生物燃料顆粒產品的生產方法
【專利摘要】本發明涉及能源領域，特別是一種生物燃料顆粒產品的生產方法，能夠更加高效環保地生產生物燃料顆粒產品，包括以下步驟：將植物的根、莖/枝干、葉、表皮、果殼、或它們中任意多種的混合物初步粉碎形成碎料；碎料在200～300℃的水蒸汽中在1～2兆帕壓力下保持5～8分鐘，然后進行汽爆處理，形成原料；原料固液分離后將其中的固態原料再次粉碎、過篩而獲得尺寸30～80目的固態原料，烘干形成粉料，粉料中的水份的重量百分比為15～25％；粉料與油性的潤滑劑混合均勻后壓力成型以形成制粒，潤滑劑中包含生物排泄物或草藥渣并占粉料的重量的0.5～2.5％；將所述制粒冷卻，形成生物燃料顆粒產品。
【專利說明】生物燃料顆粒產品的生產方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及能源領域，特別是涉及一種生物燃料顆粒產品的生產方法。

【背景技術】
[0002] 在目前的生物燃料顆粒產品的生產中，需要對粉料進行成型制粒，以形成顆粒型 產品。為了使粉料易于成型，在成型過程中，為了使生產過程順暢并使制粒結構成分均勻， 通常需要加入潤滑劑，例如水或專用的化學潤滑劑（例如滑石粉等）。
[0003] 然而，在這種情況下，諸如滑石粉之類的無機潤滑劑一方面對粉料的潤滑效果不 佳，另一方面在生物燃料顆粒產品的燃燒過程中無法燃燒使用而不利于獲得高使用效率； 此外，使用水潤滑則對水資源耗費大，而且會增大制造成本。這些問題都不利于資源利用和 環境保護。


【發明內容】

[0004] 本發明提供一種生物燃料顆粒產品的生產方法，能夠更加高效環保地生產生物燃 料顆粒廣品。
[0005] 根據本發明的實施例，提供一種生物燃料顆粒產品的生產方法，包括以下步驟：
[0006] 將植物的根、莖/枝干、葉、表皮、果殼、或它們中任意多種的混合物初步粉碎形成 碎料；
[0007] 碎料在200?300°C的水蒸汽中在1?2兆帕壓力下保持5?8分鐘，然后進行汽 爆處理，形成原料；
[0008] 原料固液分離后將其中的固態原料再次粉碎、過篩而獲得尺寸30?80目的固態 原料，烘干形成粉料，粉料中的水份的重量百分比為15?25% ;
[0009] 粉料與油性的潤滑劑混合均勻后壓力成型以形成制粒，潤滑劑中包含生物排泄物 或草藥渣并占粉料的重量的〇. 5?2. 5% ;
[0010] 將所述制粒冷卻，形成生物燃料顆粒產品。
[0011] 優選地，在本發明的各實施例中，所述壓力成型包括：環模壓縮成型。
[0012] 優選地，在本發明的各實施例中，所述環模壓縮成型過程的溫度為100?150°C。
[0013] 優選地，在本發明的各實施例中，所述潤滑劑通過多種生物排泄物混合形成。
[0014] 優選地，在本發明的各實施例中，所述生物排泄物是獸類排泄物、鳥類排泄物、魚 類排泄物、蟲類排泄物、或它們中任意多種的混合物。
[0015] 優選地，在本發明的各實施例中，在所述壓力成型過程之中或之前，對所述粉料與 所述潤滑劑的混合物進一步干燥以去除部分水份或者進一步補水以添加部分水份。
[0016] 通過本發明提供的生物燃料顆粒產品的生產方法，能夠更加高效環保地生產生物 燃料顆粒產品。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，以下將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，以下描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖所示實施例得到其它的實施例及其附圖。
[0018] 圖1為根據本發明的生物燃料顆粒產品的生產方法的示意圖。

【具體實施方式】
[0019] 以下將結合附圖對本發明各實施例的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描 述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例， 本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本 發明所保護的范圍。
