本發(fā)明涉及生物質(zhì)能的開發(fā)利用領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于以生物質(zhì)為原料進行提質(zhì)的生物質(zhì)成型工藝及由該工藝制得的生物質(zhì)成型料。
背景技術(shù)：
隨著我國能源需求量的迅速增長、及傳統(tǒng)化石燃料的日益枯竭，煤炭作為我國能源生產(chǎn)和消費的主體地位在未來相當長的一段時間內(nèi)不會發(fā)生根本性改變。目前，對于煤炭的利用多以燃燒為主，而煤炭在燃燒過程中會排放大量的粉塵、一氧化碳、硫或氮的氧化物等污染物，致使生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化，造成了日漸嚴重的環(huán)境問題。因此，開發(fā)潔凈的可再生能源已然成為解決能源危機和環(huán)境污染的重要途徑。
生物質(zhì)能是綠色植物將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，即以生物質(zhì)為載體的能量形式，它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時也是唯一一種可再生的碳源。并且，生物質(zhì)能還具有能源替代、減排環(huán)保和促進農(nóng)村經(jīng)濟等多重功能，因此，從能源安全和環(huán)境保護出發(fā)，對生物質(zhì)能的開發(fā)利用已成為當前發(fā)展可再生能源的戰(zhàn)略重點。
然而，由于生物質(zhì)能原料的結(jié)構(gòu)疏松、分布分散、占用空間大，作為燃料存在能量密度小、直接燃燒的熱效率低、運輸和儲存成本高等問題，導(dǎo)致難以規(guī)?；咝Ю茫?jīng)濟效益較差，成為制約生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為商品能 源的重要因素。近年來研發(fā)的生物質(zhì)固化成型技術(shù)改變了傳統(tǒng)的生物質(zhì)能利用方式，將松散的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高密度的成型燃料，直接燃燒或用作氣化、液化原料，成為生物質(zhì)能開發(fā)利用的一種有效途徑，也是替代常規(guī)能源的有效方法。
例如，中國專利文獻cn102776009a公開了一種生物質(zhì)能成型、熱解干餾產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)炭、氣、油、電工藝，包括以下步驟：對原料進行粉碎、除塵后送入制粒機中，壓制成φ6-12×20-30的顆粒，待成型顆粒冷卻至室溫±3℃后，再將其烘干至含水率為3-5％；在隔絕空氣或有少量空氣的條件下，對烘干后的成型顆粒通過熱化學(xué)轉(zhuǎn)換出顆粒炭、氣體和液體。上述技術(shù)有效實現(xiàn)了生物質(zhì)原料的固化成型，通過將成型顆粒熱解干餾，使其轉(zhuǎn)化為具有較高品位的優(yōu)質(zhì)燃料及木醋液、木焦油等工業(yè)原料，提升了生物質(zhì)的利用價值。
但上述技術(shù)需要經(jīng)過粉碎、除塵處理之后，才能將生物質(zhì)壓制成小粒徑的顆粒，使得生物質(zhì)成型工藝的操作冗長、粉碎后還增大了物料的處理量、且成型為小顆粒也不便于碼放和運輸。另外，上述技術(shù)在將成型顆粒熱解干餾之前，還需對其進行冷卻、及烘干處理，以將顆粒的含水率控制在一個很小的范圍內(nèi)，不僅使得上述工藝的操作繁雜，更重要的是增大了工藝的能耗。因此，如何改進生物質(zhì)的成型工藝以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，依然是本領(lǐng)域尚未解決的一個技術(shù)難題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有的生物質(zhì)成型工藝所存在的操作繁雜、處理量大、耗時長、能耗高的缺陷，進而提供一種操作簡便快捷、 能耗低的生物質(zhì)成型工藝及由該工藝制得的生物質(zhì)成型料。
為此，本發(fā)明實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為：
一種生物質(zhì)成型工藝，包括如下步驟：
將生物質(zhì)原料打包成捆，形成捆狀料；
在20-100℃、5-40mpa的條件下將所述捆狀料壓制成型，即為生物質(zhì)成型料。
所述生物質(zhì)原料的含水量不大于20wt％。
所述生物質(zhì)原料為秸稈和/或木質(zhì)廢棄物。
所述捆狀料的體積不小于0.5m3。
所述壓制的條件下力為50-70℃、15-25mpa。
所述生物質(zhì)成型料與所述捆狀料的密度之比為(2-4)：1。
由上述生物質(zhì)成型工藝制得的生物質(zhì)成型料。
本發(fā)明采用液壓設(shè)備對上述捆狀料進行壓制處理，根據(jù)所使用的模具的形狀和尺寸的不同，能夠制得具有任意形狀和尺寸的成型料。優(yōu)選地，本發(fā)明制得的生物質(zhì)成型料的形狀和尺寸與搗固焦爐的炭化室相匹配。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：
1、本發(fā)明提供的生物質(zhì)成型工藝，通過直接將生物質(zhì)原料打包成捆，并在特定條件下將所得的捆狀料壓制一次便可成型，與現(xiàn)有技術(shù)需要將生物質(zhì)粉碎、除塵后才能壓制成顆粒物相比，本發(fā)明的工藝操作簡便快捷、物料處理量小，且捆狀料和成型料的形狀易于控制，便于碼放和運輸。
