[发明专利]一种生物质致密成型燃料及其制备方法

权利要求书

1.一种生物质致密成型燃料，其特征在于，包括以下重量份的各组份：

其中所述的生物质秸秆由以下重量份的各组份混合制得：

且所述生物质秸秆的平均粒径在5mm以下，水份质量含量在12％以内；

其中所述的木屑粉料由锯末粉料和刨花料按照质量比10:4-6混合制得，水份质量含量在5％以内，其中锯末粉料的平均粒径在1mm以内，刨花料的最大长度不超过3mm；

其中所述硬壳填料由以下重量份的各组份混合制得：

棕榈壳 10-15重量份；

核桃壳 6-9重量份；

花生壳 8-12重量份；

其中棕榈壳的平均粒径在10-15mm，核桃壳的平均粒径在5-8mm，花生壳的平均粒径在8-12mm；

其中所述成型淀粉由高粱粉和小麦粉按照10:5-8的混合制得，且成型淀粉的粒径在80微米以下，水份质量含量在18-25％之间；

其中所述有机溶胶由以下重量份的各组份混合制得：

聚氨酯胶 10重量份；

液蜡 6-8重量份；

氯丁橡胶乳液 3-5重量份；

其中所述助燃剂由以下重量份的各组份混合制得：

其中所述燃值添加剂由以下重量份的各组份混合制得：

2.根据权利要求1所述的生物质致密成型燃料，其特征在于，所述生物质致密成型燃料的密度在1.2-2.1g/cm³，热值在4800-6500Kcal/kg，水份含量小于等于3％，灰分小于等于2.8％，燃烧率大于等于95％，热效率大于等于90％，排尘浓度小于等于50mg/立方米。

3.权利要求1或2所述的生物质致密成型燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、制备生物质秸秆粉料，具体的称取小麦秸秆60-80重量份、小米秸秆30-45重量份、玉米秸秆40-50重量份、玉米芯20-35重量份和高粱秸秆15-25重量份，接着将各秸秆原料粉碎至平均粒径在5mm以下，然后进行均匀混合制得生物质秸秆粉料；

步骤二、制备木屑粉料，具体的将锯末粉料和刨花料按照质量比10:4-6进行均匀混合，制得木屑粉料，其中锯末粉料的平均粒径选择在1mm以内，刨花料的最大长度选择在3mm以内；

步骤三、制备秸秆木屑混合粉料，将步骤一制得的生物质秸秆粉料的水份质量含量控制在12％以内，将步骤二制得的木屑粉料的水份质量含量控制在5％以内，然后将步骤一制得的生物质秸秆粉料与步骤二制得的木屑粉料按照重量比100：45-65进行均匀混合，制得秸秆木屑混合粉料；

步骤四、将步骤三制得的秸秆木屑混合粉料在60-100℃下蒸汽发酵20小时以上，然后在120-150℃下干燥10小时，干燥后的秸秆木屑混合粉料水份质量含量控制在5％以下；

步骤五、制备硬壳填料，具体的称取棕榈壳10-15重量份、核桃壳6-9重量份、花生壳8-12重量份，然后将棕榈壳粉碎至平均粒径在10-15mm、将核桃壳粉碎至平均粒径在5-8mm、将花生壳粉碎至平均粒径在8-12mm，最后将粉碎后的各壳料进行均匀混合，并干燥至水份质量含量在1％以内，制得硬壳填料；

步骤六、制备成型淀粉，具体的将粒径在80微米以下的高粱粉和小麦粉按照重量比10:5-8进行均匀混合，并补充适量水份，使得混合后的淀粉水份质量含量在18-25％之间，制得成型淀粉；

步骤七、制备初步成型混合料，具体的将步骤四处理后的秸秆木屑混合粉料、步骤五制得的硬壳填料和步骤六制得的成型淀粉进行均匀混合，并在混合过程中施加一定的成型压力，制得初步成型混合料，其中硬壳填料的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的25-35％，成型淀粉的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的18-30％；

步骤八、制备有机溶胶，具体的称取聚氨酯胶10重量份、液蜡6-8重量份和氯丁橡胶乳液3-5重量份进行均匀混合，制得有机溶胶；

步骤九、制备助燃剂，具体的称取聚乙烯醇10-15重量份、氧化镁8-10重量份、氧化锰8-12份、过氧化钙6-8份、过氧化镁5-8重量份和硝酸钾3-6重量份进行均匀混合，制得助燃剂；

步骤十、制备燃值添加剂，具体的称取亚硫酸钙粉10-12重量份、磷酸氧钒4-6重量份、磷酸钙6-8重量份、无烟煤粉10-15重量份和电石渣6-12重量份进行均匀混合，制得燃值添加剂；

步骤十一、制备燃料固态混合料，将步骤七制得的初步成型混合料、步骤九制得的助燃剂和步骤十制得的燃值添加剂进行均匀混合，制得燃料固态混合料，其中助燃剂的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的12-18％，燃值添加剂的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的6-12％；

步骤十二、制备预成型料，将步骤十一制得的燃料固态混合料混合添加于步骤八制得的有机溶胶中，并采用搅拌设备进行均匀搅拌，使得燃料固态混合料均匀分散于有机溶胶中，制得预成型料，其中有机溶胶的使用量为所用生物质秸秆粉料重量的15-25％；

步骤十三、将步骤十二制得的预成型料提供至真空热压成型机，在隔绝空气并控制温度在120-320摄氏度的条件下，对预成型料进行挤压成型，制得生物质致密成型燃料。

4.根据权利要求3所述的生物质致密成型燃料的制备方法，其特征在于，所制得的生物质致密成型燃料为若干直径在8-12mm、长度在10-35mm的圆柱状致密成型燃料，燃料的密度在1.2-2.1g/cm³，热值在4800-6500Kcal/kg，水份含量小于等于3％，灰分小于等于2.8％，燃烧率大于等于95％，热效率大于等于90％，排尘浓度小于等于50mg/立方米。