[0020] 本發明提供一種生物燃料顆粒產品的生產方法，能夠更加高效環保地生產生物燃 料顆粒廣品。
[0021] 根據本發明的實施例，提供一種生物燃料顆粒產品的生產方法，包括以下步驟：
[0022] 將植物的根、莖/枝干、葉、表皮、果殼、或它們中任意多種的混合物初步粉碎形成 碎料；
[0023] 碎料在200?300°C的水蒸汽中在1?2兆帕壓力下保持5?8分鐘，然后進行汽 爆處理，形成原料；
[0024] 原料固液分離后將其中的固態原料再次粉碎、過篩而獲得尺寸30?80目的固態 原料，烘干形成粉料，粉料中的水份的重量百分比為15?25% ;
[0025] 粉料與油性的潤滑劑混合均勻后壓力成型以形成制粒，潤滑劑中包含生物排泄物 或草藥渣并占粉料的重量的〇. 5?2. 5% ;
[0026] 將所述制粒冷卻，形成生物燃料顆粒產品。
[0027] 這樣，植物（例如樹木花草等）的根、莖/枝干、葉（例如樹葉或草葉）、表皮（例 如樹皮）、果殼（例如谷殼）、或它們中任意多種的混合物通過初步粉碎得到的碎料（例如 木屑或草葉碎屑或它們的混合物）再通過汽爆處理而被進一步充分碎化細化，以利于均勻 混合并在未來使用過程中具有高燃燒效率。將固態部分提取出來進行過篩烘干形成包含 一定水份的粉料（例如草粉或木粉或草粉木粉混合物），其中，如果水份過低則后續壓力成 型處理壓出的制粒易干裂，而如果水份過高則粉料過于粘稠易造成出粒困難甚至會發生堵 塞。
[0028] 采用汽爆處理可快速粉碎初始材料，高效地形成小尺寸的均勻粉料。較佳地可采 取更適合的水蒸汽溫度（例如240?280°C )，也可采取更適合的壓力（例如1. 6?1. 8兆 帕的壓力），也可采取更適合的壓力保持時間（例如保持6?7分鐘），以適應于不同種類 的初始材料（即，植物的根、莖/枝干、葉、表皮、果殼、或它們中任意多種的混合物）。
[0029] 應理解，由于在后續的壓力成型過程中會添加油性潤滑劑進行潤滑，因而不需要 過多水份以避免壓力成型物料粘度過大，因而對汽爆處理后的原料進行固液分離以去除其 中由于引入汽爆水蒸汽形成的大量水份，而僅保留適量水份。
[0030] 在壓力成型過程中，雖然粉料中含有的水份也有一定的潤滑粘合作用，但潤滑性 能較差。因此，在生物燃料顆粒產品的生產中（特別是成型過程中），需要添加一定量的油 性潤滑劑，以增加潤滑以及粘合性能。
[0031] 所述粉料與所述潤滑劑混合進行壓力成型（例如為環模壓縮成型），所述潤滑 劑具有油性，在粉料之間產生潤滑作用，這種油性潤滑作用也有利于降低粉料與相關設備 (例如成型系統的設備）之間的摩擦阻力，從而保護設備。所述潤滑劑對生物燃料（例如生 物燃料顆粒產品）的性能沒有不利影響，而且是天然潤滑劑而有利于環境保護，另外其中 也包含一部分可燃成分而有利于提高生物燃料的整體燃燒效率，這些對降低生產成本都是 有利的。
[0032] 較佳地，在本發明的各實施例中，烘干后的所述粉料（例如為木粉或草粉或木粉 草粉混合物）中的水份的重量百分比為17?23%，且更佳地為20?22%，例如為21%。
[0033] 較佳地，在本發明的各實施例中，在所述壓力成型過程中加入的所述潤滑劑占所 述粉料的重量的0.8?2. 3%，更佳地為1.3?2. 1%，例如為1.6%。
[0034] 較佳地，在本發明的各實施例中，過篩后的固態原料（例如為木粉或草粉或木粉 草粉混合物）的尺寸可為40?70目，例如可為45、50、55、60或65目。
[0035] 優選地，在本發明的各實施例中，所述壓力成型包括：環模壓縮成型。
[0036] 優選地，在本發明的各實施例中，所述環模壓縮成型過程的溫度為100?150°C。 較佳地可為110?140°c，例如為130°C。
[0037] 優選地，在本發明的各實施例中，所述潤滑劑可通過多種生物排泄物混合形成。也 就是說，可以僅采用生物排泄物（一種或多種），也可以僅采用草藥渣（一種或多種），還可 以采用生物排泄物（一種或多種）與草藥渣（一種或多種）的混合物，這樣的處理可包括 粉碎、混合、以及必要的干燥或補水，由此處理形成油性的潤滑劑。
