一種層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及生物質(zhì)成型燃料【技術(shù)領(lǐng)域】，提供了一種層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，包括如下步驟：第一步、充氣薄層基板的制備，把纖維素類的生物質(zhì)碎屑進(jìn)行粉碎、預(yù)烘，加入相當(dāng)于生物質(zhì)碎屑原料干料重量3～8%的生石灰、2～5%的高嶺土，充氣混合均勻，擠壓成型得到規(guī)整形狀的充氣薄層基板；第二步、充氣薄層基板的表面處理，將第一步所得的充氣薄層基板進(jìn)行表面粗糙化處理，然后在充氣薄層基板的表面涂上粘結(jié)劑；第三步、層壓成型，把涂有粘結(jié)劑的若干充氣薄層基板上下表面對(duì)齊，然后通過(guò)輥壓機(jī)對(duì)輥層壓，得到最終的層壓式生物質(zhì)成型燃料。本發(fā)明具有加工方便、壓實(shí)密度高，成型厚度加工性強(qiáng)和便于規(guī)?；a(chǎn)的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]發(fā)明涉及生物質(zhì)成型燃料領(lǐng)域，特別涉及一種層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。能源和環(huán)境問(wèn)題已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，傳統(tǒng)的諸如煤、石油和天然氣等化石能源由于日益枯竭帶來(lái)的能源危機(jī)和其燃燒產(chǎn)生的污染問(wèn)題日益突出，開發(fā)潔凈的可再生能源迫在眉睫。生物質(zhì)是一種多樣性的能源資源，來(lái)源廣泛，應(yīng)用簡(jiǎn)單，作為一種有效的替代能源具有良好的應(yīng)用前景。近些年來(lái)，利用林木加工廢棄物，秸桿等粉碎加工后制成生物質(zhì)顆粒燃料的研究和應(yīng)用也逐漸增加，目前生物質(zhì)能源主要通過(guò)直接擠壓成型直接形成條狀、顆粒狀或塊狀，成型厚度和壓實(shí)密度互相制約，存在著燃燒存在著燃燒時(shí)間短，熱量不高的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)生物質(zhì)成型燃料的一次擠壓成型存在的成型厚度和壓實(shí)密度存在的相互制約關(guān)系，采用分層逐層層壓方式，形成了層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，具有加工方便、壓實(shí)密度高，成型厚度加工性強(qiáng)和便于規(guī)模化生產(chǎn)等特點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的內(nèi)容為:
一種層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，包括如下步驟:
第一步、充氣薄層基板的制備，把纖維素類的生物質(zhì)碎屑進(jìn)行粉碎、預(yù)烘，加入相當(dāng)于生物質(zhì)碎屑原料干料重量3?8%的生石灰、2?5%的高嶺土，充氣混合均勻，擠壓成型得到規(guī)整形狀的充氣薄層基板；
第二步、充氣薄層基板的表面處理，將第一步所得的充氣薄層基板進(jìn)行表面粗糙化處理，然后在充氣薄層基板的表面涂上粘結(jié)劑；
第三步、層壓成型，把涂有粘結(jié)劑的若干充氣薄層基板上下表面對(duì)齊，然后通過(guò)輥壓機(jī)對(duì)輥層壓，得到最終的層壓式生物質(zhì)成型燃料。
[0005]在第一步中，通過(guò)加入生石灰和高嶺土，生石灰既可以在混合的過(guò)程中吸收水分形成消石灰，所形成的消石灰和高嶺土產(chǎn)生粘結(jié)作用，從而把生物質(zhì)碎屑原料相互粘連，方便擠壓成型；而且，生石灰在吸收水分形成消石灰的過(guò)程中可以產(chǎn)生大量的熱，從而軟化生物質(zhì)碎屑原料，降低擠壓成型難度；在混合的過(guò)程中，通過(guò)充氣，既可以促進(jìn)生物質(zhì)原料碎屑粉末和生石灰、高嶺土的均勻混合，又可以在擠壓成型的薄層基板內(nèi)部形成氣孔，為后期進(jìn)一步層壓充氣薄層基板提供增加表層結(jié)合力的內(nèi)部擠壓空間。