[发明专利]一种环保型木质生物质颗粒燃料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物质燃料，尤其涉及一种环保型木质生物质颗粒燃料及其制备方法。

背景技术

面对化石能源危机和全球生态环境的破坏等问题的日益突出，开发可再生的生物质清洁能源已成为现今世界经济发展的主要动力。我国是一个生物质资源利用的大国，各种生物质资源十分丰富，如农作物秸秆和林业剩余物。这些生物质资源的传统的利用方式是直接燃烧，造成了能量转化效率低，资源消耗大等缺点。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，利用木材与造纸黑液木质素混合的环保型木质生物质颗粒燃料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种环保型木质生物质颗粒燃料，所述生物质原料是由木材材料和造纸黑液木质素混合而成，所述木材材料是由木材或木材加工剩余物或其二者的混合物；

作为优选，所述木材材料采用一种或多种木材或其木材加工剩余物组成；

作为优选，所述木材材料与造纸黑液木质素的质量比小于10∶1，所述木材材料与造纸黑液木质素的质量比为20∶1时效果最佳；现在的生物质颗粒燃料生产过程中很少添加粘结剂，目的是降低成本和环保。只通过材料内的半纤维素和木质素在成型过程中发生塑性流动，将颗粒粘结到一起。但由于木材强度大，利用木材制备的生物质颗粒燃料的机械性能低。国内目前有许多竹浆造纸企业，造纸黑液木质素是此类企业的剩余物，目前无法利用，造成环境污染。在生物质颗粒燃料成型过程中，正好利用造纸黑液木质素提高生物质颗粒燃料的机械强度，也有利于造纸企业的废液处理，提高利润，降低环境污染。

作为优选，所述的环保型木质生物质颗粒燃料的长度在3-50mm，直径在3-20mm、含水率小于10％、灰分值低于10％、燃烧热值应大于17500J/g。

一种环保型木质生物质颗粒燃料制备方法，方法步骤如下，

a.采用生物碳低温碳化技术，将木材材料在碳化温度200-300℃和隔氧条件下进行碳化；生物质材料的典型特点是水分和挥发成分高，这些物质导致生物质材料的燃烧过程不稳定，很难控制其燃烧的过程。并且，这些物质在燃烧的过程中需要吸收热量发生降解，导致材料燃烧热值降低，所以采用了低温碳化技术，碳化温度不能过高，会导致生物质材料成分的热降解，降低其机械性能。同时，要在隔氧的条件下碳化，防止材料在碳化的过程中燃烧。碳化后，生物质材料的水分和挥发分降低，燃烧热值增加，点燃温度提高，燃烧稳定性增强，可与煤炭进行混合燃烧；而且碳化处理后，材料的强度有所降低，导致后期的材料粉碎过程中能节省很多的能量，减少成本；

b.将所述木材材料须经粉碎，粉碎后的生物质原料可是颗粒状或纤维状材料；

d.将木材材料经调湿处理，调湿后的含水率在25％以下；

e.再将木材材料与造纸黑液木质素按比例均匀混合；

f.再将生物质原料经过生物质颗粒成型机压制而成，再进行密封包装。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明在不添加任何化学粘结剂的情况下，利用木材和木材造纸黑液木质素生产出一种节能、环保，发热量高的生物质固体燃料。该燃料的性能可满足美国和欧洲标准的性能要求，可产生较好的经济效益、环境效益和社会效益。该产品使用时，发热量高，灰分低，符合环境保护要求，是中国具有商业化开发潜力的生物质固体燃料，具有较好的经济效益、社会效益和环境效益。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步说明。

实施例：利用小型的常温滚压式生物质颗粒成型机制备木材生物质颗粒燃料。

木材生物质颗粒燃料的制备过程如下：

毛木材料利用木材粉碎机制备木材颗粒，并利用机械筛选机选取粒径小于3.0mm的木材颗粒。

采用生物碳低温碳化技术，将木材材料在碳化温度200-300℃和隔氧条件下进行碳化。

将上述木材生物质颗粒的含水率调节到16％左右。

将上述木材生物质颗粒与木材造纸废液按质量比20∶1混合均匀。

利用生物质颗粒成型机制造木质颗粒燃料，制造过程中没添加任何的化学粘结剂。

将木材生物质颗粒燃料放置在干燥的环境中自然干燥一段时间，使其含水率和几何尺寸达到平衡。

木材生物质颗粒燃料为圆柱体，长度约为12mm左右，直径约为6mm左右。

木材生物质颗粒燃料的堆积密度约为0.65g/cm3。

木材生物质颗粒燃料的含水率约为5.0％左右。

木材生物质颗粒燃料的机械强度满足美国颗粒燃料协会《民用/商用生物质颗粒燃料》的要求。