專利名稱：棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料及其制備方法及棉稈的綜合利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體燃料及其制備和一種植物材料的綜合利用方法，尤其涉及一
種基于植物物質(zhì)的固體燃料及其制備和一種農(nóng)作物秸稈的綜合利用方法。
背景技術(shù)：
棉花是一年生半木本植物。棉花秸稈(以下簡(jiǎn)稱棉稈)是指去掉葉、根部及棉桃的棉花莖稈。棉稈由棉稈皮和棉稈芯兩部分構(gòu)成，其中棉稈皮占25%，棉稈芯占75%。從棉稈的生物質(zhì)工業(yè)分析來(lái)看，水分6. 87%，灰分3. 97%，揮發(fā)分68. 54% ，固定碳20. 71 % 。棉稈的灰分比其他農(nóng)作物秸稈低的多(如稻草為13. 86%，麥秸為8. 9% )，棉稈的灰分和闊葉林的楊樹(shù)接近，灰分少則產(chǎn)生的熱量多，燃燒的溫度高。棉稈的固定碳為20.71%，高出其他的農(nóng)作物秸稈，甚至高于楊木、柳木、松木等木材，而固定碳含量高的生物質(zhì)更加抗燒，熱值較高。棉稈的揮發(fā)分和其他農(nóng)作物秸稈相似。從棉稈的化學(xué)性質(zhì)來(lái)看，在自然風(fēng)干狀態(tài)下，其高位熱值17. 37MJ/kg，低位熱值為15. 99MJ/kg，也高于其他農(nóng)作物秸稈。從棉稈的物理性質(zhì)來(lái)看，其容積密度為63kg/m3，比其他農(nóng)作物秸稈高。棉稈的機(jī)械強(qiáng)度、棉稈的導(dǎo)熱系數(shù)均高于其他農(nóng)作物秸稈。從以上分析可見(jiàn)，棉稈同其他農(nóng)作物秸稈相比，是一種較好的生物質(zhì)燃料。 目前對(duì)于棉稈在生物質(zhì)能的利用上，主要是將其粉碎作為工業(yè)鍋爐的燃料，如利用棉稈直接燃燒發(fā)電、供暖等。由于棉稈在構(gòu)造上的特征，直接作為鍋爐燃料使用，存在以下問(wèn)題和困難第一，棉稈和其他農(nóng)作物秸稈一樣，密度小、體積大，給其收集、運(yùn)輸、貯存帶來(lái)許多困難，如運(yùn)輸成本高，貯存占地大，防火費(fèi)用大；第二，對(duì)鍋爐設(shè)備要求比較高；棉稈和其他農(nóng)作物秸稈一樣，水分和揮發(fā)分較高，熱值、灰分熔點(diǎn)較低，灰分在高溫下變成熔融狀態(tài)后會(huì)黏結(jié)成難以消除的大渣塊，同時(shí)秸稈中堿金屬含量較高，容易對(duì)鍋爐造成腐蝕；第三，由于棉稈同其他秸稈一樣具有熱值低的缺陷，要提高熱效率則須加大鍋爐的容量，同時(shí)燃料輸送系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜，技術(shù)要求高，我國(guó)現(xiàn)有的大型生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備均需進(jìn)口 ，價(jià)格相對(duì)昂貴，這也導(dǎo)致我國(guó)現(xiàn)有的直接將棉稈粉碎作燃料發(fā)電的企業(yè)大多處于虧損狀態(tài)，其原因正是由于建廠初期投入大、機(jī)組熱效率低、燃料成本高；第四，將棉稈直接粉碎作燃料，沒(méi)有充分考慮棉稈不同部位的不同特點(diǎn)和功能，未實(shí)現(xiàn)物盡其用，尤其是將棉稈皮這一寶貴的工業(yè)生產(chǎn)原料燃燒掉，浪費(fèi)了資源；第五，由于棉稈中棉稈皮韌皮纖維的存在，這也使得棉稈粉碎較為困難，難以壓縮成型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種熱效率高、灰分少、污染少、成本低、對(duì)鍋爐損害小且便于運(yùn)輸和貯存的棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料，還相應(yīng)提供一種工藝效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)成本低、設(shè)備投入小的棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料的制備方法，還提供一種節(jié)能減排、能大大提高廢棄資源綜合利用率的棉稈的綜合利用方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料，其 