清洁生物质燃料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种清洁生物质燃料及其制备方法，所述清洁生物质燃料包括下述重量份的原料：40‑70份花生壳、15‑35份小麦秸秆、15‑35份大豆秸秆、15‑35份油茶壳、0.5‑5份脱氯剂、2‑8份固硫剂。本发明专利技术的清洁生物质燃料节能环保，燃烧效率高，发热量大，灰熔点高，不易产生炉内结渣和积灰，降低了对燃烧设备的腐蚀，可以代替原煤、石油液化气、天然气、木柴等燃料，广泛适用于生活炉灶和各种锅炉。

【技术实现步骤摘要】
清洁生物质燃料及其制备方法
本专利技术涉及一种清洁生物质燃料。
技术介绍
随着社会的不断发展，能源的紧缺，传统的能源诸如：石油、天然气和煤炭的紧缺问题日益严重。生物质能作为新生能源，以其可再生、零碳排放等特点，成为新能源中发展潜力较大的一种能源。现有的生物质能源，燃烧产生的热量较低，且燃烧后残渣剩余严重，制造成本过高，不利于制造和使用。我国拥有丰富的生物质资源，目前可提供利用开发的资源主要包括：农作物秸秆、稻壳、糠皮、树脂、木屑、木材加工的边角料，动物粪便、薪柴、城市生活垃圾等。生物质能源具有可再生和环境友好的双重属性，开发生物质能，既有利于实现能源多元化，缓解常规化石能源紧张，又减少温室气体排放。且生物质燃料燃烧火力持久，黑烟少，炉膛温度高，且储存、运输和使用非常方便，可代替矿物能源用于生产和生活领域。生物质燃料加工成型是指在一定温度与压力条件下，将各类原本松散细碎的生物质废弃物压制成具有形状规则的棒状、块状、颗粒状成型燃料的高新技术，以解决生物质运输、储存、防火等问题。生物质燃料具有密度高、体积小、污染物排放少等优点，但是与传统的化石能源相比，目前生物质燃料能量密度仍较低，燃烧不充分、燃烧效率低；此外因其富含碱金属及氯元素，易引起灰熔融，在生物质燃烧和气化利用过程中，由于灰熔融会产生两个主要问题：①在高温下，灰分将变成熔融状态从而形成渣，结在气化炉和燃烧炉的内壁上或粘结成难以清除的大渣块；②对于生物质固定床燃烧和气化技术而言，炉内温度不能过高，如果温度升上去，炉内马上出现烧结现象，破坏床层内部的透气性，严重时即阻断气路产不出气。现阶段生物质燃料燃烧产生结渣、腐蚀，超细颗粒物排放等问题。上述问题制约了生物质固体成型燃料的进一步发展。为解决上述问题，生物质燃料需要加入催化剂、助燃剂、固硫剂、防结焦剂、脱氯剂等添加剂。以提高燃料的燃烧效率，提高灰熔点、降低结焦，减少对燃烧设备的腐蚀。目前已有的生物质燃料仍然无法避免燃烧效率低、对设备腐蚀严重的问题，因此，现阶段开发一种清洁高效、燃烧效率高、灰熔点高的生物质能源成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种清洁生物质燃料，本专利技术还提供清洁生物质燃料的制备方法。本专利技术的技术方案如下：一种清洁生物质燃料，包括下述重量份的原料：40-70份花生壳、15-35份小麦秸秆、15-35份大豆秸秆、15-35份油茶壳、0.5-5份脱氯剂、2-8份固硫剂。一种清洁生物质燃料，包括下述重量份的原料：40-70份花生壳、15-35份小麦秸秆、15-35份大豆秸秆、15-35份油茶壳、0.5-5份脱氯剂、1-6份助燃剂、2-8份固硫剂。本专利技术中所述固硫剂优选为改性粉煤灰-膨润土复合物，所述改性粉煤灰-膨润土复合物的制备方法如下：将粉煤灰、质量分数为0.5-5％的硫酸水溶液按质量比为1:(3-10)混合后，在25-40℃、以100-300转/分钟的转速搅拌20-60分钟，得到混合物A，向混合物A中加入质量为混合物A质量2％-10％的十二烷基磺酸钠、质量为混合物A质量0.5％-5％的六水合氯化镁、质量为混合物A质量0.5％-5％的氯化钙，在25-40℃、以100-300转/分钟的转速搅拌1-6小时，过300-1000目筛，将滤饼在50-80℃干燥12-36小时，得到改性粉煤灰，将改性粉煤灰与膨润土、粘结料、水按质量比为1:(0.2-2):(0.05-0.5):(1-5)混合后，在25-40℃、以100-300转/分钟的转速搅拌1-5小时，在25-40℃、相对湿度为75％-95％的条件下陈化6-18小时，在40-70℃干燥6-12小时，然后在500-700℃焙烧5-30分钟，冷却至25-40℃，粉碎过50-300目筛，得到改性粉煤灰-膨润土复合物。所述粘结料优选为卡拉胶、碳酸钠、淀粉中的一种，进一步优选为碳酸钠。碳酸钠与膨润土、改性粉煤灰混合后焙烧，更利于提高改性粉煤灰-膨润土复合物的固硫性能。本专利技术中所述助燃剂优选为改性凹凸棒土，所述改性凹凸棒土的制备方法如下：将六水合硝酸铈、四水合硝酸锰、水按质量比为(1-4):(1-4):30的比例混合，在25-40℃、以100-300转/分钟的转速搅拌20-60分钟，得到混合物C，加入质量为混合物C质量0.05％-0.5％的酒石酸，升温至40-70℃，在40-70℃、以100-500转/分钟的转速搅拌60-180分钟，加入质量为混合物C质量5％-30％的凹凸棒土，在40-70℃、以100-500转/分钟的转速搅拌40-120分钟，得到混合物D，将混合物D在100-150℃干燥3-12小时，在480-500℃焙烧0.5-5小时，冷却至25-40℃，粉碎过50-300目筛，得到改性凹凸棒土。