本發明涉及固體生物質能源技術領域,具體涉及一種以涉煙廢棄物為原料的生物質顆粒燃料及其制備方法。
背景技術:
國家煙草專賣局頒布的國煙法[2006]375號、國煙專[2008]324號等文件中在剩余副產品的處理問題上,需“嚴格執行環保政策,積極尋求先進技術,研究將廢棄副產品加工為燃料、肥料等的可行性,爭取充分利用”。
涉煙廢棄物是煙草復烤企業在煙葉復烤過程中產生的副產品,由于其特殊的成分,其揮發分、焦油含量、灰分高、固定碳含量低、燃點低、水分適中,在燃燒過程中碳氫氧的化合物容易裂解燃燒,燃燒的溫度比煤低,屬于一種容易著火的完全燃燒的燃料。由于涉煙廢棄物中鉀、鈣含量比較高,導致燃燒時容易產生嚴重結渣現象。同時,由于燃燒熱值低也影響在工業供熱中應用。因此,涉煙廢棄物的處理通常是作為肥料來應用,再利用范圍小。
有必要對涉煙廢棄物的再利用開辟新途徑。
技術實現要素:
為解決涉煙廢棄物僅能作為肥料被再利用的問題,本發明提供一種以涉煙廢棄物為原料的生物質顆粒燃料及其制備方法,有效解決涉煙廢棄物直接燃燒帶來的問題,為涉煙廢棄物作為燃料應用開辟了一條新途徑。
本發明通過下列技術方案實現:一種以涉煙廢棄物為原料的生物質顆粒燃料,由下列質量份的原料組成:
涉煙廢棄物3~8份、木屑7~2份。
所述涉煙廢棄物是煙葉復烤中產生的煙梗、煙末、煙灰、青霉變煙葉等。
本發明的另一目的還在于提供一種以涉煙廢棄物為原料的生物質顆粒燃料的制備方法,經過下列各步驟:
(1)將涉煙廢棄物和木屑分別粉碎成粒度為40~50目的粉末原料,再干燥至含水率為10~20%;
(2)按下列質量份分別取步驟(1)的粉末原料:涉煙廢棄物3~8份、木屑7~2份;
(3)將步驟(2)的粉末原料混合均勻后,以40~80MPa的壓力機械擠壓成顆粒,再將所得顆粒采用風冷冷卻至室溫,即得到生物質顆粒燃料。
優選的,所述步驟(3)冷卻之后進行篩分,取直徑為6mm~12mm、長度和直徑比例≥2:1的生物質顆粒燃料,該直徑的顆粒燃料能高效用于工業燃燒設備。
所得生物質顆粒燃料的密度為1.2g/mL,低位發熱值為13.43~16.73MJ/kg,灰分4~11.35%。
本發明具備的優點及效果:本發明將涉煙廢棄物與木質原料按一定比例混合,利用涉煙廢棄物和木屑自身的纖維素、木質素等特性,通過研發出對涉煙廢棄物作為生物質顆粒燃料主要原料使用的最佳配比,通過加壓、致密成型加工為柱狀顆粒燃料,使顆粒達到標準化、熱值均衡穩定、結構緊密的效果,最終實現將混合制成的燃料規模化應用于工業供熱,提供高效能源;有效地解決了涉煙廢棄物直接燃燒帶來的相關問題,煙葉復烤企業將涉煙廢棄物作為燃料使用,降低了企業成本,擴大了涉煙廢棄物的市場應用領域。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步說明。
實施例1
(1)將涉煙廢棄物(煙葉復烤中產生的煙梗、煙末、煙灰、青霉變煙葉等)和木屑分別粉碎成粒度為40~50目的粉末原料,再干燥至含水率為15%;
(2)按下列質量份分別取步驟(1)的粉末原料:涉煙廢棄物5份、木屑5份;
(3)將步驟(2)的粉末原料混合均勻后,以50MPa的壓力機械擠壓成顆粒,再將所得顆粒采用風冷冷卻至室溫,然后篩分至直徑為6mm~12mm、長度和直徑比例≥2:1,即得到生物質顆粒燃料。
所得生物質顆粒燃料的密度為1.2g/mL,低位發熱值為13.43~16.73MJ/kg,灰分4~11.35%。
實施例2
(1)將涉煙廢棄物(煙葉復烤中產生的煙梗、煙末、煙灰、青霉變煙葉等)和木屑分別粉碎成粒度為40~50目的粉末原料,再干燥至含水率為10~20%;
(2)按下列質量份分別取步驟(1)的粉末原料:涉煙廢棄物3份、木屑7份;
(3)將步驟(2)的粉末原料混合均勻后,以40MPa的壓力機械擠壓成顆粒,再將所得顆粒采用風冷冷卻至室溫,然后篩分至直徑為6mm~12mm、長度和直徑比例≥2:1,即得到生物質顆粒燃料。
所得生物質顆粒燃料的密度為1.2g/mL,低位發熱值為13.43~16.73MJ/kg,灰分4~11.35%。
實施例3
(1)將涉煙廢棄物(煙葉復烤中產生的煙梗、煙末、煙灰、青霉變煙葉等)和木屑分別粉碎成粒度為40~50目的粉末原料,再干燥至含水率為10~20%;
(2)按下列質量份分別取步驟(1)的粉末原料:涉煙廢棄物8份、木屑2份;
(3)將步驟(2)的粉末原料混合均勻后,以80MPa的壓力機械擠壓成顆粒,再將所得顆粒采用風冷冷卻至室溫,然后篩分至直徑為6mm~12mm、長度和直徑比例≥2:1,即得到生物質顆粒燃料。
所得生物質顆粒燃料的密度為1.2g/mL,低位發熱值為13.43~16.73MJ/kg,灰分4~11.35%。
實施案例
陸良復烤廠為云南煙葉復烤有限公司的子公司,由于城市化發展需要,原位于郊區的廠區逐漸變為城市,原用燃煤鍋爐產生的廢氣廢水等污染,已影響到周邊居民。同時,由于復烤廠現使用爐齡超過20年的2臺10t/h的燃煤鍋爐,熱效率低、成本高、煙塵排放壓力大。因此有必要尋求一種新的既兼顧降低成本又能夠保證煙氣排放達標,同時能有效解決涉煙廢棄物的新的能源供熱方式。
(1)陸良復烤廠投放了一條涉煙廢棄物生物質顆粒燃料生產線:
年生產本發明所得生物質顆粒燃料8000噸(其中處理涉煙廢棄物5000~6000噸)。
(2)配合涉煙廢棄物生產的生物質顆粒燃料,按照生物質工業規模供熱裝置原理,對原2臺10t/h的燃煤鍋爐進行改造,并采用能源管理模式運行,年可提供蒸汽3.24萬噸。
(3)項目實施后達到的經濟技術指標
使陸良復烤廠涉煙廢棄物得到了有效利用。
熱效率由改造前65%提高到78.28%;
排放效果:低于GB13271-2014《鍋爐大氣污染物排放標準》燃氣鍋爐允許排放濃度;
(4)經濟效益
每年為陸良復烤廠節約共計72.4萬元(其中,燃料成本32.4萬元,節約了燃煤需要處理廢渣1800余噸的處理費用40余萬元),社會、經濟、生態效益顯著。
對比例1:僅使用涉煙廢棄物作為生物質顆粒燃料。
對比例2:僅使用純木屑制作的生物質顆粒燃料。
對比例3:按涉煙廢棄物9份、木屑1份進行配比,所得的生物質顆粒燃料。