[发明专利]一种生物质燃料及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体燃料制造领域，具体涉及一种生物质燃料及其加工方法。

背景技术

目前，我国工业锅炉中燃煤锅炉占主导地位，低廉的燃料成本是工业燃煤锅炉的 一大优势。由数十年实践经验可知，燃煤锅炉有两点不可回避的弊端：一是锅炉热效率较 低，一般在70％左右，燃料燃烧不充分；二是烟气黑度大，SO2、NOX含量高，环境污染严重。因 此清洁能源发展和全球气候变化成为了当前国际社会共同关注的焦点，全世界200多年的 工业化历程中，只有不到10亿人口的发达国家实现现代化，但全球资源和生态却为此付出 了沉重代价，在此背景下，以欧美为代表的许多国家都纷纷加大了对生物质能源化利用的 重视和投入。

生物质燃料是将农业废弃的生物质压缩成型转换成能量密度高、使用方便、高效 环保的成型燃料。近年来，由于原材料的种类多且杂，造成了生产出的生物质燃料灰分重， 且容易结焦，对燃烧设备的热性能造成影响，燃烧设备易腐蚀，降低传热效率，从而降低燃 料的利用率和燃烧效率。因此在秸秆类生物质燃料燃烧过程中，要添加防结焦添加剂，以减 少结焦，提高其燃烧特性。

如中国专利CN201410478707.3公开的一种生物质基燃料及制备方法，包括生物质 和生物质添加剂、干燥基全硫分小于0.9的低硫煤、低硫煤添加剂，其中，所述生物质添加剂 为高炉炉渣，所述高炉炉渣包括CaO、SiO2、A12O3、MgO、MnO、FeO、CaS，余量为杂质；所述低硫 煤添加剂为钢渣和瓦斯泥中的一种或两种按照任意重量比混合而成。本发明分别将添加剂 复合掺入到生物质与低硫原煤中，同时实现了固硫和改善灰熔融性，防止结焦。但是上述生 物质燃料的制备方法较为繁琐，且添加剂的种类繁多，难以获得；虽然添加剂是利用一些工 业生产的废弃物，但是对于废弃物内物质的成分和重量比无法保证其同一性，使生产出的 生物质燃料各批次之间差别较大；同时，添加剂内也不是所有重量比都能改善灰熔融性，因 此也无法确保其防结焦的特性。

发明内容

本发明意在提供一种生物质燃料，以解决现有技术在对生物质燃料制备时使用工 业废弃物作为添加剂，生产出的生物质燃料各批次之间差别较大、且确保其防结焦特性的 缺陷。

本方案中的一种生物质燃料，包括生物质原料和石英砂，各物质的重量分数为生 物质原料95~97%、石英砂3~5%。

进一步，所述各物质的重量分数为生物质原料97%、石英砂3%。

进一步，所述生物质原料包括锯末、玉米秸秆、花生壳、玉米芯、大豆秸秆、药渣、茶 籽壳、酒糟和菌包中的一种或几种。

进一步，所述石英砂的粒径为5~20目。

本发明的有益效果：（1）生物质燃料在制造过程中不可能只保证一种原料加工而 成，而是多种原料混合加工，因此也存在种类繁多、杂质较多（掺有泥土、细沙）、灰份高、碱 金属含量高的问题，生物质燃料结焦主要是指在燃料燃烧后的产生的灰份，由于生物质锅 炉所燃烧的生物质燃料的灰熔点较低，且积灰容易附着在炉膛、过热器的管壁上，如果燃料 中水分过大，燃烧中产生的水汽就会软化灰分中的钾，钾在受热后久而久之造成结焦。而石 英砂可提供大量表面积来捕捉精细的飞灰聚集物，使之远离炉膛和过热器的管壁，使积灰 的熔点升高100~200℃，从而防止结渣。（2）添加剂采用石英砂，成分和含量较为单一，且方 便易得，添加进生物质原料中，可以使每一批的生物质燃料的燃烧特性保持一致。（3）采用 占总重量分数为3~5%的石英砂，石英砂中的主要成分是二氧化硅，碱金属与少量的二氧化 硅反应生成低熔点的共晶体，共晶体的存在降低了秸秆灰分的熔点，使秸秆灰极易结渣，但 是当二氧化硅的含量逐渐升高时，灰熔点反而越高，越不易结焦，但是超过5%，由于石英砂 的含量高，使得生物质燃料的燃烧效率降低，利用率降低，因此石英砂的含量优选为3~5%。 （4）生物质成型燃料的原料为富含木质素的农业生产和工业生产的废弃物，包括锯末、玉米 秸秆、花生壳、玉米芯、大豆秸秆、药渣、茶籽壳、酒糟和菌包；使用的原料来自于农业生产和 工业生产的废弃物，原料总类多，且廉价易得；在废物利用的同时，通过制成生物质燃料来 减少一次能源的利用率，有效缓解商品能源有效供给不足的问题。

生物质燃料的加工方法，包括以下步骤制备：

步骤1、原料粉碎、筛分：使用粉碎机将生物质原料粉碎成直径为1～3mm的颗粒，过筛， 筛分后的颗粒送入干燥机中干燥；