特征在于所述生物質(zhì)壓縮燃料中棉稈芯含量為85% 90%，所述棉稈芯的長(zhǎng)度在5mm以 下，所述生物質(zhì)壓縮燃料的壓縮密度為1100 1400kg/m 所述生物質(zhì)壓縮燃料的松弛密度 為700 900kg/m3 ;所述生物質(zhì)壓縮燃料的含水率為8% 12%。 作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料的制備方法， 包括以下步驟以含水率在12%以下的棉稈為原料，采用棉稈皮芯分離機(jī)對(duì)所述棉稈的棉 稈皮和棉稈芯進(jìn)行分離處理(皮芯分離率一般要達(dá)到90%以上)，將分離后得到的碎料狀 棉稈芯粉碎至5mm長(zhǎng)度以下，然后對(duì)粉碎后的棉稈芯進(jìn)行壓縮成型，壓縮成型時(shí)的壓力控 制在70 lOOMPa，壓縮成型后進(jìn)行冷卻、包裝( 一般冷卻到30°C以下即可)，得到便于貯存 和運(yùn)輸?shù)拿薅捫旧镔|(zhì)壓縮燃料。 作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種棉稈的綜合利用方法，包括以下步驟 以含水率在12%以下的棉稈為原料，采用棉稈皮芯分離機(jī)對(duì)所述棉稈的棉稈皮和棉稈芯進(jìn) 行分離處理(皮芯分離率一般要達(dá)到90%以上)，分離后得到碎料狀棉稈芯和帶狀棉稈皮 (棉稈芯的純凈率一般也要達(dá)到90%以上)；將所述棉稈皮整理后進(jìn)行后續(xù)脫膠處理，棉稈 皮經(jīng)脫膠后生成的棉稈皮纖維用作紡織工業(yè)的原料，處理后的棉稈皮紙漿用作造紙生產(chǎn)原 料；同時(shí)將所述棉稈芯粉碎至5mm長(zhǎng)度以下，然后對(duì)粉碎后的棉稈芯進(jìn)行壓縮成型，壓縮成 型時(shí)的壓力控制在70 lOOMPa，壓縮成型后進(jìn)行冷卻、包裝( 一般冷卻到30°C以下即可)， 得到便于貯存和運(yùn)輸?shù)拿薅捫旧镔|(zhì)壓縮燃料。 上述各技術(shù)方案的提出是以我們長(zhǎng)期對(duì)棉稈結(jié)構(gòu)及成分的研究為基礎(chǔ)。棉稈經(jīng)過(guò) 適當(dāng)分離處理后可得到棉稈皮和棉稈芯。棉稈皮含纖維素42. 2%、半纖維素18. 11%、木質(zhì) 素18. 95% ，纖維平均長(zhǎng)度2. 26mm，長(zhǎng)寬比為113，壁腔比為2. 7，柔性系數(shù)為20. 9，可見(jiàn)棉稈 皮實(shí)質(zhì)上是一種優(yōu)質(zhì)的紙漿生產(chǎn)原料，處理后的棉稈皮紙漿可用于生產(chǎn)牛皮紙、高強(qiáng)度包 裝紙、紙板等產(chǎn)品。棉稈皮經(jīng)脫膠后生成棉稈皮纖維，棉稈皮纖維的物理機(jī)械性能指標(biāo)為 纖維細(xì)度1. 86tex，斷裂強(qiáng)度42. 53CN/tex，斷裂伸長(zhǎng)率4. 18% ，標(biāo)準(zhǔn)回潮率9. 68% ?？梢?jiàn)，
棉稈皮纖維是一種韌皮纖維，其具有麻類纖維的特性，是一種優(yōu)質(zhì)的紡織原料。棉稈芯的木 質(zhì)素含量較高(為21. 19%)，其有利于成型燃料顆粒之間的膠接，提高成型塊的黏結(jié)強(qiáng)度； 且棉稈芯的灰分為1. 56%，低于棉稈皮(約5. 32% )，熱效率更高；同時(shí)棉稈芯中不含有臘 質(zhì)，不含有堿金屬，這都減少了燃料對(duì)鍋爐系統(tǒng)的侵蝕。