[發明專利]生物質燃料的成型方法

無效

• 申請號: 201410700009.3
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104479783A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 沈國儉
• 申請（專利權）人: 常熟市協新冶金材料有限公司
• 主分類號: C10L5/44
• 分類號: C10L5/44
• 代理公司: 常熟市常新專利商標事務所 32113
• 代理人: 朱偉軍

技術領域

本發明屬于生物質燃料加工技術領域，具體涉及一種生物質燃料的成型方法。

背景技術

上面提及的生物質燃料主要指木屑、麥秸和稻草，人們習慣稱這種燃料為生物能源或稱再生能源。

隨著諸如煤炭、石油和天然氣以及海洋冰之類的不可再生能源的日益減少，并且價格不斷上升，以及隨著人類對環境保護意識的不斷增強，以往遭到冷遇而往往不加利用地被付之一炬的前述生物質燃料得到了空前的重視。據我國農業權威部門統計，我國僅農作物如稻、麥、高梁、玉米、棉花和大豆秸稈的年產出量約為8.5億噸左右，以90%至95%的獲得系數計算，可獲得7.65-8.075億噸，相當于獲得3.8-4.04億噸標準煤（1噸秸稈的能量相當于0.5噸標準煤）。所謂的標準煤簡稱標煤，依據中國國家標準GB2589-81，每千克標煤的熱值為29271千焦(即7000千卡)。

由上述可知，有效地利用生物質燃料，不僅可減少對自然資源的消耗，而且具有經濟性和環保性。由于秸桿的堆積密度較低,給收集、運輸和儲存以及應用帶來一定的困難，因而通常需將其成型為固體，藉以提高能源密度和熱值，經成型后，體積可縮小至8倍以上，密度達1.1-1.4噸/m³，能源密度相當于中等煙煤程度。

由于秸桿如前述的麥秸、稻草等含有一定的纖維素和木質素，而木質素是物料中的結構單體，是苯丙烷型的高分子化合物，具有增強細胞壁和粘合纖維素的作用。木質素屬非晶體，在常溫下主要部分不溶于普通溶劑，沒有熔點，但有軟化點，當溫度達到一定值時，木質素軟化粘結力增加，并在一定的壓力作用下，使其纖維素分子團錯位、變形和延展，內部相鄰的生物質顆粒相互進行嚙接，重新組合而形成塊狀體。

在已公開的中國專利文獻中，關于生物質燃料成型的技術方案多達100余項，典型的如實用新型專利授權公告號CN201030648Y推薦的生物質燃料成型機，采用擠壓輪將由料斗喂至圓模盤中的物料擠入模具的入口，也就是說由擠壓輪將物料壓入圓模盤的模具內腔形成固體，具體可參見說明書第3頁第7-15行。實質上該專利方案是以碾壓方式或稱碾壓原理獲得生物質固體燃料的。

CN201205759Y提供的生物質秸稈成型機通過配置在牽引車上的滾壓密實進料裝置的進、出料輥和位于進、出料輥之間的軋制輥來實現對生物質秸稈軋壓成型，具體可參見該專利的說明書第4頁的具體實施方式。

CN201456417U披露的牧草秸稈壓塊成型機適用于對畜牧用的牧草壓塊。CN201415498Y揭示的滾壓式秸稈成型機以及CN201415499Y（系CN201415498Y同一申請人申請）公開的秸稈滾壓成型機都是利用滾壓即前述的碾壓方式加工生物質固體燃料的。此外，CN201442359U教導的生物秸稈成型機也同樣利用壓輪滾壓而加工生物質燃料的。

上述專利方案所涉及成型機雖然都能滿足對生物質秸稈的成型，但是由于均采用碾壓或滾壓方式，因此所得到的固體燃料的密實度難以保障，在運輸和倉儲等環節中易破碎，并且由于密實度差而在一定程度上會影響熱值。

如業界所知之理，圓柱體的生物質固體燃料不僅具有密實度高而不易裂解（松散）并且易運輸和儲存的長處，而且具有熱值好的優點，這種幾何形態（形狀）的生物質燃料通常只能采用擠出機械獲得，授權公告號CN102205664B介紹的“生物質燃料成型機”滿足了這一要求。

如果說上述專利是針對成型設備而言的，那么下面的專利方案則是針對具體的成型方法提出的，如CN102021059B公告有“一種利用快速熱處理工藝改性生物質燃料的成型方法”，該專利方案雖然具有其說明書記載的技術效果，但是由于需要添加粘結劑，因而不僅增加成本，而且易產生污染。

為了避免因添加粘結劑產生污染，因而業界不乏采用添加硅澡土、粘土和/或煤粉的方式對生物質燃料成型，典型的如發明專利申請公布號CN101812346A揭示的“一種生物質燃料成型方法”，該方法由于添加了非生物質成份，因而不僅發熱值受到嚴重影響，而且成型松散、灰分大。

此外，摩擦發熱壓制成型和發酵后壓制成型方法也曾為業界所追捧，但是前者存在電能消耗大、成型物中心松散、時久易裂開并且對成型設備的破壞性較大的欠缺；后者存在熱值損耗大并且難以獲得結實（密實）的成型體，鑒于這種因素，摩擦壓制成型及發酵后壓制成型目前俱處偃旗息鼓的狀態。

針對上述已有技術，本申請人作了持久而有益的探索并且進行了非有限次數的反復實驗，終于形成了下面將要介紹的技術方案。

發明內容