生物質(zhì)固體成型燃料也稱
生物質(zhì)顆粒燃料是指利用農(nóng)作物秸稈或者枝丫柴等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)剩余物，通過
木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)成型設(shè)備壓縮成特定形狀來增加其密度的固體顆粒燃料。燃燒使用時CO2凈排放量近似為零，NOx，SOx的排放量較低，有利于減少廣大農(nóng)村地區(qū)秸稈焚燒的現(xiàn)象，改善大氣環(huán)境。
但是，由于秸稈等生物質(zhì)固有的堿金屬元素含量高等特點(diǎn)，導(dǎo)致灰熔點(diǎn)低，使用時結(jié)渣現(xiàn)象嚴(yán)重，這不僅降低燃燒效率，而且還對燃燒設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，降低燃燒設(shè)備的性能和使用壽命。
如何該防止結(jié)生物質(zhì)顆粒燃料結(jié)渣呢，新型生物質(zhì)致密成型顆粒燃料，該燃料是由下述成分按重量比配比制成：秸稈50%、稻殼30%、玉米芯20%。該顆粒燃料的不足之處在于：由于原材料均為農(nóng)作物，堿金屬元素含量高，導(dǎo)致灰熔點(diǎn)低，使用時結(jié)渣現(xiàn)象嚴(yán)重；燃料在燃燒時，氧氣不易進(jìn)入燃料中心內(nèi)部，造成顆粒燃料燃燒不充分，燃燒率低。 經(jīng)過多次試驗(yàn)現(xiàn)在解決生物質(zhì)固體顆粒燃料燃燒時易結(jié)渣，燃燒效率低的問題，提供了一種抗結(jié)渣生物質(zhì)固體顆粒燃料，生物質(zhì)固體顆粒燃料組份簡單，配伍合理，成本低，燃燒率高，結(jié)渣率低。
技術(shù)方案如下：
抗結(jié)渣生物質(zhì)固體顆粒燃料，由以下重量份的原料制成：60、70份農(nóng)作物秸稈，10、15份木屑，5、10份甘蔗渣，3、5份促燃燒劑，1、3份抗結(jié)渣劑。本發(fā)明的固體顆粒燃料的主要原料為農(nóng)作物秸稈（一般為玉米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈、棉花秸稈等），農(nóng)作物秸稈來源廣，易取得，有利于控制生產(chǎn)成本；木屑可提高顆粒燃料的密度、燃燒持久性及燃燒熱值，但是木屑含量不可太高，木屑含量過高一是會增加成本，二是使顆粒燃料的燃燒持續(xù)時間較長，造成爐膛溫度過高，會提高燃料的結(jié)渣率，最重要的是，秸稈與木屑混燒可減輕聚團(tuán)發(fā)生，降低結(jié)渣率；甘蔗渣可增加燃料致密成型時的強(qiáng)度，使燃料不易松散，可提高耐久性，同時甘蔗渣還能避免燃料中較小的原料組分在成型時脫落；促燃燒劑能使燃料充分燃燒，提高燃燒率；抗結(jié)渣劑可提高整個燃料的灰熔點(diǎn)，降低結(jié)渣率，還能進(jìn)一步促進(jìn)燃燒。本方案的組份簡單，配伍合理，成本低，燃燒率高，結(jié)渣率低。
作為優(yōu)選，所述固體顆粒燃料的密度為1～1.05g/cm3。顆粒燃料的密度也是本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)，固體顆粒燃料的結(jié)渣性能還受固體顆粒燃料密度的影響，密度過小，燃料的燃燒熱值低，但是密度過大，燃料的燃燒持續(xù)時間較長，造成爐膛溫度過高，會提高燃料的結(jié)渣率，因此須嚴(yán)格控制顆粒燃料的密度以同時保證燃燒熱值與結(jié)渣率。
作為優(yōu)選，所述農(nóng)作物秸稈的粒度為3、5mm，木屑的粒度為0.5、1mm，甘蔗渣的粒度為3、5mm，促燃燒劑的粒度為180、200目，抗結(jié)渣劑的粒度為180、200目。木屑由于較難充分燃燒，因此粒度最小以便于充分燃燒，另外，粒度最小的杉木屑還可以適當(dāng)增大燃料的密度，提高燃燒熱值；；而甘蔗渣主要用于增加燃料致密成型時的強(qiáng)度以及避免燃料中較小的原料組分（本發(fā)明中主要是木屑、促燃燒劑和抗結(jié)渣劑）在成型時脫落，必須保證其具有較長的纖維長度，因此要求甘蔗渣具有較大的粒度；農(nóng)作物秸稈易燃燒，燃燒的持久性差，為保證燃料的持久性，也必須要求農(nóng)作物秸稈具有較大的粒度；促燃燒劑與抗結(jié)渣劑的粒度過小，在燃料成型中易脫落，粒度過大，燃料的成型性差。本發(fā)明通過對原料粒度的嚴(yán)格控制，使各原料的粒度形成梯度，從而以保證燃料的成型性、耐久性、燃燒熱值以及燃燒率。