[0038] 在一個實施例中，在形成所述潤滑劑時，可進行除氣處理以去除生物排泄物或草 藥渣或其混合物中的殘留氣體，例如可通過真空方式進行所述除氣處理。這樣，一方面可減 小氣體壓力過高導致的處理風險，另一方面可減少活性殘留氣體（例如甲烷等）在后續處 理過程中發生化學反應造成的風險。
[0039] 優選地，在本發明的各實施例中，所述生物排泄物是獸類排泄物、鳥類排泄物、魚 類排泄物、蟲類排泄物、或它們中任意多種的混合物。這樣的生物排泄物作為油性潤滑劑成 分，在生物燃料顆粒產品的燃燒過程中也可以燃燒以提供能量，由此有助于獲得高使用效 率。
[0040] 較佳地，在本發明的各實施例中，所述草藥渣來自油性草藥，例如可包括青蒿藥 渣。青蒿是一種含有油性的草藥，由此在所述的成型過程中可提供油性潤滑，而采用青蒿藥 渣能夠以低成本提供油性潤滑，這樣的草藥渣作為油性潤滑劑成分，在生物燃料顆粒產品 的燃燒過程中也可以燃燒以提供能量，由此有助于獲得高使用效率。應理解，其它仍具有殘 余油性的草藥渣也可用于形成所述油性潤滑劑。
[0041] 優選地，在本發明的各實施例中，在所述壓力成型過程之中或之前，對所述粉料與 所述潤滑劑的混合物進一步干燥以去除部分水份或者進一步補水以添加部分水份。
[0042] 通過本發明提供的生物燃料顆粒產品的生產方法，能夠更加高效環保地生產生物 燃料顆粒產品。
[0043] 較佳地，在本發明的各實施例中，通過壓力成型（例如環模壓縮成型）制成的所述 制粒的溫度為20?60°C，更佳地為30?50°C，例如40°C。在這種情況下，在成型過程中或 緩慢冷卻過程中的散熱可被收集并回收利用。
[0044] 在一個實施例中，可將汽爆處理過程或壓力成型（例如環模壓縮成型）過程中形 成的余熱回收使用，以利于節能環保。
[0045] 在一個實施例中，可將汽爆處理和/或冷卻處理中形成的余熱導出傳送到需要熱 量處理之處使用，例如用于烘干和/或壓力成型。高溫汽爆處理后的原料仍具有較高溫度， 需要降溫后進行后續處理；而冷卻設備中的制粒才經過壓力成型也具有較高溫度，需要降 溫后形成最終產品。與此相反，烘干需要熱量將水份烘干去除，壓力成型也需要一定熱量以 保持其中混合物料的流動性和可成型性。因此，通過余熱回收使用可將處理過程中產生的 余熱引出回收而用于需要熱量的處理，由此更有效地利用能源。
[0046] 在一個實施例中，可對于回收的余熱進行蓄熱（特別是在余熱量較大的情況下）， 以收集儲存來自放熱處理（例如汽爆處理）的余熱，并可在需要時傳送到相應的需熱處理 部分（例如烘干或壓力成型）使用。較佳地，可通過相變材料進行蓄熱，這種相變材料塊在 不同溫度處于不同的相狀態并可在臨界溫度發生相變，由此在高溫時蓄積所收集的余熱并 可在需要時放熱使用。
[0047] 較佳地，在本發明的各實施例中，所述烘干的溫度為50?90°C，更佳地為60? 80°C，例如為 75°C。
[0048] 較佳地，在本發明的各實施例中，所述樹木包括桑樹、桉樹、杉樹中的一種或多種。 [0049] 較佳地，在本發明的各實施例中，所述植物的根、莖/枝干、葉、表皮、果殼、或它們 中任意多種的混合物在初步粉碎形成碎料之前，被晾曬干燥以去除部分水份。
[0050] 較佳地，在本發明的各實施例中，在加入所述潤滑劑之前將所述潤滑劑晾曬干燥 以去除部分水份。
[0051] 較佳地，在本發明的各實施例中，在壓力成型（例如環模壓縮成型）過程中或開始 時加入所述潤滑劑。
[0052] 較佳地，在本發明的各實施例中，在壓力成型（例如環模壓縮成型）過程多次加入 所述潤滑劑。在連續生產過程中，根據需要可分階段地加入潤滑劑作為消耗補充。每次加 入的潤滑劑可以是相同組分或不同組分，也可以是相同量或不同量，根據具體情況選擇。
[0053] 在一個實施例中，可將初步粉碎后得到的木屑或草屑作為所述碎料。
[0054] 在一個實施例中，可以同時采用包含生物排泄物的潤滑劑和包含草藥渣的潤滑 劑。
[0055] 在一個實施例中，可定時檢測壓力成型物料的油質含量，以確保物料具有足夠的 潤滑性能以及粘合性能。
