所述两两相邻的生物质燃料基板之间设有曝气助燃粘结层，所述曝气助燃粘结层为纤维类粘合剂、碳酸氢钾和高锰酸钾的混合物，所述碳酸氢钾的质量配比为所述曝气助燃粘结层质量物的2～5%，所述高锰酸钾的质量配比为所述曝气助燃粘结层质量物的3～6%。

通过在生物质燃料基板设置有曝气助燃粘结层，曝气助燃粘结层中包含有加热可以产生二氧化碳的碳酸氢钾，干燥的碳酸氢钾晶体可以吸水后变成十水合碳酸氢钾，50℃以上开始逐渐分解生成碳酸钾、二氧化碳和水，440℃时完全分解。既可以利用碳酸氢钾的吸水性在储存的过程中吸收生物质燃料内部残留的水分，有效避免生物质燃料在存储过程中熟化造成的损耗，还可以利用碳酸氢钾分解的过程中加速不同层之间的分离增大燃烧接触的表面积，从而使用生物质燃料的燃烧更加充分，有效提高了生物质成型燃料的燃烧性能；而且，在碳酸氢钾分解的过程中，水分变成水蒸气随着二氧化碳逸出，水蒸气会与灼烧的生物质燃料表面形成充分接触，水蒸气与生物质燃料表面炽热的焦炭会生产水煤气，水煤气的主要成分为一氧化碳和氢气，一氧化碳和氢气均为可燃性气体，会在燃烧过程中进行燃烧，进一步提升生物质燃料的燃烧性能。

通过在生物质燃料基板设置有曝气助燃粘结层，曝气助燃粘结层中包含有加热可以产生氧气的高锰酸钾，既可以利用高锰酸钾分解的过程中加速不同层之间的分离增大燃烧接触的表面积，又可以通过产生的氧气实现助燃作用，从而使用生物质燃料的燃烧更加充分，有效提高了生物质成型燃料的燃烧性能。高锰酸钾为无色片状结晶或白色颗粒粉末，常温下稳定，在400℃以上则分解并放出氧气，急剧加热时可发生爆炸，因此，选择高锰酸钾混合在纤维素粘合剂里面，且高锰酸钾的质量比例在3～6%之间，使高锰酸钾均匀分散在纤维素粘合剂里面，有效保证了高锰酸钾分解时产生的使生物质燃料基板之间的分离力比较均匀，产生的氧气在实现生物质燃料基板层间分离时也可以利用氧气助燃充分发挥生物质成型燃料的燃烧性能。与此同时，相比单独在纤维素类粘合剂中单独添加高锰酸钾或碳酸氢钾的状况，单独添加高锰酸钾的含量比两者组合使用的量少，究竟原因在于高锰酸钾的高温分解比较剧烈，会存在一定的安全隐患；两者同时添加，可以充分发挥二氧化碳的阻燃性，通过二氧化碳冲淡氧气的浓度，降低安全隐患，提升氧气产生量，进一步提升了氧气的助燃效果。相比于单独添加二氧化碳的情况，高锰酸钾的加入也可以加速二氧化碳的产生，加速二氧化碳带动水蒸气的逸出，形成更多的水煤气，提升燃烧性能。

此外，通过设置曝气助燃粘结层，既可以根据需要设置多层的生物质燃料基板满足厚度的要求，也对于生物质燃料的水分控制不用过分严格，降低加工难度，提升生物质燃料的压实密度，具有较强的通用性。此外，选用的原料为常规原料节省原料成本，采用的助燃剂碳酸氢钾用量非常少加工过程非常简单，加工过程无需匹配专门的加工设计，有效降低制造成本，便于规模化推广使用。

所述生物质燃料基板的水分含量为8%至15%。通过合理控制生物质燃料的水分含量，既有效降低生物质燃料压实加工的难度，又有效避免由于水分含量过高对于生物质成型燃料的储存造成影响。