一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料的制备方法，包括如下步骤：（1）将玉米秸秆粉碎、压块、破碎、热解，其中热解在无氧环境下经220℃‑270℃炭化，制得生物质炭；（2）取如下重量份的原料：步骤（1）中制备的生物质炭96‑98份、助燃剂0.1‑1份、固氮剂0.1‑1份、催化剂0.2‑0.4份；（3）将步骤（2）中的原料进行粉碎、混合、造粒。生物质经过低温炭化后的燃料含水率在10%以下，且添加的助燃剂有助于缩短燃料的点燃时间，加快燃料的点燃速度；固氮剂的加入可以有效减少气相中含氮化合物的排放，其中NOX的排放量能减少35.3%‑38.7%。

Low ignition point environment-friendly biomass charcoal fuel for heating and preparation method thereof

The invention discloses a preparation method of biomass carbon particle fuel for low ignition and environmental heating, which comprises the following steps: (1) pulverizing, crushing, crushing and pyrolysis of corn straw, in which pyrolysis is carbonized at 220 degrees centigrade under oxygen free environment to produce biomass carbon; (2) taking the following weight portion: step (1) The biomass carbon prepared in this paper consists of 96 biomass carbon, 1 combustion assisting agents, 1 nitrogen fixing agent 0.1, 0.2 catalyst 0.4, and (3) pulverizing, mixing and granulation of the raw materials in the step (2). The fuel water content of biomass after low temperature carbonization is less than 10%, and the added fuel aid helps to shorten the ignition time of fuel and accelerate the ignition speed of fuel. The addition of nitrogen fixing agent can effectively reduce the emission of nitrogen compounds in the gas phase, of which the emission measure of NOX is reduced by 35.3% and 38.7%.

