本方案涉及一種生物質(zhì)燃料，尤其涉及一種木屑顆粒機(jī)壓制的環(huán)保型竹質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃料及其制備方法，木屑顆粒機(jī)壓制的楊木木屑顆粒燃料如下所示：
背景技術(shù)
面對化石能源危機(jī)和全球生態(tài)環(huán)境的破壞等問題的日益突出，開發(fā)可再生的生物質(zhì)清潔能源已成為現(xiàn)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要動力。我國是一個生物質(zhì)資源利用的大國，各種生物質(zhì)資源十分豐富，如農(nóng)作物秸稈和林業(yè)剩余物。這些生物質(zhì)資源的傳統(tǒng)的利用方式是直接燃燒，造成了能量轉(zhuǎn)化效率低，資源消耗大等缺點(diǎn)。近年來，人們開始研究了利用農(nóng)作物秸稈和林木廢棄物生產(chǎn)生物質(zhì)顆粒燃料的方法，如中國專利公開了利用農(nóng)作物秸稈、農(nóng)作物殼、植物根莖、雜草、竹木枝葉、鋸木屑、禽畜糞便等生物質(zhì)燃料和紅薯或馬鈴薯混合壓制粒狀或條狀的成型燃料。中國專利公開了利用林木剩余物制備生物質(zhì)顆粒燃料的方法。該燃料是將林木廢棄物經(jīng)削片、粉碎、篩選、烘干、顆粒機(jī)造粒、冷卻等工序生產(chǎn)的符合環(huán)境保護(hù)放的質(zhì)量優(yōu)良、價(jià)格合理的燃料。
竹材是我國一種資源豐富、分布范圍廣、生長速度快的生物質(zhì)資源，是開發(fā)竹材固體生物質(zhì)能源的潛在生物質(zhì)資源。目前關(guān)于利用竹材生產(chǎn)生物質(zhì)顆粒燃料的信息很少。但竹材是我國一種資源豐富、分布范圍廣、生長速度快的生物質(zhì)資源，是開發(fā)竹材固體生物質(zhì)能源的潛在生物質(zhì)資源。國內(nèi)在生物碳的制備技術(shù)一般是450～600℃的條件下進(jìn)行，造成了生物質(zhì)材料內(nèi)化學(xué)成分的高度熱降解，不僅需要消耗更多的能量，而且生物碳的燃燒熱值也會顯著降低。
方案內(nèi)容
本方案的目的就在于提供一種解決上述問題，利用竹材與造紙黑液木質(zhì)素混合的環(huán)保型竹質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃料及其制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本方案采用的技術(shù)方案是：一種環(huán)保型竹質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃料，所述生物質(zhì)原料是由竹材材料和造紙黑液木質(zhì)素混合而成，所述竹材材料是由竹材或竹材加工剩余物或其二者的混合物；
作為優(yōu)選，所述竹材材料采用一種或多種竹材或其竹材加工剩余物組成；
作為優(yōu)選，所述竹材材料與造紙黑液木質(zhì)素的質(zhì)量比小于10：1，所述竹材材料與造紙黑液木質(zhì)素的質(zhì)量比為20：1時效果最佳；現(xiàn)在的生物質(zhì)顆粒燃料生產(chǎn)過程中很少添加粘結(jié)劑，目的是降低成本和環(huán)保。只通過材料內(nèi)的半纖維素和木質(zhì)素在成型過程中發(fā)生塑性流動，將顆粒粘結(jié)到一起。但由于竹材強(qiáng)度大，利用竹材制備的生物質(zhì)顆粒燃料的機(jī)械性能低。國內(nèi)目前有許多竹漿造紙企業(yè)，造紙黑液木質(zhì)素是此類企業(yè)的剩余物，目前無法利用，造成環(huán)境污染。在生物質(zhì)顆粒燃料成型過程中，正好利用造紙黑液木質(zhì)素提高生物質(zhì)顆粒燃料的機(jī)械強(qiáng)度，也有利于造紙企業(yè)的廢液處理，提高利潤，降低環(huán)境污染。
作為優(yōu)選，所述的環(huán)保型竹質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃料的長度在3～50mm，直徑在3～20mm、含水率小于10%、灰分值低于10%、燃燒熱值應(yīng)大于17500J/g。
一種環(huán)保型竹質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃料制備方法，方法步驟如下，
