一种清洁生物质型煤的生产方法技术

一种清洁生物质型煤的生产方法，其特征在于包括以下步骤：将原煤粉碎到一定粒度范围，并将生物质材料粉碎至一定粒度范围。将粉碎后的生物质原料加入到一定浓度的碱溶液中，加热到一定温度并保持一定的时间，处理后形成的混合液形成混合粘结剂。将混合粘结剂与经过粉碎的原煤、脱硫脱销剂混合均匀，利用磨具将上述的原料混合物一定成型压力下加压成型，成型后的型煤脱磨，干燥后即得到生物质型煤产品。本发明专利技术的优点和有益效果是：以废弃的生物质材料和煤炭为原料，在不添加粘结剂的条件下生产清洁生物质型煤，生产工艺可行、操作简单、无废弃物产生，而且生产出生物质型煤燃烧效率高、污染排放少，便于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种清洁生物质型煤的生产方法
本专利技术涉及洁净煤应用领域，特别是一种清洁生物质型煤的生产方法。
技术介绍
从2010年开始，我国的能源消费量已经跃居世界首位。在我国的能源结构，煤炭的生产和消耗占一次能源的比重高达75%，因此我国是世界上最大的煤炭生产和消费国。煤炭的大量消耗导致了一系列严重的环境问题，大量研究证实，煤炭燃烧是导致我国北方，特别是京津冀地区严重雾霾天气的主要污染源之一。然而，我国的资源特点决定了在未来相当长一段时期内，我国经济的持续发展仍要依赖煤炭的大量消耗。另外，可以预见的是，随着优质煤炭逐渐被开采殆尽，低变成程度的烟煤和褐煤将会被大量开采和使用，这将会给大气环境带来巨大的压力。因此，提高煤炭利用效率并最大限度地减少煤炭使用过程排放的污染，成为一个迫切需要攻克的技术难题。清洁煤的生产开发和推广应用，对于支撑经济社会的持续发展和保护环境具有至关重要的战略意义。我国也是农业大国，农业生产每年产生大量生物质类固体废弃物，形成了一个普遍的社会问题。2010年前后，一些直接焚烧秸秆产生了严重的大气污染问题。近年来，各地均实施了严格的禁止燃烧秸秆的政策，但如何有效的处理处置秸秆类固体废弃物仍然是一个悬而未决的难题，大量秸秆的丢弃和填埋不但占用大量的耕地资源，而且可能导致严重的地下水和地表水污染。实际上，秸秆在漫长的人类历史上都是最重要的燃料。在森林资源丰富的瑞士，大量的林业废弃物被加工成生物质固体成型燃料，提供了相当数量的能源供应。因此针对我国秸秆资源的特点，重新发掘秸秆作为燃料的价值，具有巨大的理论和现实意义。近年来，国内外围绕生物质与煤共燃发电展开了广泛的研究，提出了一些有价值的利用途径。然而，秸秆密度较低决定了其能量密度也较低，其收集和、运输和储存会带来较大的成本。直接使用传统燃煤锅炉进行秸秆和煤的混合燃烧很容易导致设备阻塞，而对燃烧锅炉进行的改造升级也会导致额外的成本增加。以煤炭和生物质为原料制备生物质型煤，是解决上述问题的有效方案。首先，秸秆可以起到粘结剂的作用，减少其他粘结剂的使用及其带来的不足，同时还可以降低燃点，提高生物质型煤的易用性。另一方面，通过压制成型，极大地提高了燃料的能量密度，便于运输和储存。在此基础上，通过假如适当的脱硫剂和脱硝剂，还可以大幅减少其使用过程的污染排放，提高燃料的清洁性。专利CN103666617A公开了一种利用蔗渣粉和原煤制备低硫工业型煤的方法，该方法通过氢氧化钠溶液浸泡提高生物质的粘结性。然而，这一类方法都需要对生物质进行洗涤和干燥从而增加额外成本，而且会产生含碱废液。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决煤炭和生物质利用效率低，容易产生环境污染等问题,并克服生物质型煤生产技术工艺复杂、加工难度大、成本高、容易产生二次污染的缺点，提供一种以生物质和煤炭为原料，生产清洁生物质型煤的方法，包括以下生产步骤：将煤炭粉碎到一定粒度范围，并将生物质材料粉碎至一定粒度范围。将粉碎后的生物质原料加入到一定浓度的碱溶液中，加热到一定温度并保持一定的时间，处理后形成的混合液直接用作混合粘结剂。将混合粘结剂与经过粉碎的原煤、脱硫脱销剂混合均匀，利用模具将上述的原料混合物一定成型压力下加压成型，成型后的型煤脱模，干燥后即得到生物质型煤产品。其中生物质是指不可食用的，主要由纤维素、半纤维素和木质素组成的木质纤维素类生物质材料。其中，所述的生物质主要包括林业废弃物，生物质秸秆和种子外壳、生物柴油制备过程中产生的残渣等产生量大的生物质类固体废弃物。优选地，生物质主要使用林业加工产生的废弃木屑、农产品加工产生的麸皮和谷壳等易于收集的生物质材料。原煤包括经过分选的煤炭原料，具有一定热值的煤泥和煤矸石，优选地。