此外，由于生石灰的吸水作用，加之加工形成的充氣薄層基板厚度較薄，且生石灰的消解過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱，因此對(duì)于生物質(zhì)原料碎屑粉末的水分含量要求不高，可以有效簡(jiǎn)化對(duì)于原料粉末水分含量的控制；在第二步中，通過(guò)表面的粗糙化處理，既可以通過(guò)增大接觸面的粗糙度提高結(jié)合力，也為粘結(jié)劑的涂布增加了結(jié)合空間，進(jìn)而在壓合的過(guò)程中可以有效保證層壓的效果；在第三步中，通過(guò)上下表面的對(duì)齊層壓，可以根據(jù)需要層壓出不同形狀要求的生物質(zhì)成型燃料，同時(shí)，不同充氣薄層基板在層壓的過(guò)程中，在充氣薄層基板內(nèi)部的氣孔被進(jìn)一步擠壓，接觸面的凹陷和凸起錯(cuò)位連接，不僅可以保證層壓過(guò)程中不同基板之間的結(jié)合力，而且孔隙被擠壓后可以有效提高層壓式生物質(zhì)成型燃料的致密性，延長(zhǎng)燃燒的時(shí)間。此外，通過(guò)層壓的方式，充氣薄層基板的制備更加簡(jiǎn)單，層壓形成的厚度更加靈活，高厚度和高致密的生物質(zhì)成型燃料的饒恕時(shí)間顯著提高，熱量效果也獲得了一定程度的提升。
[0006]進(jìn)一步地，第三步所述對(duì)輥層壓工序在進(jìn)行對(duì)輥前還包括加熱軟化工序。通過(guò)加熱軟化，可以降低層壓難度，方便層壓和進(jìn)一步提高致密性。
[0007]進(jìn)一步地，第三步所述的層壓成型為充氣薄層基板逐層增加分別對(duì)輥，通過(guò)逐次增加充氣薄層基板進(jìn)行多次循環(huán)對(duì)輥形成最終的層壓式生物質(zhì)成型燃料。通過(guò)逐次加入充氣薄層基板每次單獨(dú)對(duì)輥，可以保證每次加入的基板與已經(jīng)層壓的基板的結(jié)合力；而且，在多層基板的層壓過(guò)程會(huì)有循環(huán)反復(fù)壓合的效果，在保證層壓結(jié)合效果的前提下進(jìn)一步保證提高了壓實(shí)的致密性。
[0008]進(jìn)一步地，第二步中所述的粗糙化處理為磨砂打磨處理、熱蝕刻處理或模具加入凹凸化紋路處理，通過(guò)不同形式的粗糙化處理，可以增大不同充氣薄層基板之間的結(jié)合力，保證層壓的效果。
[0009]進(jìn)一步地，第三步所述對(duì)輥機(jī)的壓力為1Mpa?30MPa，可以根據(jù)層壓的材質(zhì)、顆粒大小和厚度靈活調(diào)整對(duì)輥機(jī)的壓力，保證層壓的效果。
[0010]進(jìn)一步地，第三步所述層壓成型的充氣薄層基板的層數(shù)為兩層或兩層以上，可以根據(jù)需要進(jìn)行多次層壓，滿足更高厚度的要求，滿足層壓后生物質(zhì)成型燃料的燃燒時(shí)間要求。
[0011]進(jìn)一步地，所述的充氣薄層基板為圓形、橢圓形、三角形或平行四邊形，最終制備所得的層壓式生物質(zhì)成型燃料為圓柱狀、棱柱狀或立方體狀，可以根據(jù)實(shí)際鍋爐的需要靈活加工，滿足實(shí)際使用需求。
[0012]所述纖維素類的生物質(zhì)碎屑包括稻殼、花生殼、稻桿、樹皮、刨花和木屑中的一種或一種以上，原料來(lái)源廣泛，成本低廉。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
第一、加工方便，通過(guò)先加工充氣薄層基板的方式再進(jìn)行層壓形成最終的生物質(zhì)成型燃料，充氣薄層基板的過(guò)程簡(jiǎn)單，對(duì)輥層壓的過(guò)程操作方便，加工生產(chǎn)便捷性高；
第二、壓實(shí)密度高，通過(guò)層壓成型，可以根據(jù)需要進(jìn)行逐層加入多次循環(huán)對(duì)輥，有效擠壓充氣薄層基板的孔隙，在保證結(jié)合力的的前提下進(jìn)一步提高了生物質(zhì)成型燃料的致密性；
第三、成型厚度加工性強(qiáng)，可以根據(jù)實(shí)際需要疊加層壓若干層充氣薄層基板，滿足生物質(zhì)成型燃料的厚度滿足實(shí)際使用中燃燒時(shí)間較長(zhǎng)的需求；
第四、便于規(guī)模化生產(chǎn)，整個(gè)層壓式生物質(zhì)成型燃料的工序較少，且均為常規(guī)化操作，操作連續(xù)性高，有效降低規(guī)?；a(chǎn)的難度?！揪唧w實(shí)施方式】下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述:
實(shí)施例1
一種層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，包括如下步驟:
第一步、充氣薄層基板的制備，把諸如稻殼、花生殼、秸桿、樹皮、刨花和木屑等纖維素類的生物質(zhì)碎屑進(jìn)行粉碎、預(yù)烘，加入相當(dāng)于生物質(zhì)碎屑原料干料重量3%的生石灰、4%的高嶺土，充氣混合均勻，采用模具擠壓成型得到長(zhǎng)方形的充氣薄層基板；
第二步、充氣薄層基板的表面處理，將第一步所得的充氣薄層基板進(jìn)行磨砂打磨處理、熱蝕刻處理等表面粗糙化處理，然后在充氣薄層基板的表面涂上粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑為常規(guī)的纖維類粘結(jié)劑，如廢紙漿、水解纖維，這里采用的為廢紙漿；
第三步、層壓成型，把涂有粘結(jié)劑的若干充氣薄層基板上下表面對(duì)齊，調(diào)節(jié)壓制成型壓力為lOMPa，然后通過(guò)輥壓機(jī)對(duì)輥層壓，得到兩層的長(zhǎng)方體塊狀層壓式生物質(zhì)成型燃料。
[0014]實(shí)施例1最終制備所得的生物質(zhì)成型燃料的含水量為12?15%，所制備的生物質(zhì)成型燃料的密度為1.1?1.3g/cm3。
[0015]實(shí)施例2
一種層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，包括如下步驟:
第一步、充氣薄層基板的制備，把諸如稻殼、花生殼、秸桿、樹皮、刨花和木屑等纖維素類的生物質(zhì)碎屑進(jìn)行粉碎、預(yù)烘，加入相當(dāng)于生物質(zhì)碎屑原料干料重量8%的生石灰、3%的高嶺土，充氣混合均勻，采用三角形模具擠壓成型得到三角形的充氣薄層基板；
第二步、充氣薄層基板的表面處理，將第一步所得的充氣薄層基板在其表面進(jìn)行凹凸化紋路處理等表面粗糙化處理，然后在充氣薄層基板的表面涂上水解纖維粘結(jié)劑；
第三步、層壓成型，把涂有粘結(jié)劑的若干充氣薄層基板上下表面對(duì)齊，調(diào)節(jié)壓制成型壓力為25MPa，在進(jìn)入對(duì)輥機(jī)前進(jìn)行加熱軟化處理，調(diào)節(jié)對(duì)輥壓力為3.0MPa，然后通過(guò)輥壓機(jī)對(duì)輥層壓，得到兩層層壓式生物質(zhì)成型燃料；
第四步、層壓加厚，把第三步所得的兩層層壓式生物質(zhì)成型燃料和充氣薄層基板重復(fù)進(jìn)行第二步和第三步操作，疊加層壓若干層充氣薄層基板，最終得到滿足厚度要求的三角棱柱狀的層壓式生物質(zhì)成型燃料。
[0016]實(shí)施例2最終制備所得的生物質(zhì)成型燃料的含水量為10?13%，所制備的生物質(zhì)成型燃料的密度為1.0?1.2g/cm3。
[0017]實(shí)施例3
一種層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，包括如下步驟:
第一步、充氣薄層基板的制備，把諸如稻殼、花生殼、秸桿、樹皮、刨花和木屑等纖維素類的生物質(zhì)碎屑進(jìn)行粉碎、預(yù)烘，加入相當(dāng)于生物質(zhì)碎屑原料干料重量3%的生石灰、5%的高嶺土，充氣混合均勻，采用模具擠壓成型得到圓形或橢圓狀的充氣薄層基板；
第二步、充氣薄層基板的表面處理，將第一步所得的充氣薄層基板進(jìn)行熱蝕刻處理和凹凸化紋路處理等表面粗糙化處理，然后在充氣薄層基板的表面涂上廢紙漿和水解纖維混合粘結(jié)劑；
第三步、層壓成型，把涂有粘結(jié)劑的若干充氣薄層基板上下表面對(duì)齊，調(diào)節(jié)壓制成型壓力為30MPa，然后通過(guò)輥壓機(jī)對(duì)輥層壓，得到雙層的圓柱狀層壓式生物質(zhì)成型燃料。
[0018]實(shí)施例3最終制備所得的生物質(zhì)成型燃料的含水量為12?15%，所制備的生物質(zhì)成型燃料的密度為1.1?1.3g/cm3。
[0019]實(shí)施例4
一種層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，包括如下步驟:
第一步、充氣薄層基板的制備，把諸如稻殼、花生殼、秸桿、樹皮、刨花和木屑等纖維素類的生物質(zhì)碎屑進(jìn)行粉碎、預(yù)烘，加入相當(dāng)于生物質(zhì)碎屑原料干料重量5%的生石灰、3%的高嶺土，充氣混合均勻，擠壓成型得到長(zhǎng)方形的充氣薄層基板；
第二步、充氣薄層基板的表面處理，將第一步所得的充氣薄層基板進(jìn)行諸如磨砂打磨處理、熱蝕刻處理等表面粗糙化處理，然后在充氣薄層基板的表面涂上粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑為廢紙漿和水解纖維混合粘結(jié)劑；