因此，本發(fā)明充分考慮了棉稈的結(jié) 構(gòu)組分及其特點(diǎn)，并在真正意義上實(shí)現(xiàn)了棉稈的分類回收、綜合利用、變廢為寶，大大提高 了棉稈的附加值，這也克服了長(zhǎng)期以來(lái)人們直接將棉稈作為一個(gè)整體進(jìn)行粉碎、回收、利用 所出現(xiàn)的種種弊端，大大提高了農(nóng)作物秸稈資源的綜合利用率。 上述技術(shù)方案中的棉稈皮芯分離機(jī)優(yōu)選采用CN200996061Y號(hào)中國(guó)專利文獻(xiàn)中公 開(kāi)的棉稈皮芯分離機(jī)，其不僅能夠成功地實(shí)現(xiàn)棉稈皮和棉稈芯的機(jī)械化分離，而且能夠更 好地保證棉稈皮芯的分離率和產(chǎn)物的純凈率?？紤]到棉稈皮芯分離的加工要求及對(duì)后續(xù)分 離產(chǎn)物品質(zhì)要求，我們要求棉稈原料的含水率要求在12%以下，在干燥地區(qū)可將棉稈直接 自然風(fēng)干至該含水率，其他地區(qū)可采用常規(guī)方法對(duì)棉稈進(jìn)行干燥處理。經(jīng)過(guò)棉稈皮芯分離 后的棉稈皮與棉稈一般等長(zhǎng)，約為40 60cm，且成順直帶狀，而分離后的棉稈芯成碎料狀， 長(zhǎng)度約為5 30mm。 上述的方法中，所述的壓縮成型步驟優(yōu)選是采用常溫壓縮成型工藝、熱壓成型工藝或者預(yù)熱壓縮成型工藝。 上述的方法中，所述的常溫壓縮成型工藝優(yōu)選是指利用生物質(zhì)成型機(jī)將所述棉稈 芯壓制成粒狀、棒狀或塊狀，成型前控制棉稈芯含水率為15% 20%，成型壓力優(yōu)選控制 在80 100MPa，壓縮時(shí)間控制在8 10s，成型后產(chǎn)品的含水率為8% 12%。
上述的方法中，所述的熱壓成型工藝優(yōu)選是指利用生物質(zhì)成型機(jī)將所述棉稈芯 壓制成粒狀、棒狀或塊狀，成型前控制棉稈芯含水率為12% 15%，成型壓力優(yōu)選控制 在70 75MPa，成型時(shí)同時(shí)對(duì)成型用模具進(jìn)行加熱，使其中的棉稈芯溫度控制在140°C 17(TC，熱壓時(shí)間控制在40 50s，成型后產(chǎn)品的含水率為8X 12%。在熱壓成型中，棉稈 芯中的木質(zhì)素在溫度升至16(TC時(shí)，開(kāi)始熔融形成膠體物質(zhì)，起到了粘合劑的功能。熱壓成 型工藝還能使產(chǎn)品外部表面碳化，增強(qiáng)其抗跌碎性和抗?jié)B水性。 上述的方法中，所述的預(yù)熱壓縮成型工藝優(yōu)選是指先將粉碎后的棉稈芯置于一預(yù) 熱器中進(jìn)行加熱，預(yù)熱前控制棉稈芯含水率為12 % 15%，預(yù)熱溫度為140°C 170°C， 然后將預(yù)熱后的棉稈芯送入成型用模具中，同時(shí)利用生物質(zhì)成型機(jī)將棉稈芯壓制成粒狀、 棒狀或塊狀，成型壓力優(yōu)選控制在70 75Mpa，成型時(shí)所述成型用模具的溫度優(yōu)選控制在 180°C 20(TC，熱壓時(shí)間控制在30 40s，成型后產(chǎn)品的含水率為8% 12%。
在上述優(yōu)選的三種壓縮成型工藝中，根據(jù)棉稈芯加工的特點(diǎn)，最優(yōu)選的是采用預(yù) 熱壓縮成型工藝，該預(yù)熱壓縮成型工藝中，先使棉稈芯中的木質(zhì)素在預(yù)熱到16(TC時(shí)開(kāi)始熔 融形成膠體物質(zhì)，起到了粘合劑的功能；隨后的熱壓成型使產(chǎn)品外部表面碳化，增強(qiáng)了其抗 跌碎性和抗?jié)B水性；同時(shí)由于對(duì)棉稈芯原料進(jìn)行了預(yù)熱，在后續(xù)熱壓成型中減少了棉稈芯 原料與成型用模具的摩擦作用，不僅可以減少壓縮成型時(shí)間(同樣壓力的情況下)，提高所 述生物質(zhì)成型機(jī)的工作效率，而且還可延長(zhǎng)成型用模具的使用壽命。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于 1、本發(fā)明首先提供了一種標(biāo)準(zhǔn)型的清潔燃料。