碱溶液主要包括氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、醋酸钙溶液以及氢氧化钠、氢氧化钙和醋酸钙溶液组成的混合溶液。其中，所述的生物质原料和原煤粉碎粒度小于10mm，进一步优选地，粒度小于5mm，最优选为小于1mm。其中，在生产粘结剂时所用的碱溶液质量分数0.5-30%的氢氧化钠溶液，加热温度50-150℃，加热时间为0.5-10h，生物质与碱溶液的质量比为1-20:100，加热温度70-130℃，加热时间1-5h，进一步优选为5-20%的氢氧化钠溶液，生物质与碱溶液的质量比为3-7:100，最优选为2%的氢氧化钠溶液，生物质与碱溶液的质量比为10:100，80-95℃，加热时间1.5-2.5h。其中，所述的粘结液与原煤的质量比为5-80:100，所述的粘结液与原煤的质量比为20-40:100。其中，所述的成型压力8-35Mpa，进一步优选为10-20Mpa。本专利技术的优点和有益效果是：以废弃的生物质材料和煤炭为原料，在不添加粘结剂的条件下生产清洁生物质型煤，生产工艺可行、操作简单、无废弃物产生，而且生产出生物质型煤燃烧效率高、污染排放少，便于推广应用。具体实施方式本专利技术通过以下实施例进一步详述，但本实施例所叙述的
技术实现思路
是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本专利技术的保护范围。实施例1：一种清洁生物质型煤的生产方法，包括以下步骤：生物质采用谷壳，粉碎至粒度小于1mm。原煤采用大同生产的煤炭，粉碎至粒度小于1mm。将谷壳和质量分数2%的氢氧化钠溶液按照质量比4:100混合均匀，加热到90℃反应2h，获得粘结剂。将上述的粘结液与原煤按照质量比为30:100混合搅拌均匀，在18Mpa的成型压力下压制成型，制成生物质型煤产品。制备出的型煤产品经过分析测试，发热量为22.1MJ/kg，抗压强度40N/cm2，固硫率63%，烟尘去除率75%。实施例2：一种清洁生物质型煤的生产方法，包括以下步骤：生物质采用麸皮，粉碎至粒度小于1mm。原煤采用大同生产的煤炭，粉碎至粒度小于1mm。将谷壳和质量分数1.5%的氢氧化钠溶液按照质量比4:100混合均匀，加热到90℃反应1.5h，获得粘结剂。将上述的粘结液与原煤按照质量比为30:100混合搅拌均匀，在20Mpa的成型压力下压制成型，制成生物质型煤产品。制备出的型煤产品经过分析测试，发热量为24MJ/kg，抗压强度37N/cm2，固硫率59%，烟尘去除率72%。实施例3：一种清洁生物质型煤的生产方法，包括以下步骤：生物质采用废弃木屑，粉碎至粒度小于1mm。原煤采用大同生产的煤炭，粉碎至粒度小于1mm。将谷壳和质量分数2.5%的氢氧化钠溶液按照质量比4:100混合均匀，加热到90℃反应2h，获得粘结剂。将上述的粘结液与原煤按照质量比为30:100混合搅拌均匀，在18Mpa的成型压力下压制成型，制成生物质型煤产品。制备出的型煤产品经过分析测试，发热量为26MJ/kg，抗压强度40N/cm2，固硫率65%，烟尘去除率78%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清洁生物质型煤的生产方法，其特征在于包括以下步骤：将原煤粉碎到一定粒度范围，并将生物质材料粉碎至一定粒度范围。将粉碎后的生物质原料加入到一定浓度的碱溶液中，加热到一定温度并保持一定的时间，处理后形成的混合液形成混合粘结剂。将混合粘结剂与经过粉碎的原煤、脱硫脱销剂混合均匀，利用磨具将上述的原料混合物一定成型压力下加压成型，成型后的型煤脱磨，干燥后即得到生物质型煤产品。

【技术特征摘要】
1.一种清洁生物质型煤的生产方法，其特征在于包括以下步骤：将原煤粉碎到一定粒度范围，并将生物质材料粉碎至一定粒度范围。将粉碎后的生物质原料加入到一定浓度的碱溶液中，加热到一定温度并保持一定的时间，处理后形成的混合液形成混合粘结剂。将混合粘结剂与经过粉碎的原煤、脱硫脱销剂混合均匀，利用磨具将上述的原料混合物一定成型压力下加压成型，成型后的型煤脱磨，干燥后即得到生物质型煤产品。2.根据权利要求1所述一种清洁生物质型煤的生产的方法，其特征在于：所用的生物质原料和原煤粉碎粒度小于10mm，进一步优选地，粒度小...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维尊，鞠美庭，刘乐，王雁南，木合塔尔·吐尔洪，王晶，
申请(专利权)人：南开大学，喀什大学，
类型：发明
国别省市：天津,12