a．采用生物碳低溫碳化技術(shù)，將竹材材料在碳化溫度200～300℃和隔氧條件下進(jìn)行碳化；生物質(zhì)材料的典型特點(diǎn)是水分和揮發(fā)成分高，這些物質(zhì)導(dǎo)致生物質(zhì)材料的燃燒過程不穩(wěn)定，很難控制其燃燒的過程。并且，這些物質(zhì)在燃燒的過程中需要吸收熱量發(fā)生降解，導(dǎo)致材料燃燒熱值降低，所以采用了低溫碳化技術(shù)，碳化溫度不能過高，會導(dǎo)致生物質(zhì)材料成分的熱降解，降低其機(jī)械性能。同時，要在隔氧的條件下碳化，防止材料在碳化的過程中燃燒。碳化后，生物質(zhì)材料的水分和揮發(fā)分降低，燃燒熱值增加，點(diǎn)燃溫度提高，燃燒穩(wěn)定性增強(qiáng)，可與煤炭進(jìn)行混合燃燒；而且碳化處理后，材料的強(qiáng)度有所降低，導(dǎo)致后期的材料粉碎過程中能節(jié)省很多的能量，減少成本；
b．將所述竹材材料須經(jīng)粉碎，粉碎后的生物質(zhì)原料可是顆粒狀或纖維狀材料；
c．經(jīng)篩選機(jī)選取粒徑在5mm以下的生物質(zhì)原料；
d．將竹材材料經(jīng)調(diào)濕處理，調(diào)濕后的含水率在25%以下；
e．再將竹材材料與造紙黑液木質(zhì)素按比例均勻混合；
f．再將生物質(zhì)原料經(jīng)過生物質(zhì)顆粒成型機(jī)壓制而成，再進(jìn)行密封包裝。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案的優(yōu)點(diǎn)在于：本方案在不添加任何化學(xué)粘結(jié)劑的情況下，利用竹材和竹材造紙黑液木質(zhì)素生產(chǎn)出一種節(jié)能、環(huán)保，發(fā)熱量高的生物質(zhì)固體燃料。該燃料的性能可滿足美國和歐洲標(biāo)準(zhǔn)的性能要求，可產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益。該產(chǎn)品使用時，發(fā)熱量高，灰分低，符合環(huán)境保護(hù)要求，是中國具有商業(yè)化開發(fā)潛力的生物質(zhì)固體燃料，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。
具體實(shí)施方式
下面將對本方案作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例：利用小型的常溫滾壓式生物質(zhì)顆粒成型機(jī)制備竹材生物質(zhì)顆粒燃料。
竹材生物質(zhì)顆粒燃料的制備過程如下：
毛竹材料利用木材粉碎機(jī)制備竹材顆粒，并利用機(jī)械篩選機(jī)選取粒徑小于3.0mm的竹材顆粒。
采用生物碳低溫碳化技術(shù)，將竹材材料在碳化溫度200-300℃和隔氧條件下進(jìn)行碳化。
將上述竹材生物質(zhì)顆粒的含水率調(diào)節(jié)到16%左右。
將上述竹材生物質(zhì)顆粒與竹材造紙廢液按質(zhì)量比20：1混合均勻。
利用生物質(zhì)顆粒成型機(jī)制造竹質(zhì)顆粒燃料，制造過程中沒添加任何的化學(xué)粘結(jié)劑。
將竹材生物質(zhì)顆粒燃料放置在干燥的環(huán)境中自然干燥一段時間，使其含水率和幾何尺寸達(dá)到平衡。
竹材生物質(zhì)顆粒燃料為圓柱體，長度約為12mm左右，直徑約為6mm左右。
竹材生物質(zhì)顆粒燃料的堆積密度約為0.65g/cm3。
竹材生物質(zhì)顆粒燃料的含水率約為5.0%左右。
竹材生物質(zhì)顆粒燃料的機(jī)械強(qiáng)度滿足美國顆粒燃料協(xié)會《民用／商用生物質(zhì)顆粒燃料》的要求。
竹材生物質(zhì)顆粒燃料的灰分含量約為3.0%。
竹材生物質(zhì)顆粒燃料的燃燒熱值約為18460J／g，大于德國標(biāo)準(zhǔn)《木質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃料》中規(guī)定的商業(yè)化生物質(zhì)顆粒燃料燃燒熱值(17500J/g)的最低要求。
以上對本方案所提供的一種環(huán)保型竹質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃料及其制備方法進(jìn)行了詳盡介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本方案的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本方案的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本方案的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，對本方案的變更和改進(jìn)將是可能的，而不會超出附加權(quán)利要求所規(guī)定的構(gòu)思和范圍，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本方案的限制。
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