2、本發(fā)明提供的生物質(zhì)成型料可直接用作提質(zhì)工藝的原料，而無需再進行冷卻及烘干處理，有利于簡化工藝步驟，更重要的是還可大幅降低整 體工藝的能耗，使得本發(fā)明的工藝具有操作簡便快捷、能耗低的優(yōu)點。并且，本發(fā)明的生物質(zhì)成型料經(jīng)特定條件下的提質(zhì)處理能得到可觀量的粗煤氣、焦油和殘?zhí)浚c等質(zhì)量生物質(zhì)用作燃料所產(chǎn)生的熱值相比，本發(fā)明的生物質(zhì)成型料具備更高的經(jīng)濟效益。
具體實施方式
下面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。此外，下面所描述的本發(fā)明不同實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。
在下述實施例中，wt％表示質(zhì)量百分含量，“kg/t成型料”指每噸成型料得到的產(chǎn)品的千克數(shù)，“nm3/t成型料”指每噸成型料得到的粗煤氣的體積換算成0℃、1個標準大氣壓下的立方米數(shù)。
實施例1
本實施例所述的生物質(zhì)成型工藝，包括如下步驟：
將100kg、含水量為18wt％的秸稈打包成捆，得到體積為0.5m3的長方體狀捆狀料；
在50℃、15mpa的條件下將捆狀料壓制成型，即得生物質(zhì)成型料，該生物質(zhì)成型料與捆狀料的密度之比為2：1。
將本實施例制得的生物質(zhì)成型料推入搗固焦爐中進行提質(zhì)處理，控制提質(zhì)溫度為850℃，提質(zhì)時間為16小時，收集溢出的粗煤氣、焦油，同時得到殘?zhí)?。本實施例得到的粗煤氣的量?30nm3/t成型料，焦油的量為 25kg/t成型料，焦炭的量為280kg/t成型料，以質(zhì)量計，其中焦炭中的固體碳含量不小于50％、揮發(fā)分含量不大于6％，焦炭篩分后粒徑在40mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的10％，粒徑在25mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的20％。
實施例2
本實施例所述的生物質(zhì)成型工藝，包括如下步驟：
將110kg、含水量為20wt％的秸稈打包成捆，得到體積為0.5m3的長方體狀捆狀料；
在60℃、25mpa的條件下將捆狀料壓制成型，即得生物質(zhì)成型料，該生物質(zhì)成型料與捆狀料的密度之比為3：1。
將本實施例制得的生物質(zhì)成型料推入搗固焦爐中進行提質(zhì)處理，控制提質(zhì)溫度為850℃，提質(zhì)時間為16小時，收集溢出的粗煤氣、焦油，同時得到殘?zhí)?。本實施例得到的粗煤氣的量?20nm3/t成型料，焦油的量為24kg/t成型料，殘?zhí)康牧繛?70kg/t成型料，以質(zhì)量計，其中焦炭中的固體碳含量不小于50％、揮發(fā)分含量不大于6％，焦炭篩分后粒徑在40mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的10％，粒徑在25mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的20％。
實施例3
本實施例所述的生物質(zhì)成型工藝，包括如下步驟：
將90kg、含水量為16wt％的秸稈打包成捆，得到體積為0.5m3的長方體狀捆狀料；
在70℃、35mpa的條件下將捆狀料壓制成型，即得生物質(zhì)成型料，該 生物質(zhì)成型料與捆狀料的密度之比為4：1。
將本實施例制得的生物質(zhì)成型料推入搗固焦爐中進行提質(zhì)處理，控制提質(zhì)溫度為850℃，提質(zhì)時間為16小時，收集溢出的粗煤氣、焦油，同時得到殘?zhí)?。本實施例得到的粗煤氣的量?36nm3/t成型料，焦油的量為25kg/t成型料，殘?zhí)康牧繛?86kg/t成型料，以質(zhì)量計，其中殘?zhí)恐械墓腆w碳含量不小于50％、揮發(fā)分含量不大于6％，焦炭篩分后粒徑在40mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的10％，粒徑在25mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的20％。
實施例4
本實施例所述的生物質(zhì)成型工藝，包括如下步驟：
將100kg、含水量為18wt％的秸稈打包成捆，得到體積為0.5m3的長方體狀捆狀料；
在20℃、20mpa的條件下將捆狀料壓制成型，即得生物質(zhì)成型料，該生物質(zhì)成型料與捆狀料的密度之比為2.5：1。
將本實施例制得的生物質(zhì)成型料推入搗固焦爐中進行提質(zhì)處理，控制提質(zhì)溫度為850℃，提質(zhì)時間為16小時，收集溢出的粗煤氣、焦油，同時得到焦炭。本實施例得到的粗煤氣的量為330nm3/t成型料，焦油的量為25kg/t成型料，焦炭的量為280kg/t成型料，以質(zhì)量計，其中焦炭中的固體碳含量不小于50％、揮發(fā)分含量不大于6％，焦炭篩分后粒徑在40mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的10％，粒徑在25mm以上的顆粒總質(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的20％。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方 式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。