本發(fā)明屬于生物能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物質(zhì)燃料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人們生活水平極大提高，能源消耗日益增多，諸如煤炭、石油和天然氣以及海洋冰之類的不可再生能源的日益減少，并且價(jià)格不斷上漲，以及隨著人類對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，曾經(jīng)不加利用便被付之一炬的木屑、麥秸和稻草等生物能源得到了空前的重視。據(jù)我國農(nóng)業(yè)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，我國僅農(nóng)作物如稻、麥、高梁、玉米、棉花和大豆秸稈的年產(chǎn)出量約為8.5億噸左右，以90%至95%的獲得系數(shù)計(jì)算，可獲得7.65-8.075億噸，相當(dāng)于獲得3.8-4.04億噸標(biāo)準(zhǔn)煤（1噸秸稈的能量相當(dāng)于0.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤）。所謂的標(biāo)準(zhǔn)煤簡稱標(biāo)煤，依據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)gb2589-81，每千克標(biāo)煤的熱值為29271千焦(即7000千卡)。由上述可知，有效地利用生物燃料，不僅可減少對(duì)自然資源的消耗，而且具有經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。由于秸桿的堆積密度較低,給收集、運(yùn)輸和儲(chǔ)存以及應(yīng)用帶來一定的困難，因而通常需將其成型為固體，藉以提高能源密度和熱值，經(jīng)成型后，體積可縮小至8倍以上，密度達(dá)1.1-1.4噸/m3，能源密度相當(dāng)于中等煙煤程度。由于秸桿如前述的麥秸、稻草等含有一定的纖維素和木質(zhì)素，而木質(zhì)素是物料中的結(jié)構(gòu)單體，是苯丙烷型的高分子化合物，具有增強(qiáng)細(xì)胞壁和粘合纖維素的作用。木質(zhì)素屬非晶體，在常溫下主要部分不溶于普通溶劑，沒有熔點(diǎn)，但有軟化點(diǎn)，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)，木質(zhì)素軟化粘結(jié)力增加，并在一定的壓力作用下，使其纖維素分子團(tuán)錯(cuò)位、變形和延展，內(nèi)部相鄰的生物質(zhì)顆粒相互進(jìn)行嚙接，重新組合而形成塊狀體。已有技術(shù)普遍使用麥秸和/或稻草經(jīng)壓制成型機(jī)或擠出成型機(jī)形成塊狀或圓柱狀的得以供鍋爐或類似的燃燒裝置燃燒的生物質(zhì)能源。但是普遍存在熱值低并且灰分大的問題，因?yàn)辂溄盏幕曳旨s為6%左右，而稻草的灰分約為14%左右，又因?yàn)辂溄盏哪举|(zhì)素含量約為20%，而稻草的木質(zhì)素含量約為12%，于是如果將麥秸、稻草單獨(dú)壓制成生物能源，那么密實(shí)性難以保障?；蛟S出于這一原因，需在麥秸、稻草中加入粘結(jié)劑，以便提高燃料的密實(shí)性，防止在包裝運(yùn)輸過程中開裂，但是加入粘結(jié)劑一方面增加成本，另一方面易產(chǎn)生污染，對(duì)此可由中國專利cn102021059b推薦的“一種利用快速熱處理工藝改性生物質(zhì)燃料的成型方法”所印證。此外，向麥秸或稻草中加入硅澡、粘土和/或煤粉也可獲得一定的防松散效果，但是發(fā)熱值受到影響并且灰分顯著提高，對(duì)此可參見中國發(fā)明專利申請(qǐng)公布號(hào)cn101812346a提供的“一種生物質(zhì)燃料成型方法”?，F(xiàn)有技術(shù)中單獨(dú)使用麥秸或稻草制備生物質(zhì)燃料是無法消除前述技術(shù)問題的，因?yàn)槟举|(zhì)素含量偏低并且灰分偏高。另外生物質(zhì)燃料當(dāng)中往往具有較高的鉀元素含量和氯元素含量，在燃燒的過程中，兩者形成kcl，沉積在鍋爐過熱器的表面，局部傳熱表面被其覆蓋，導(dǎo)致燃燒效率降低，鍋爐的使用壽命也大大縮短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種有助于增進(jìn)粘性、有利于降低灰分、有益于提高熱值和便于壓制或擠出成型的生物質(zhì)燃料。且本發(fā)明提供的生物質(zhì)燃料燃燒效果好、產(chǎn)煙少。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種生物質(zhì)燃料，包括木屑、麥秸、稻草、丙酮、磺酸鹽、聚丙烯酸鈉和木薯加工制備淀粉的廢液。

