[0001] 本发明涉及固体燃料制造领域，特别涉及一种生物质成型燃料的制备方法。
[0002] 清洁能源发展和全球气候变化是当前国际社会共同关注的焦点，全世界200多年 的工业化历程中，只有不到10亿人口的发达国家实现现代化，但全球资源和生态却为此付 出了沉重代价，在此背景下，以欧美为代表的许多国家都纷纷加大了对生物质能源化利用 的重视和投入。
[0003] 为通过科学规划推进生物质的开发利用，中国政府部门和科研院所，以及国际机 构先后对中国生物质的开发和利用进行了规划性和前瞻性的研宄工作。而农业生物质是我 国农村重要的能源资源。目前，在我国农村能源消费结构中，生产和生活的用能比例分别为 44%和56%，生产用能中煤占50%以上，生活用能中，生物质占52%，煤炭占34%。我国农村能 源消费除了存在结构不合理之外，还面临商品能源有效供给不足、能源利用率低、能源基础 设施建设不完善等诸多问题，而基于上述背景，生物质成型燃料技术和产业发展是一种长 期的战略性选择。
[0004] 生物质成型燃料是将农业废弃的生物质压缩成型转换成能量密度高、使用方便、 高效环保的成型燃料。近年来，人们也研宄了许多生物物质能源及其高效率的压制成型方 法，由于加工成型的物料是高纤维材料，且原料松散、尺寸和材质多样化，因此在颗粒成型 时难压制成密实颗粒状，需要含有黏性成分，如中国专利：CN9.X，一种成型性 好的生物质燃料，其特征在于，该生物质燃料是将木肩粉末与添加剂混合，添加剂是具有高 粘度、吸附力强的高粘土，由木肩与添加剂按9 : 1的比例混合，制成不含有任何有害物质 的可再生的生物质燃料，虽然燃烧不存在环境污染的问题，但是上述添加剂需要经过浸泡、 研磨、脱水、表面活化、粉碎包裹、调配等工艺经科学配方和特殊加工工艺制成，原料类型单 一，具有工艺复杂，成本高的特点。
[0005] 本发明的目的在于提供一种无需添加剂，采用常温成型工艺，解决传统工艺原料 类型单一，工艺复杂，成本高的特点。
[0006] 为达到上述目的，本发明的技术方案是：生物质成型燃料的制备方法，包括以下步 骤：
[0007] a、原料粉碎、筛分：使用粉碎机将收集起来的生物质原料粉碎成直径为1~3mm范 围内的颗粒状或粉末状，过筛进行筛分，将尺寸过大的筛分出来进行再粉碎或作为燃料供 给干燥设备，之后通过皮带输送到干燥设备；
[0008] b、干燥：采用干燥设备对粉碎后的原料进行干燥，通过控制进料量和干燥设备的 温度使物料的含水率控制在工艺要求的数据范围内；
[0009] C、除杂、除尘：干燥后的物料经风机的牵引进入除杂装置中，去除杂质，再进入旋 风分离器，之后送入成型步骤，旋风分离器产生的扬尘进入布袋除尘器统一回收；
[0010] d、成型：除杂、除尘后的原料进入成型装置中，依靠压辊和模具与原料之间的摩 擦产生的热量软化原料中的木质素，将原料黏结压制成型，成型后的产品的几何直径6~ 10mm，长度5~10mm的棒状固体燃料；
[0011] e、冷却包装：成型后的产品通过冷却设备冷却到35°C以下，然后统一包装，即得 生物质固体燃料产品。
[0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果有：（1)依靠压辊和模具相对运动碾压经粉 碎干燥后的原料；依靠碾压物料产生的摩擦热，使物料软化和黏合，最终在模具成型孔中挤 出。（2)成型的生物质燃料颗粒质地密实，燃料燃尽率高，最高可达98%以上，不会产生其 他有毒有害成分，燃烧后的灰烬可做为有机钾肥使用。（3)增加了除尘除杂的步骤，可有 效减少生产车间的粉尘浓度，在降低生产中的粉尘爆炸的安全隐患发生同时，也减少了工 人职业病的发病率；除杂装置的使用避免了杂质等对后续步骤带来影响；本发明原料种类 多，生产工艺简单，无需任何添加物，完全依靠成型机高压挤压成型，成本低廉，同时生产中 无废渣、废气、废水排放，不会形成二次污染，适用于推广应用。
[0013] 作为本方案的进一步优选，生物质成型燃料的原料为富含木质素的农业生产和工 业生产的废弃物，包括玉米秸杆、麦草、稻草、花生壳、玉米芯、棉花秸杆、大豆秸杆、谷壳、杂 草、树枝、树叶、锯末、树皮、药渣、茶籽壳、酒糟、菌包等富；使用的原料来自于农业生产和工 业生产的废弃物，原料总类多，且廉价易得；在废物利用的同时，通过制成生物质燃料来减 少一次能源的利用率，有效缓解商品能源有效供给不足的问题。
[0014] 作为本方案的进一步优选，所述步骤a-b和步骤b-c之间均设置有除铁装置， 去除原料中的金属，以免磨损机器，或堵塞管道，使机器发生故障，严重影响正常的生产。
[0015] 作为本方案的进一步优选，所述步骤b干燥后原料的含水率在12~15%之间，含 水率过高过低都不利于压缩成型。原料含水率过高，水分容易在颗粒间形成隔离层，使得层 间无法紧密结合，易堵塞孔；含水率过低，不利于木质素的塑化和热量传递，不易成型。含水 率一般要求在12~15%之间。一方面能传递压力，另一方面有润滑剂的作用，辅助离子相 互填充，嵌合，促进原料成型。
[0016] 作为本方案的进一步优选，所述步骤d成型设备为压辊碾压式成型设备，具体包 括环模式成型设备和平模式成型设备，环模式成型设备具有成型效果好，适用性广，产能 高，自动化水平高的特点；平模式成型设备对原料的处理要求低，设备维护容易，设备机动 灵活，结构简单，方便维护。
[0017] 作为本方案的进一步优选，所述步骤d成型设备的出口设置有筛选装置，可筛除 粉末，或是颗粒小、尺寸达不到要求的的产品，使得到的产品更纯，不合格产品经收集器收 集重新进行加工。
[0018] 表1为使用本发明生产对的生物质颗粒燃料的规格参数及性能指标：
[0019] 表2为本发明生物质燃料、重油、天然气、天然气之间的经济指标比较：
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