本發(fā)明的棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料是 一種具有特定形狀(根據(jù)用戶需求)、密度較大的固體燃料，其熱效率高，灰分少，污染少， 對(duì)鍋爐無(wú)損害，且便于運(yùn)輸和貯存，對(duì)發(fā)展綠色能源、清潔能源及實(shí)施節(jié)能減排都有重要的 現(xiàn)實(shí)意義。 2、本發(fā)明的棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料更有利于鍋爐的國(guó)產(chǎn)化，有效降低企業(yè)的生產(chǎn) 設(shè)備成本及前期投入。普通的生物質(zhì)燃料由于熱值低、容積小、灰熔點(diǎn)低等特點(diǎn)，對(duì)鍋爐及 其原料輸送上料系統(tǒng)的要求高，這導(dǎo)致我國(guó)的生物質(zhì)燃料發(fā)電設(shè)備都主要從國(guó)外進(jìn)口 ，價(jià) 格昂貴，建設(shè)投資大，設(shè)備維修困難。而本發(fā)明的棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料作為密度較大的固 體成型燃料，能夠代替煤炭用作普通工業(yè)鍋爐的燃料，而且由于燃料中不含棉稈皮，燃料中 的灰分含量由原來(lái)的4.7%降低為1.56%左右，減小了對(duì)鍋爐設(shè)備的侵蝕，燃煤鍋爐稍加 改造就可以使用本發(fā)明的生物質(zhì)壓縮燃料，這為我國(guó)生物質(zhì)燃料鍋爐設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化創(chuàng)造了 有利條件。 3、本發(fā)明的方法大大提高了棉稈的附加值，產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域大大拓寬。本發(fā)明的 方法是將棉稈皮和棉稈芯先行分離再進(jìn)行利用，將棉稈芯用于生產(chǎn)生物質(zhì)壓縮燃料，該棉 稈芯生物質(zhì)壓縮燃料不僅可以用作工業(yè)鍋爐的燃料，也可廣泛用于農(nóng)村取暖、熱水供應(yīng)、大 棚升溫和農(nóng)副產(chǎn)品烘干等，還可作碳化處理，生產(chǎn)木碳和活性碳等。而同時(shí)得到的棉稈皮則 可用于紡織或生產(chǎn)紙漿的生產(chǎn)原料，這使得棉稈的附加值大大增加。
4、本發(fā)明的方法有效解決了直接將棉稈粉碎作燃料存在的各種問(wèn)題，由于先期進(jìn) 行了皮芯分離處理，這使得棉稈的后續(xù)粉碎、壓縮成型都更加容易，大大縮短了工藝時(shí)間， 提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 5、本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)效益明顯，大大提高了企業(yè)的盈利能力。我們以一噸棉稈為例，其 收購(gòu)價(jià)格為200元，可生產(chǎn)棉稈皮250kg和棉稈芯750kg，作為紙漿原料，250kg棉稈皮的價(jià) 格是500元(棉稈皮用作紙漿原料的收購(gòu)價(jià)格約為2000元/噸)，而按照本發(fā)明的工藝分 離、生產(chǎn)棉稈皮的成本約為100元/噸，因此副產(chǎn)品的增值收益可顯著降低成型燃料的生產(chǎn) 成本，再加上國(guó)家對(duì)秸稈類能源生產(chǎn)企業(yè)的財(cái)政補(bǔ)貼，此類企業(yè)可真正實(shí)現(xiàn)扭虧為盈。