第三步、層壓成型，把涂有粘結(jié)劑的若干充氣薄層基板上下表面對(duì)齊，在進(jìn)入對(duì)輥前加熱軟化工序，調(diào)節(jié)對(duì)輥壓力為28MPa，然后通過(guò)輥壓機(jī)對(duì)輥層壓，得到初步的層壓式生物質(zhì)成型燃料；
第四步、層壓加厚，把第三步所得的兩層層壓式生物質(zhì)成型燃料和充氣薄層基板重復(fù)進(jìn)行第二步和第三步操作，疊加層壓若干層充氣薄層基板，最終得到滿足厚度要求的長(zhǎng)方體塊狀的層壓式生物質(zhì)成型燃料。
[0020]實(shí)施例4最終制備所得的生物質(zhì)成型燃料的含水量為10?13%，所制備的生物質(zhì)成型燃料的密度為1.0?1.2g/cm3。
[0021]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制；凡本行業(yè)的普通技術(shù)人員均可按以上所述而順暢地實(shí)施本發(fā)明；但是，凡熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，可利用以上所揭示的技術(shù)內(nèi)容而作出的些許更動(dòng)、修飾與演變的等同變化，均為本發(fā)明的等效實(shí)施例；同時(shí)，凡依據(jù)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何等同變化的更動(dòng)、修飾與演變等，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，其特征在于包括如下步驟: 第一步、充氣薄層基板的制備，把纖維素類的生物質(zhì)碎屑進(jìn)行粉碎、預(yù)烘，加入相當(dāng)于生物質(zhì)碎屑原料干料重量3?8%的生石灰、2?5%的高嶺土，充氣混合均勻，擠壓成型得到規(guī)整形狀的充氣薄層基板； 第二步、充氣薄層基板的表面處理，將第一步所得的充氣薄層基板進(jìn)行表面粗糙化處理，然后在充氣薄層基板的表面涂上粘結(jié)劑； 第三步、層壓成型，把涂有粘結(jié)劑的若干充氣薄層基板上下表面對(duì)齊，然后通過(guò)輥壓機(jī)對(duì)輥層壓，得到最終的層壓式生物質(zhì)成型燃料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，其特征在于:第三步所述對(duì)輥層壓工序在進(jìn)行對(duì)輥前還包括加熱軟化工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，其特征在于:第三步所述的層壓成型為充氣薄層基板逐層增加逐次對(duì)輥，通過(guò)逐次增加充氣薄層基板進(jìn)行多次循環(huán)對(duì)輥形成最終的層壓式生物質(zhì)成型燃料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，其特征在于:第二步中所述的粗糙化處理為磨砂打磨處理、熱蝕刻處理或模具加入凹凸化紋路處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1權(quán)利所述的層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，其特征在于:第三步所述對(duì)輥機(jī)的壓力為1Mpa?30MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，其特征在于:第三步所述層壓成型的充氣薄層基板的層數(shù)為兩層或兩層以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，其特征在于:所述的充氣薄層基板為圓形、橢圓形、三角形或平行四邊形，最終制備所得的層壓式生物質(zhì)成型燃料為圓柱狀、棱柱狀或立方體狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的層壓式生物質(zhì)成型燃料制備方法，其特征在于:所述纖維素類的生物質(zhì)碎屑包括稻殼、花生殼、稻桿、樹皮、刨花和木屑中的一種或一種以上。
【文檔編號(hào)】C10L5/44GK104342221SQ201410583576
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】王志雄 申請(qǐng)人:惠州市拓豐實(shí)業(yè)有限公司