一种可助燃生物质型煤粘结剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可助燃生物质型煤粘结剂的制备方法，属于型煤制备技术领域。本发明专利技术以高挥发分含量的桉树木屑为原料，先将其碱热处理，再将碱热处理的桉树木屑和有机羧酸混合后进行高温高压反应后再加氢反应得到反应物，接着将椰子油放在高温高湿以及高氧的环境下进行酸败，再将酸败产物和反应物混合后进行短期发酵，紫外灭菌后即得可助燃生物质型煤粘结剂，本发明专利技术制得的型煤粘结剂，粘结效果好，燃烧效率高，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种可助燃生物质型煤粘结剂的制备方法
本专利技术涉及一种可助燃生物质型煤粘结剂的制备方法，属于型煤制备

技术介绍
生物质型煤是近年来发展起来的新技术，通过节煤和生物质代煤的双重作用，减少温室气体CO2和燃煤SO2的排放，有利于缓解气候变暖和酸雨污染，对保护环境和节约能源均具有重大意义，是型煤技术发展的一个重要方向。而且我国生物质能源丰富，每年农业产生的生物质秸秆可达7亿吨，这些生物质大部分被简单焚烧，造成严重的环境污染。生物质型煤技术是开发利用煤和生物质能的新途径，它充分利用了煤和生物质自身的优势，便于保证燃料热值，利于克服常规型煤性能的不足，更重要的是生物质纤维的网络连接作用可省去粘结剂的使用，也没有后续烘干工序，因此能大大降低加工成本。生物质资源是丰富的可再生能源之一，来源主要为农林作物废弃物如麦秸、稻草、苞米芯、苞米杆、树皮、树干、木屑等。采用农业废弃物作粘结剂，不产生二次污染，而且价格低廉，随处可得，适宜大规模推广使用。但是目前生物质型煤粘结剂存在防水性能较差，并且没有助燃效果，生物质的燃烧效率低于煤炭，可能会影响型煤燃烧效率的缺陷。因此，专利技术一种防水性好，并且具有助燃效果的新型生物质型煤粘结剂对型煤制备
具有积极的意义。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前生物质型煤粘结剂存在防水性能较差，并且没有助燃效果，生物质的燃烧效率低于煤炭，可能会影响型煤燃烧效率的缺陷，提供了一种可助燃生物质型煤粘结剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种可助燃生物质型煤粘结剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取桉树木片放入气流粉碎机中，粉碎1～2h，得到桉树木屑，将桉树木屑和质量分数为5%的氢氧化钠溶液混合后装入烧杯中，再将烧杯放入油浴锅中，热处理，过滤分离得到滤渣；（2）将上述滤渣和质量分数为30%的柠檬酸溶液混合后得到混合液，再将混合液移入高压反应釜中，高温高压蒸煮反应；（3）待上述反应结束后，自然泄压，再向高压反应釜中通入氢气，直至高压反应釜内压力达到4.0～4.5MPa，搅拌反应，反应结束后再次泄压至常压，降低温度至80～100℃，继续搅拌反应3～5h，得到反应产物，备用；（4）称取椰子油放入不锈钢托盘中，再将不锈钢托盘放入温室中，并向温室中通入氧气，直至温室中氧气体积含量为40～50%，静置酸败处理10～15天，得到酸败产物；（5）将上述酸败产物和备用的反应产物混合后装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后得到发酵产物，再将发酵产物放在紫外灯下，照射灭菌30～40min，所得灭菌产物即为可助燃生物质型煤粘结剂。步骤（1）中所述的桉树木屑和质量分数为5%的氢氧化钠溶液的质量比为1:10，热处理的温度为90～95℃，热处理的时间为2～3h。步骤（2）中所述的滤渣和质量分数为30%的柠檬酸溶液的质量比为1:5，高温高压蒸煮反应的压力为2.0～2.5MPa，高温高压蒸煮反应的温度为200～250℃，高温高压蒸煮反应的时间为10～12h。步骤（3）中所述的搅拌反应的温度为150～200℃，搅拌反应的时间为1～2h。步骤（4）中所述的温室的温度为30～35℃，空气相对湿度为50～60%。步骤（5）中所述的酸败产物和反应产物的质量比为1:10，密封发酵的温度为30～35℃，密封发酵的时间为1～2天。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术以高挥发分含量的桉树木屑为原料，先将其碱热处理，再将碱热处理的桉树木屑和有机羧酸混合后进行高温高压反应后再加氢反应得到反应物，接着将椰子油放在高温高湿以及高氧的环境下进行酸败，再将酸败产物和反应物混合后进行短期发酵，紫外灭菌后即得可助燃生物质型煤粘结剂，本专利技术首先通过碱热处理使得桉树木屑的原始弹性被破坏，纤维素和半纤维素部分分解，而剩下的部分纤维将在型煤中起连接、拉伸作用，而桉树木屑在碱热作用下分解产生的糖类物质以及果胶、单宁等物质也具有粘结作用，另外，生物质灰分中富含的含硅物质与碱作用生成的硅酸钠类物质也具有粘结性，这两类组分在煤粒表面共同起着粘结作用，接着将碱热处理后的木屑与有机酸混合后进行高温高压反应，在高温高压条件下，碱热处理后的桉树木屑吸收热能，并在水热作用以及有机羧酸的作用下进一步水解，水解作用可促使平行的、后继的，甚至交叉的化学作用的发生，并可促使糠醛产生，而产生的糠醛在后续的加氢作用下会反应生成糠醇，糠醇继续水解产生乙酰丙酸，从而得到含有乙酰丙