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 : —種棉稈的綜合利用方法，包括以下步驟 1、原料預(yù)處理將除掉棉根、棉葉和棉籽的棉稈先進(jìn)行風(fēng)干，風(fēng)干至含水量在 12%以下，保證棉稈的脆性，易于折斷，為下一步的棉稈皮芯分離作準(zhǔn)備； 2、棉稈皮芯分離將經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的棉稈用棉稈皮芯分離機(jī)進(jìn)行加工，加工后皮 芯分離率達(dá)到90%以上，分離得到的棉稈皮與棉稈等長(zhǎng)，呈順直帶狀；分離后的棉稈芯呈 碎料狀，純凈率在90%以上，棉稈芯的長(zhǎng)度為5 30mm ; 3、棉稈皮的回收利用將棉稈皮芯分離后的棉稈皮收集、整理、包裝，運(yùn)離生產(chǎn)現(xiàn) 場(chǎng)用作紡織和造紙的原料； 4、棉稈芯粉碎利用粉碎機(jī)將棉稈皮芯分離后的棉稈芯進(jìn)一步粉碎至長(zhǎng)度在5mm 以下； 5、常溫壓縮成型將粉碎后的棉稈芯原料的含水率控制在20%，采用常溫液壓成 型機(jī)加工，成型壓力為85MPa，成型模具為①100X100mm，壓縮時(shí)間為8 10s，成型后每塊壓 縮燃料重4. 8 6kg，含水率約為10% ; 6、冷卻、包裝對(duì)成型后的壓縮燃料進(jìn)行自然冷卻，當(dāng)壓縮燃料溫度低于3(TC時(shí) 進(jìn)行包裝，得到成品。 經(jīng)過(guò)上述步驟生產(chǎn)的棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料中棉稈芯的含量為85 % 90 % ，棉 稈芯的長(zhǎng)度在5mm以下，壓縮燃料的壓縮密度為1400kg/m3，松弛密度為840kg/m3，含水率約 為10%，壓縮燃料的體積縮小十倍以上，非常便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例的棉稈芯 生物質(zhì)壓縮燃料的熱效率為36. 7%，是普通棉稈燃料(21. 5% )的1. 71倍；該棉稈芯生物 質(zhì)壓縮燃料的灰分含量為1. 56%，僅為普通棉稈燃料(4. 7% )的約1/3。
實(shí)施例2 : —種棉稈的綜合利用方法，包括以下步驟 1、原料預(yù)處理將除掉棉根、棉葉和棉籽的棉稈先進(jìn)行風(fēng)干，風(fēng)干至含水量在 12%以下，保證棉稈的脆性，易于折斷，為下一步的棉稈皮芯分離作準(zhǔn)備； 2、棉稈皮芯分離將經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的棉稈用棉稈皮芯分離機(jī)進(jìn)行加工，加工后皮 芯分離率達(dá)到90%以上，分離得到的棉稈皮與棉稈等長(zhǎng)，呈順直帶狀；分離后的棉稈芯呈 碎料狀，純凈率在90%以上，棉稈芯的長(zhǎng)度為5 30mm ; 3、棉稈皮的回收利用將棉稈皮芯分離后的棉稈皮收集、整理、包裝，運(yùn)離生產(chǎn)現(xiàn)
6場(chǎng)用作紡織和造紙的原料； 4、棉稈芯粉碎利用粉碎機(jī)將棉稈皮芯分離后的棉稈芯進(jìn)一步粉碎至長(zhǎng)度5mm以 下； 5、熱壓成型將粉碎后的棉稈芯原料的含水率控制在15%，采用生物質(zhì)成型機(jī)和 熱壓成型工藝進(jìn)行加工，即棉稈芯原料在成型用模具中加壓的同時(shí)，對(duì)模具進(jìn)行電加熱，模 具溫度控制在23(TC 27(TC，使模具內(nèi)的棉稈芯內(nèi)部溫度達(dá)到140°C 17(TC，成型壓力為 70MPa，每塊燃料的熱壓時(shí)間為40s，成型模具為①140X120mm，成型后每塊壓縮燃料重12 16kg，含水率在10%左右； 6、冷卻、包裝對(duì)成型后的壓縮燃料進(jìn)行自然冷卻，當(dāng)壓縮燃料溫度低于3(TC時(shí) 進(jìn)行包裝，得到成品。 經(jīng)過(guò)上述步驟生產(chǎn)的棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料中棉稈芯的含量為85 % 90 % ，棉 稈芯的長(zhǎng)度在5mm以下，其壓縮密度為1200kg/m 其松弛密度為790kg/m3，含水率約為 10%，壓縮燃料的體積縮小十倍以上，非常便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例的棉稈芯生 物質(zhì)壓縮燃料的熱效率為36. 7%，是普通棉稈燃料(21. 5% )的1. 71倍；該棉稈芯生物質(zhì) 壓縮燃料的灰分含量為1. 56%，僅為普通棉稈燃料(4. 7% )的約1/3。