所述生物質(zhì)燃料制備方法如下：

a）原料選擇，稱取適量木屑、麥秸和稻草，并且先對(duì)木屑過篩，以篩除夾雜在木屑中的條狀物及塊狀物，木屑過篩后的直徑為小于0.5㎝，過篩時(shí)被篩子篩除的條狀物、塊狀物經(jīng)粉碎后利用，對(duì)麥秸及稻草采用粉碎機(jī)粉碎至長度小于0.5㎝，將過篩的木屑、粉碎的麥秸及稻草三者混合，得到原料，其中木屑的木質(zhì)素含量為28%，灰分為0.5%，麥秸的木質(zhì)素含量為22%，灰分為6%，而稻草的木質(zhì)素含量為12%，灰分為14%，并且木屑的熱值為16559kj/kg，麥秸的熱值為15374kj/kg，而稻草的熱值為13986kj/kg。

b）潤濕，將由步驟a）得到的原料以霧化水噴霧方式潤濕，控制原料的含水率為12%，得到潤濕料。

c）一次加熱，將由步驟b）得到的潤濕料投入第一微波加熱裝置中進(jìn)行一次加熱，使生物質(zhì)產(chǎn)生軟化，一次加熱的溫度為110℃，得到一次加熱料。

d）向步驟c）中得到的加熱料中加入木薯加工制備淀粉的廢液，該廢液在生物質(zhì)燃料成型過程中具有很好的流動(dòng)性和粘性，此外該廢液中還有少量的果膠、焦糖、不飽和脂肪酸以及松香酸等小分子物質(zhì)，在高壓條件下同樣具有很好的流動(dòng)性和膠黏性，可以快速填充纖維素間的空隙，增加組分間相互作用，將原材料的各組分緊密結(jié)合在一起，使生物質(zhì)原料在更低的環(huán)模孔徑長比條件下成型，減小模具損壞，有效的提高顆粒燃料的成型率、產(chǎn)品密度和耐久度。

e）向步驟d）得到的原料中加入丙酮，丙酮起催化助燃作用。

f）向步驟e）得到的原料中加入磺酸鹽，磺酸鹽起消煙作用。

g）向步驟f）得到的原料中加入聚丙烯酸鈉，聚丙烯酸鈉起助燃和粘結(jié)作用。

h）二次加熱，將由步驟g）得到的原料投入第二微波加熱裝置中進(jìn)行二次加熱，使生物質(zhì)產(chǎn)生熔融而具備粘性，二次加熱的溫度為150℃~180℃，得到待壓制料。

r）壓制，將由步驟h）得到的待壓制料投入壓制成型裝置壓制，經(jīng)切割后得到生物質(zhì)燃料。

本發(fā)明的有益效果為：粘性大、灰分低、熱值高、燃燒效果好、產(chǎn)煙少且便于壓制或擠出成型。

具體實(shí)施方式

為了便于理解，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步具體描述：

實(shí)施例1：

一種生物質(zhì)燃料，包括木屑50份、麥秸20份、稻草15份、丙酮2份、磺酸鹽2份、聚丙烯酸鈉1份和木薯加工制備淀粉的廢液10份。

所述生物質(zhì)燃料制備方法如下：

a）原料選擇，按重量份數(shù)稱取木屑50份、麥秸20份和稻草15份，并且先對(duì)木屑過篩，以篩除夾雜在木屑中的條狀物及塊狀物，木屑過篩后的直徑為小于0.5㎝，過篩時(shí)被篩子篩除的條狀物、塊狀物經(jīng)粉碎后利用，對(duì)麥秸及稻草采用粉碎機(jī)粉碎至長度小于0.5㎝，將過篩的木屑、粉碎的麥秸及稻草三者混合，得到原料，其中木屑的木質(zhì)素含量為28%，灰分為0.5%，麥秸的木質(zhì)素含量為22%，灰分為6%，而稻草的木質(zhì)素含量為12%，灰分為14%，并且木屑的熱值為16559kj/kg，麥秸的熱值為15374kj/kg，而稻草的熱值為13986kj/kg。

b）潤濕，將由步驟a）得到的原料以霧化水噴霧方式潤濕，控制原料的含水率為12%，得到潤濕料。

c）一次加熱，將由步驟b）得到的潤濕料投入第一微波加熱裝置中進(jìn)行一次加熱，使生物質(zhì)產(chǎn)生軟化，一次加熱的溫度為110℃，得到一次加熱料。