作為優(yōu)選，所述促燃燒劑為
碳酸氫銨與
過氧化鈣的混合物，其中，過氧化鈣與碳酸氫銨的質(zhì)量比為1:1～1.5。本發(fā)明中促燃燒劑由碳酸氫銨與過氧化鈣組成，其中，碳酸氫銨分解產(chǎn)生CO2、NH3和H20和C02與NH3的逸出能使固體顆粒燃料內(nèi)部產(chǎn)生微小的通道，能在避免燃料的碎裂，保證燃燒時間的前提下，以便于氧氣從通道中進(jìn)入固體顆粒燃料的內(nèi)部，促進(jìn)固體顆粒燃料的充分燃燒，而產(chǎn)生的H20則能與過氧化鈣反應(yīng)生成02和Ca(OH)2，反應(yīng)產(chǎn)生的02可進(jìn)一步促進(jìn)固體顆粒燃料的燃燒，產(chǎn)生的Ca(OH)2可以與燃燒產(chǎn)生的CO2反應(yīng)生成CaC03和H20，CaC03可提高燃料的抗結(jié)渣效果，而生成的H20則也能與過氧化鈣反應(yīng)。本發(fā)明的促燃燒劑可促進(jìn)燃料的燃燒，大大提高燃燒率。
作為優(yōu)選，所述抗結(jié)渣劑為白云石粉、三氧化二鋁與氧化銅的混合物，抗結(jié)渣劑中各組分的質(zhì)量百分含量為：白云石粉30、40%，三氧化二鋁30、40%，氧化銅余量。白云石粉能明顯提高顆粒燃料的灰熔點(diǎn)，具有優(yōu)異的抗結(jié)渣效果，且還具有固硫、消煙，提高反應(yīng)活性與分散度的作用；三氧化二鋁對燒結(jié)的產(chǎn)生具有抑制作用，且三氧化二鋁更易于堿金屬反應(yīng)，產(chǎn)物熔點(diǎn)高；氧化銅為氧的載體，活性高，與可起到向碳原子傳遞氧的作用，使燃料充分燃燒，而且氧化銅還能增加燃料中揮發(fā)分的析出，提高燃料的燃燒活性，最重要的是，氧化銅與硫生成的產(chǎn)物具有尖晶石型機(jī)構(gòu)，可提高灰熔點(diǎn)。本發(fā)明中的抗結(jié)渣劑組份簡單，抗結(jié)渣效果好。
因此，本方案具有如下有益效果：
(1)組份簡單，配伍合理，成本低，燃燒率高，結(jié)渣率低；
(2)通過對原料粒度的嚴(yán)格控制，使各原料的粒度形成梯度以保證燃料的成型性、耐久性、燃燒持久性、燃燒熱值以及燃燒率；
(3)含有由碳酸氫銨與過氧化鈣組成的促燃燒劑，可促進(jìn)燃料的燃燒，大大提高燃燒率；
(4)含有由白云石粉、三氧化二鋁與氧化銅組成的抗結(jié)渣劑，組份簡單，抗結(jié)渣效果好。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明的固體顆粒燃料生產(chǎn)工藝為：原料回收→秸稈粉碎機(jī)粉碎→混合調(diào)質(zhì)→木屑顆粒機(jī)壓制成型→輸出冷卻干燥。
實(shí)施例1
一種抗結(jié)渣生物質(zhì)固體顆粒燃料，其密度為1g/cm3，由農(nóng)作物秸稈、木屑、甘蔗渣、促燃燒劑、抗結(jié)渣劑制成，固體顆粒燃料中各原料的具體配比如表1所示，其中，農(nóng)作物秸稈的粒度為3mm，木屑的粒度為0.5mm，甘蔗渣的粒度為3mm，促燃燒劑的粒度為180目，抗結(jié)渣劑的粒度為180目，促燃燒劑由過氧化鈣與碳酸氫銨按質(zhì)量比1:1混合而成，抗結(jié)渣劑由30wt%的白云石粉、40wt%的三氧化二鋁及30wt%的氧化銅混合而成。
表1 各實(shí)施例生物質(zhì)固體顆粒燃料原料的具體配比
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原料 |
實(shí)施例1 |
實(shí)施例2 |
實(shí)施例3 |
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農(nóng)作物秸稈（kg） |
60 |
65 |
70 |
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木屑（kg） |