實(shí)施例3 : —種棉稈的綜合利用方法，包括以下步驟 1、原料預(yù)處理將除掉棉根、棉葉和棉籽的棉稈先進(jìn)行干燥，干燥至含水量在 12%以下，保證棉稈的脆性，易于折斷，為下一步的棉稈皮芯分離作準(zhǔn)備； 2、棉稈皮芯分離將經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的棉稈用棉稈皮芯分離機(jī)進(jìn)行加工，加工后皮 芯分離率達(dá)到90%以上，分離得到的棉稈皮與棉稈等長(zhǎng)，呈順直帶狀；分離后的棉稈芯呈 碎料狀，純凈率在95%以上，棉稈芯的長(zhǎng)度為5 30mm ; 3、棉稈皮的回收利用將棉稈皮芯分離后的棉稈皮收集、整理、包裝，運(yùn)離生產(chǎn)現(xiàn) 場(chǎng)用作紡織和造紙的原料；其中處理后的棉稈皮紙漿用于生產(chǎn)紙板產(chǎn)品，而棉稈皮經(jīng)脫膠 后生成的棉稈皮纖維用于紡織工業(yè)的原料； 4、棉稈芯粉碎利用粉碎機(jī)將棉稈皮芯分離后的棉稈芯進(jìn)一步粉碎至長(zhǎng)度5mm以 下； 5、預(yù)熱壓縮成型將粉碎后的棉稈芯原料的含水率控制在15%，在原料進(jìn)入生 物質(zhì)成型機(jī)壓縮之前，先將粉碎后的棉稈芯置于一預(yù)熱器中用電熱或燃油加熱，預(yù)熱溫度 為14(TC 17(TC，使棉稈芯中所含的木質(zhì)素軟化，起到黏結(jié)劑的作用；然后將預(yù)熱后的 棉稈芯送入成型用模具中，同時(shí)利用生物質(zhì)成型機(jī)將棉稈芯壓制成棒狀，成型壓力控制在 70MPa，成型時(shí)成型用模具的溫度控制在180°C 200°C ，熱壓時(shí)間控制在30s，成型模具為 ①140X120mm，成型后每塊壓縮燃料重12 16kg，含水率在10%左右；
6、冷卻、包裝對(duì)成型后的壓縮燃料進(jìn)行自然冷卻，當(dāng)壓縮燃料溫度低于3(TC時(shí) 進(jìn)行包裝，得到成品。 經(jīng)過(guò)上述步驟生產(chǎn)的棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料中棉稈芯的含量為85 % 90 % ，棉 稈芯的長(zhǎng)度在5mm以下，該生物質(zhì)壓縮燃料的壓縮密度為1150kg/m3，松弛密度為770kg/m3， 含水率為10%，壓縮燃料的體積縮小十倍以上，非常便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例的 棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料的熱效率為36. 7%，是普通棉稈燃料(21. 5% )的1. 71倍；該棉稈
7芯生物質(zhì)壓縮燃料的灰分含量為1. 56%，僅為普通棉稈燃料(4. 7% )的約1/3,
權(quán)利要求
一種棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料，其特征在于所述生物質(zhì)壓縮燃料中棉稈芯含量為85％～90％，所述棉稈芯的長(zhǎng)度在5mm以下，所述生物質(zhì)壓縮燃料的壓縮密度為1100～1400kg/m3，所述生物質(zhì)壓縮燃料的松弛密度為700～900kg/m3；所述生物質(zhì)壓縮燃料的含水率為8％～12％。
2. —種棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料的制備方法，包括以下步驟以含水率在12%以下的棉 稈為原料，采用棉稈皮芯分離機(jī)對(duì)所述棉稈的棉稈皮和棉稈芯進(jìn)行分離處理，將分離后得 到的碎料狀棉稈芯粉碎至5mm長(zhǎng)度以下，然后對(duì)粉碎后的棉稈芯進(jìn)行壓縮成型，壓縮成型 時(shí)的壓力控制在70 100MPa，壓縮成型后進(jìn)行冷卻、包裝，得到棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料。