[0056] 圖1為根據本發明的實施例的生物燃料顆粒產品的生產方法的示意圖。在圖1所 示的實施例中，生物燃料顆粒產品的生產方法包括以下步驟：
[0057] 101 :將植物的根、莖/枝干、葉、表皮、果殼、或它們中任意多種的混合物初步粉碎 形成碎料；
[0058] 102 :碎料在200?300°C的水蒸汽中在1?2兆帕壓力下保持5?8分鐘，然后 進行汽爆處理，形成原料；
[0059] 103 :原料固液分離后將其中的固態原料再次粉碎、過篩而獲得尺寸30?80目的 固態原料，烘干形成粉料，粉料中的水份的重量百分比為15?25% ;
[0060] 104:粉料與油性的潤滑劑混合均勻后壓力成型以形成制粒，潤滑劑中包含生物排 泄物或草藥渣并占粉料的重量的0. 5?2. 5% ;
[0061] 105 :將所述制粒冷卻，形成生物燃料顆粒產品。
[0062] 在本發明的各實施例中，采用特定的潤滑劑，其源于/包含生物排泄物或草藥渣， 屬于天然的潤滑劑，不含任何化學危害成分，自然環保。
[0063] 通過本發明提供的生物燃料顆粒產品的生產方法，能夠更加高效環保地生產生物 燃料顆粒產品。
[0064] 此外，通過本發明提供的各實施例，還能夠實現以下至少一種優點：
[0065] ①通過汽爆處理充分粉碎初始材料，以獲得均勻的小尺寸原料。
[0066] ②油性潤滑劑可增強粉料的潤滑性能，不僅有利于壓力成型，而且還有助于實現 較好的產品粘合性能。
[0067] ③油性潤滑劑在壓力成型過程中可減少粉料與設備之間的摩擦，加快成型速度， 生產效率提高50?80 %，另外還可減少設備損耗。
[0068] ④潤滑劑采用生物排泄物或草藥渣，屬于純天然物質，提高資源利用率，自然環 保，燃燒不產生工業污染物。
[0069] ⑤通過粉料和潤滑劑制成的生物燃料顆粒產品不含或僅含極少量的硫成分，對壓 力成型設備的侵蝕影響小。
[0070] 本發明提供的各種實施例可根據需要以任意方式相互組合，通過這種組合得到的 技術方案，也在本發明的范圍內。
[0071] 顯然，本領域技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神 和范圍。這樣，倘若對本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍 之內，則本發明也包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1. 一種生物燃料顆粒產品的生產方法，其特征在于，包括以下步驟： 將植物的根、莖/枝干、葉、表皮、果殼、或它們中任意多種的混合物初步粉碎形成碎 料； 碎料在200?300°C的水蒸汽中在1?2兆帕壓力下保持5?8分鐘，然后進行汽爆處 理，形成原料； 原料固液分離后將其中的固態原料再次粉碎、過篩而獲得尺寸30?80目的固態原料， 烘干形成粉料，粉料中的水份的重量百分比為15?25% ; 粉料與油性的潤滑劑混合均勻后壓力成型以形成制粒，潤滑劑中包含生物排泄物或草 藥渣并占粉料的重量的〇. 5?2. 5% ; 將所述制粒冷卻，形成生物燃料顆粒產品。
2. 如權利要求1所述的生物燃料顆粒產品的生產方法，其特征在于， 所述壓力成型包括：環模壓縮成型。
3. 如權利要求2所述的生物燃料顆粒產品的生產方法，其特征在于， 所述環模壓縮成型過程的溫度為100?150°C。
4. 如權利要求1所述的生物燃料顆粒產品的生產方法，其特征在于， 所述潤滑劑通過多種生物排泄物混合形成。
5. 如權利要求1至4中的任一項所述的生物燃料顆粒產品的生產方法，其特征在于， 所述生物排泄物是獸類排泄物、鳥類排泄物、魚類排泄物、蟲類排泄物、或它們中任意 多種的混合物。
6. 如權利要求1至4中的任一項所述的生物燃料顆粒產品的生產方法，其特征在于， 在所述壓力成型過程之中或之前，對所述粉料與所述潤滑劑的混合物進一步干燥以去 除部分水份或者進一步補水以添加部分水份。
【文檔編號】C10L5/44GK104109567SQ201410276130
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】熊瑩, 劉莉, 江璇 申請人:熊瑩