10 |
12 |
15 |
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甘蔗渣（kg） |
7 |
10 |
5 |
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促燃燒劑（kg） |
3 |
4 |
5 |
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抗結(jié)渣劑（kg） |
1 |
2 |
3 |
生物質(zhì)固體顆粒燃料的指標(biāo)如下：
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項(xiàng)目 |
標(biāo)準(zhǔn) |
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直徑 |
6～12mm |
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長度 |
15～50mm |
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熱值 |
≥4000Kcal/kg |
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密度 |
1～1.05t/m3 |
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灰分 |
≤6% |
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排煙黑度 |
≤1級 |
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廢氣排放標(biāo)準(zhǔn) |
GB13271-2001 |
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揮發(fā)份 |
≥80% |
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燃燒率 |
≥95% |
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含水量 |
8～12% |
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含硫量 |
≤0.11% |
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結(jié)渣率 |
≤3% |
實(shí)施例2
一種抗結(jié)渣生物質(zhì)固體顆粒燃料，其密度為1. 02g／cm3，由農(nóng)作物秸稈、木屑、甘蔗渣、促燃燒劑、抗結(jié)渣劑制成，固體顆粒燃料中各原料的具體配比如表1所示，其中，農(nóng)作物秸稈的粒度為4mm，木屑的粒度為0.7mm，甘蔗渣的粒度為4mm，促燃燒劑的粒度為190目，抗結(jié)渣劑的粒度為190目，促燃燒劑由過氧化鈣與碳酸氫銨按質(zhì)量比1:1.2混合而成，抗結(jié)渣劑由35wt%的白云石粉、32wt%的三氧化二鋁及33wt%的氧化銅混合而成。
實(shí)施例3
一種抗結(jié)渣生物質(zhì)固體顆粒燃料，其密度為1. 05g／cm3，由農(nóng)作物秸稈、木屑、甘蔗渣、促燃燒劑、抗結(jié)渣劑制成，固體顆粒燃料中各原料的具體配比如表1所示，其中，農(nóng)作物秸稈的粒度為5mm，木屑的粒度為Imm，甘蔗渣的粒度為5mm，促燃燒劑的粒度為200目，抗結(jié)渣劑的粒度為200目，促燃燒劑由過氧化鈣與碳酸氫銨按質(zhì)量比1：1.5混合而成，抗結(jié)渣劑由40%的白云石粉、40wt%的三氧化二鋁及20wt%的氧化銅混合而成。
以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
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