3. —種棉稈的綜合利用方法，包括以下步驟以含水率在12%以下的棉稈為原料，采 用棉稈皮芯分離機(jī)對(duì)所述棉稈的棉稈皮和棉稈芯進(jìn)行分離處理，分離后得到碎料狀棉稈芯 和帶狀棉稈皮；將所述棉稈皮整理后進(jìn)行后續(xù)脫膠處理，棉稈皮經(jīng)脫膠后生成的棉稈皮纖 維用作紡織工業(yè)的原料，處理后的棉稈皮紙漿用作造紙生產(chǎn)原料；同時(shí)將所述棉稈芯粉碎 至5mm長(zhǎng)度以下，然后對(duì)粉碎后的棉稈芯進(jìn)行壓縮成型，壓縮成型時(shí)的壓力控制在70 lOOMPa，壓縮成型后進(jìn)行冷卻、包裝，得到棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于所述的壓縮成型步驟是采用常溫壓 縮成型工藝、熱壓成型工藝或者預(yù)熱壓縮成型工藝。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的常溫壓縮成型工藝是指利用生 物質(zhì)成型機(jī)將所述棉稈芯壓制成粒狀、棒狀或塊狀，成型前控制棉稈芯含水率為15% 20%，成型壓力控制在80 100MPa，壓縮時(shí)間控制在8 10s，成型后產(chǎn)品的含水率為 8% 12%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的熱壓成型工藝是指利用生物質(zhì)成 型機(jī)將所述棉稈芯壓制成粒狀、棒狀或塊狀，成型前控制棉稈芯含水率為12% 15%，成 型壓力控制在70 75MPa，成型時(shí)同時(shí)對(duì)成型用模具進(jìn)行加熱，使其中的棉稈芯溫度控制 在140°C 17(TC，熱壓時(shí)間控制在40 50s，成型后產(chǎn)品的含水率為8% 12%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的預(yù)熱壓縮成型工藝是指先將粉碎 后的棉稈芯置于一預(yù)熱器中進(jìn)行加熱，預(yù)熱前控制棉稈芯含水率為12% 15%，預(yù)熱溫度 為140°C 17(TC，然后將預(yù)熱后的棉稈芯送入成型用模具中，同時(shí)利用生物質(zhì)成型機(jī)將棉 稈芯壓制成粒狀、棒狀或塊狀，成型壓力控制在70 75MPa，成型時(shí)所述成型用模具的溫度 控制在180°C 20(TC，熱壓時(shí)間控制在30 40s，成型后產(chǎn)品的含水率為8% 12%。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物質(zhì)燃料及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料，其中棉稈芯含量為85％～90％，燃料的壓縮密度為1100～1400kg/m3，松弛密度為700～900kg/m3，含水率為8％～12％；其制備方法是以含水率在12％以下的棉稈為原料，采用棉稈皮芯分離機(jī)進(jìn)行分離處理，將分離后的棉稈芯粉碎，然后進(jìn)行壓縮成型，壓縮成型時(shí)的壓力控制在70～100MPa，最后進(jìn)行冷卻、包裝得到成品；其中分離后得到的副產(chǎn)物棉稈皮還可用于紡織和造紙，以實(shí)現(xiàn)棉稈的綜合利用。本發(fā)明的棉稈芯生物質(zhì)壓縮燃料具有熱效率高、灰分少、污染少、對(duì)鍋爐無(wú)損害且便于運(yùn)輸和貯存等優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的工藝方法具有工藝效率高、設(shè)備投入小、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)D01B1/10GK101787315SQ201010107878
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者凌受明, 姜景文, 李漫文 申請(qǐng)人:姜景文;李漫文;凌受明