d）向步驟c）中得到的加熱料中加入木薯加工制備淀粉的廢液10份，該廢液在生物質(zhì)燃料成型過程中具有很好的流動(dòng)性和粘性，此外該廢液中還有少量的果膠、焦糖、不飽和脂肪酸以及松香酸等小分子物質(zhì)，在高壓條件下同樣具有很好的流動(dòng)性和膠黏性，可以快速填充纖維素間的空隙，增加組分間相互作用，將原材料的各組分緊密結(jié)合在一起，使生物質(zhì)原料在更低的環(huán)模孔徑長比條件下成型，減小模具損壞，有效的提高顆粒燃料的成型率、產(chǎn)品密度和耐久度。

e）向步驟d）得到的原料中加入丙酮2份，丙酮起催化助燃作用。

f）向步驟e）得到的原料中加入磺酸鹽2份，磺酸鹽起消煙作用。

g）向步驟f）得到的原料中加入聚丙烯酸鈉1份，聚丙烯酸鈉起助燃和粘結(jié)作用。

h）二次加熱，將由步驟g）得到的原料投入第二微波加熱裝置中進(jìn)行二次加熱，使生物質(zhì)產(chǎn)生熔融而具備粘性，二次加熱的溫度為150℃~180℃，得到待壓制料。

r）壓制，將由步驟h）得到的待壓制料投入壓制成型裝置壓制，經(jīng)切割后得到生物質(zhì)燃料。

實(shí)施例2：

一種生物質(zhì)燃料，包括木屑50份、麥秸18份、稻草16份、丙酮2份、磺酸鹽2份、聚丙烯酸鈉2份和木薯加工制備淀粉的廢液10份。

所述生物質(zhì)燃料制備方法如下：

a）原料選擇，按重量份數(shù)稱取木屑50份、麥秸18份和稻草16份，并且先對(duì)木屑過篩，以篩除夾雜在木屑中的條狀物及塊狀物，木屑過篩后的直徑為小于0.5㎝，過篩時(shí)被篩子篩除的條狀物、塊狀物經(jīng)粉碎后利用，對(duì)麥秸及稻草采用粉碎機(jī)粉碎至長度小于0.5㎝，將過篩的木屑、粉碎的麥秸及稻草三者混合，得到原料，其中木屑的木質(zhì)素含量為28%，灰分為0.5%，麥秸的木質(zhì)素含量為22%，灰分為6%，而稻草的木質(zhì)素含量為12%，灰分為14%，并且木屑的熱值為16559kj/kg，麥秸的熱值為15374kj/kg，而稻草的熱值為13986kj/kg。

b）潤濕，將由步驟a）得到的原料以霧化水噴霧方式潤濕，控制原料的含水率為12%，得到潤濕料。

c）一次加熱，將由步驟b）得到的潤濕料投入第一微波加熱裝置中進(jìn)行一次加熱，使生物質(zhì)產(chǎn)生軟化，一次加熱的溫度為110℃，得到一次加熱料。

d）向步驟c）中得到的加熱料中加入木薯加工制備淀粉的廢液10份，該廢液在生物質(zhì)燃料成型過程中具有很好的流動(dòng)性和粘性，此外該廢液中還有少量的果膠、焦糖、不飽和脂肪酸以及松香酸等小分子物質(zhì)，在高壓條件下同樣具有很好的流動(dòng)性和膠黏性，可以快速填充纖維素間的空隙，增加組分間相互作用，將原材料的各組分緊密結(jié)合在一起，使生物質(zhì)原料在更低的環(huán)模孔徑長比條件下成型，減小模具損壞，有效的提高顆粒燃料的成型率、產(chǎn)品密度和耐久度。

e）向步驟d）得到的原料中加入丙酮2份，丙酮起催化助燃作用。

f）向步驟e）得到的原料中加入磺酸鹽2份，磺酸鹽起消煙作用。

g）向步驟f）得到的原料中加入聚丙烯酸鈉2份，聚丙烯酸鈉起助燃和粘結(jié)作用。

h）二次加熱，將由步驟g）得到的原料投入第二微波加熱裝置中進(jìn)行二次加熱，使生物質(zhì)產(chǎn)生熔融而具備粘性，二次加熱的溫度為150℃~180℃，得到待壓制料。

r）壓制，將由步驟h）得到的待壓制料投入壓制成型裝置壓制，經(jīng)切割后得到生物質(zhì)燃料。