【技术实现步骤摘要】
一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料及其制备方法
本专利技术属于环保新能源材料
，具体涉及一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料及其制备方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，环境污染和能源危机等问题受到广泛关注，农林废弃物的资源化利用、减排成为当今社会发展的重点。有效缓解民用取暖问题，是减轻生活污染的有效途径，也是实现自然环境和社会资源协调与可持续发展的强大推动力。民用取暖问题常归结于供热方式及民用燃料种类的选取。我国民用取暖方式主要为直燃式取暖和间接式采暖，但取暖燃料大都是煤炭和天然气。煤炭燃烧效率低、污染严重，并且随着资源的不断开发利用逐渐枯竭。我国天然气能源紧缺，对外依存度在2010年只有12%，2013年已经攀升到31%，2014、2015、2016年呈现企稳态势，2017年进一步提升，已突破40%的水平。因此，不断改善并发现新型民用取暖燃料是加速民用取暖炉的应用和达到资源最大化利用的有效手段。我国生物质资源丰富，主要以农作物秸秆、农林业加工残余物、薪材和人畜粪便等形式存在，利用率很低，颇具开发潜力。通过高效利用生物质潜在热能，可以使生物质燃料代替部分煤炭和天然气提供取暖用能。生物质燃料具有热效率高、适应性广、经济性强等优点，但现有技术中的生物质燃料点燃速度较慢，燃烧时生成的含氮化合物较多。
技术实现思路
本专利技术提供了一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料及其制备方法以解决现有技术中的生物质燃料点燃速度慢和燃烧时生成含氮化合物多的问题。本专利技术的目的是以下述技术方案实现的：一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料的制备方法，包括如下步骤：（1）将玉米秸秆粉碎、压块、破碎、热解，其中热解在无氧环境下经220℃-270℃炭化，制得生物质炭；（2）取如下重量份的原料：步骤（1）中制备的生物质炭96-98份、助燃剂0.1-1份、固氮剂0.1-1份、催化剂0.2-0.4份；（3）将步骤（2）中的原料进行粉碎、混合、造粒。优选的，一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料的制备方法，步骤（1）中在N2氛围热解，升温速率为0.1-8℃/min，温度达到220℃-270℃后维持2-4h。优选的，一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料的制备方法，步骤（2）中助燃剂包括高锰酸钾、硝酸钾、高氯酸钾，重量组分比为2：0.5-1.5：1.0-2.0。优选的，一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料的制备方法，步骤（2）中固氮剂包括氧化镁、氧化钙，重量组分比为1：0.5-1.0。优选的，一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料的制备方法，步骤（2）中催化剂包括二氧化锰、硝酸铁，按重量份数组分比为1：0.5-1.0。优选的，一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中造粒粒径<8mm，比重为1.0-1.3。一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料，它为采用如上所述的制备方法制备获得。本专利技术的有益效果如下：1、生物质经过低温炭化后的燃料含水率在10%以下，且添加的助燃剂有助于缩短固化成型后的燃料的点燃速度，降低着火温度，高的固定碳含量也使得燃料热值较高。固氮剂的加入可以有效减少气相中含氮化合物的排放，减少NOX排放量35.3%-38.7%。2、通过控制炭化热解的参数和原料的合理配比，制备出的生物质炭燃料具有更好的稳定性、耐久性、疏水性、防霉变性能，并且采用可再生的生物质燃料供暖，遵循了绿色环保、可持续发展理念，不仅在循环经济中占有重要地位，而且对缓解能源危机、“三农问题”和改善固氮减排等环境问题均有着显著促进作用。附图说明图1是热解温度为220℃玉米秸秆生物质炭的粒度分布图；图2是热解温度为240℃玉米秸秆生物质炭的粒度分布图；图3是热解温度为250℃玉米秸秆生物质炭的粒度分布图；图4是热解温度为270℃玉米秸秆生物质炭的粒度分布图；图5是玉米秸秆生物质炭的D50随热解温度变化情况示意图。具体实施方式实施例1一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料的制备方法，包括如下步骤：（1）将玉米秸秆粉碎、压块、破碎，在无氧环境下经220℃-270℃热解制得生物质炭；（2）取如下重量份的原料：步骤（1）中制备的生物质炭96-98份、助燃剂0.1-1份、固氮剂0.1-1份、催化剂0.2-0.4份；（3）将步骤（2）中的原料进行粉碎、混合、造粒。实施例2一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料的制备方法，包括如下步骤：（1）将玉米秸秆粉碎、压块、破碎，无氧环境N2氛围热解，升温速率为0.1-8℃/min，220℃-270℃后维持2-4h制得生物质炭。（2）取如下重量份的原料：步骤（1）中制备的生物质炭96-98份、助燃剂0.5份、固氮剂0.5份、催化剂0.3份。其中助燃剂包括高锰酸钾、硝酸钾、高氯酸钾，重量组分比为2：0.5-1.5：1.0-2.0；固氮剂包括氧化镁、氧化钙，重量组分比为1：0.5-1.0；催化剂包括二氧化锰、硝酸铁，按重量份数组分比为1：0.5-1.0。（3）将步骤（2）中的原料进行粉碎、混合、造粒，造粒粒径<8mm，比重为1.0-1.3。实施例3一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料的制备方法，包括如下步骤：（1）将玉米秸秆粉碎、压块、破碎、热解，其中热解环境为无氧N2氛围，升温速率为6℃/min，温度达到240℃后维持4h制得生物质炭。（2）取如下重量份的原料：步骤（1）中制备的生物质炭97份、助燃剂0.5份、固氮剂0.5份、催化剂0.3份。其中助燃剂包括高锰酸钾、硝酸钾、高氯酸钾，重量组分比为2：1：1.5；固氮剂包括氧化镁、氧化钙，重量组分比为1：0.8；催化剂包括二氧化锰、硝酸铁，按重量份数组分比为1：0.8。（3）将步骤（2）中的原料进行粉碎、混合、造粒，造粒粒径<8mm，比重为1.2。比较例1一种生物质炭燃料的制备方法，包括如下步骤：（1）将玉米秸秆粉碎、压块、破碎、热解，其中热解环境为无氧N2氛围，升温速率为6℃/min，温度达到240℃后维持4h制得生物质炭。（2）取如下重量份的原料：步骤（1）中制备的生物质炭97份、助燃剂0.5份、催化剂0.3份。其中助燃剂包括高锰酸钾、硝酸钾、高氯酸钾，重量组分比为2：1：1.5；催化剂包括二氧化锰、硝酸铁，按重量份数组分比为1：0.8。（3）将步骤（2）中的原料进行粉碎、混合、造粒，造粒粒径<8mm，比重为1.2。与实施例3中的制备方法相比，原料中未添加固氮剂。比较例2一种生物质炭燃料的制备方法，包括如下步骤：（1）将玉米秸秆粉碎、压块、破碎、热解，其中热解环境为无氧N2氛围，升温速率为6℃/min，温度达到240℃后维持4h制得生物质炭。（2）取如下重量份的原料：步骤（1）中制备的生物质炭97份、固氮剂0.5份、催化剂0.3份。固氮剂包括氧化镁、氧化钙，重量组分比为1：0.8；催化剂包括二氧化锰、硝酸铁，按重量份数组分比为1：0.8。（3）将步骤（2）中的原料进行粉碎、混合、造粒，造粒粒径<8mm，比重为1.2。与实施例3中的制备方法相比，原料中未添加助燃剂。比较例3一种生物质炭燃料的制备方法，包括如下步骤：（1）将玉米秸秆粉碎、压块、破碎、热解，其中热解环境为无氧N2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）将玉米秸秆粉碎、压块、破碎、热解，其中热解在无氧环境下经220℃‑270℃炭化，制得生物质炭；（2）取如下重量份的原料：步骤（1）中制备的生物质炭96‑98份、助燃剂0.1‑1份、固氮剂0.1‑1份、催化剂0.2‑0.4份；（3）将步骤（2）中的原料进行粉碎、混合、造粒。

【技术特征摘要】
1.一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）将玉米秸秆粉碎、压块、破碎、热解，其中热解在无氧环境下经220℃-270℃炭化，制得生物质炭；（2）取如下重量份的原料：步骤（1）中制备的生物质炭96-98份、助燃剂0.1-1份、固氮剂0.1-1份、催化剂0.2-0.4份；（3）将步骤（2）中的原料进行粉碎、混合、造粒。2.根据权利要求1所述的一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中在N2氛围热解，升温速率为0.1-8℃/min，温度达到220℃-270℃后维持2-4h。3.根据权利要求1所述的一种低燃点环保型取暖用生物质炭颗粒燃料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中助燃剂包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利亚，王留成，石邵利，李伊光，李心雨，张晏铭，师豪，
申请(专利权)人：河南博顿生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41