本专利技术中所述脱氯剂优选为氧化锌、氧化铁或氧化铝中的一种，进一步优选为氧化锌。本专利技术还提供清洁生物质燃料的制备方法：按重量份称取各原料，将花生壳、小麦秸秆、大豆秸秆、油茶壳分别干燥至含水量为5％-15％，将干燥后的花生壳、小麦秸秆、大豆秸秆、油茶壳分别粉碎至粒径为1-10mm，将粉碎后的上述粒料混合均匀，加入助燃剂、固硫剂、脱氯剂，混合均匀，使用成型颗粒机挤压成型，得到清洁生物质燃料。优选地，挤压成型得到的清洁生物质燃料的密度为0.9-1.3g/cm3、直径为6-9mm。本专利技术的清洁生物质燃料节能环保，燃烧效率高，发热量大，灰熔点高，不易产生炉内结渣和积灰，降低了对燃烧设备的腐蚀，可以代替原煤、石油液化气、天然气、木柴等燃料，广泛适用于生活炉灶和各种锅炉。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以任意组合，即得本专利技术各较佳实施例。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。下述实施例中，所用主要原料及仪器如下：花生壳，花生(ArachishypogaeaLinn.)的外壳，使用的花生品种为丰花1号，审定编号：鲁种审字[2001]017号。小麦秸秆，禾本科、小麦属小麦(拉丁学名：TriticumaestivumL.)的秸秆，使用的小麦品种为中麦895，审定编号：国审麦2012010。大豆秸秆，豆科、大豆属、大豆(拉丁学名Glycinemax(Linn.)Merr.)的秸秆，使用的大豆品种为合农70，审定编号：国审豆2014001。油茶壳，山茶科、山茶属、油茶(拉丁文名CamelliaoleiferaAbel.)籽壳，使用的油茶品种为长林4号，审定编号：国S-SC-CO-006-2008。氧化锌，CAS号：1314-13-2，粒径120目。粉煤灰，符合GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中的F类、Ⅱ级标准。十二烷基磺酸钠，CAS号：2386-53-0。六水合氯化镁，化学式MgCl2·6H2O，粒径100目。氯化钙，CaCl2，工业级Ⅰ型，执行标准GB/T26520-2011。膨润土，具体使用钠基膨润土，一级品，执行标准GB/T20973-2007。碳酸钠，CAS号：497-19-8，100目。卡拉胶，CAS号：9000-07-1，又称角叉菜胶，购买自绿新福建食品有限公司，型号：FH-G02-1。淀粉，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种清洁生物质燃料，其特征在于，包括下述重量份的原料：40‑70份花生壳、15‑35份小麦秸秆、15‑35份大豆秸秆、15‑35份油茶壳、0.5‑5份脱氯剂、2‑8份固硫剂。

【技术特征摘要】
1.一种清洁生物质燃料，其特征在于，包括下述重量份的原料：40-70份花生壳、15-35份小麦秸秆、15-35份大豆秸秆、15-35份油茶壳、0.5-5份脱氯剂、2-8份固硫剂。2.一种清洁生物质燃料，其特征在于，包括下述重量份的原料：40-70份花生壳、15-35份小麦秸秆、15-35份大豆秸秆、15-35份油茶壳、0.5-5份脱氯剂、1-6份助燃剂、2-8份固硫剂。3.根据权利要求1或2所述的清洁生物质燃料，其特征在于，所述固硫剂为改性粉煤灰-膨润土复合物，所述改性粉煤灰-膨润土复合物的制备方法如下：将粉煤灰、质量分数为0.5-5％的硫酸水溶液按质量比为1:(3-10)混合后，在25-40℃、以100-300转/分钟的转速搅拌20-60分钟，得到混合物A，向混合物A中加入质量为混合物A质量2％-10％的十二烷基磺酸钠、质量为混合物A质量0.5％-5％的六水合氯化镁、质量为混合物A质量0.5％-5％的氯化钙，在25-40℃、以100-300转/分钟的转速搅拌1-6小时，过300-1000目筛，将滤饼在50-80℃干燥12-36小时，得到改性粉煤灰，将改性粉煤灰与膨润土、粘结料、水按质量比为1:(0.2-2):(0.05-0.5):(1-5)混合后，在25-40℃、以100-300转/分钟的转速搅拌1-5小时，在25-40℃、相对湿度为75％-95％的条件下陈化6-18小时，在40-70℃干燥6-12小时，然后在500-700℃焙烧5-30分钟，冷却至25-40℃，粉碎过50-300目筛，得到改性粉煤灰-膨润土复合物。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：周义泮，
申请(专利权)人：周义泮，
类型：发明
国别省市：江西,36