酸的桉树木屑反应物，而乙酰丙酸是一种同时含有羰基和羧基的多官能团物质，它的羰基上氧具有强吸电子性能，氧化性极强，其在燃烧时可以起到氧化作用，释放氧气促进型煤充分燃烧，提高型煤的燃烧效率，具有助燃效果，同时其多官能团的特性使得粘结剂和可以和煤粉表面的活性基团产生化学键合力，进一步提高粘结剂的粘结性能，接着本专利技术将椰子油防在高温高湿以及高氧的条件下氧化酸败，氧化酸败的过程中会产生大量氢过氧化物，这些氢过氧化物在燃烧时也会产生大量氧气，起到助燃的作用，最后将酸败产物和反应物共混进行短时间发酵，通过发酵使得酸败产物继续降解产生大量疏水性酯基和其他活性基团，并通过微生物的作用将这些酯基和其他活性基团引入到粘结剂体系中，疏水性酯基的引入大大提高了本专利技术粘结剂的防水性能，而其他活性基团的引入使得粘结剂可以和煤粉表面的活性基团产生氢键吸附以及其他化学结合力，这些氢键作用以及其他化学键合力的产生使得粘结剂和煤粉之间的内聚力变强，粘结性提高，最终制得的型煤燃烧效率高，而且粘结剂具有助燃效果，应用前景广阔。具体实施方式称取桉树木片放入气流粉碎机中，粉碎1～2h，得到桉树木屑，将桉树木屑和质量分数为5%的氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后装入烧杯中，再将烧杯放入油浴锅中，加热升温至90～95℃，热处理2～3h，过滤分离得到滤渣；将滤渣和质量分数为30%的柠檬酸溶液按质量比为1:5混合后得到混合液，再将混合液移入高压反应釜中，在压力为2.0～2.5MPa的条件下加热升温至200～250℃，高温高压蒸煮反应10～12h；待反应结束后，自然泄压，再向高压反应釜中通入氢气，直至高压反应釜内压力达到4.0～4.5MPa，在150～200℃下搅拌反应1～2h，反应结束后再次泄压至常压，降低温度至80～100℃，继续搅拌反应3～5h，得到反应产物，备用；称取椰子油放入不锈钢托盘中，再将不锈钢托盘放入温度为30～35℃，空气相对湿度为50～60%的温室中，并向温室中通入氧气，直至温室中氧气体积含量为40～50%，静置酸败处理10～15天，得到酸败产物；将酸败产物和备用的反应产物按质量比为1:10混合后装入发酵罐中，密封罐口后在温度为30～35℃的条件下密封发酵1～2天，发酵结束后得到发酵产物，再将发酵产物放在紫外灯下，照射灭菌30～40min，所得灭菌产物即为可助燃生物质型煤粘结剂。实例1称取桉树木片放入气流粉碎机中，粉碎1h，得到桉树木屑，将桉树木屑和质量分数为5%的氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后装入烧杯中，再将烧杯放入油浴锅中，加热升温至90℃，热处理2h，过滤分离得到滤渣；将滤渣和质量分数为30%的柠檬酸溶液按质量比为1:5混合后得到混合液，再将混合液移入高压反应釜中，在压力为2.0MPa的条件下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可助燃生物质型煤粘结剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取桉树木片放入气流粉碎机中，粉碎1～2h，得到桉树木屑，将桉树木屑和质量分数为5%的氢氧化钠溶液混合后装入烧杯中，再将烧杯放入油浴锅中，热处理，过滤分离得到滤渣；（2）将上述滤渣和质量分数为30%的柠檬酸溶液混合后得到混合液，再将混合液移入高压反应釜中，高温高压蒸煮反应；（3）待上述反应结束后，自然泄压，再向高压反应釜中通入氢气，直至高压反应釜内压力达到4.0～4.5MPa，搅拌反应，反应结束后再次泄压至常压，降低温度至80～100℃，继续搅拌反应3～5h，得到反应产物，备用；（4）称取椰子油放入不锈钢托盘中，再将不锈钢托盘放入温室中，并向温室中通入氧气，直至温室中氧气体积含量为40～50%，静置酸败处理10～15天，得到酸败产物；（5）将上述酸败产物和备用的反应产物混合后装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后得到发酵产物，再将发酵产物放在紫外灯下，照射灭菌30～40min，所得灭菌产物即为可助燃生物质型煤粘结剂。

【技术特征摘要】
1.一种可助燃生物质型煤粘结剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取桉树木片放入气流粉碎机中，粉碎1～2h，得到桉树木屑，将桉树木屑和质量分数为5%的氢氧化钠溶液混合后装入烧杯中，再将烧杯放入油浴锅中，热处理，过滤分离得到滤渣；（2）将上述滤渣和质量分数为30%的柠檬酸溶液混合后得到混合液，再将混合液移入高压反应釜中，高温高压蒸煮反应；（3）待上述反应结束后，自然泄压，再向高压反应釜中通入氢气，直至高压反应釜内压力达到4.0～4.5MPa，搅拌反应，反应结束后再次泄压至常压，降低温度至80～100℃，继续搅拌反应3～5h，得到反应产物，备用；（4）称取椰子油放入不锈钢托盘中，再将不锈钢托盘放入温室中，并向温室中通入氧气，直至温室中氧气体积含量为40～50%，静置酸败处理10～15天，得到酸败产物；（5）将上述酸败产物和备用的反应产物混合后装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后得到发酵产物，再将发酵产物放在紫外灯下，照射灭菌30～40min，所得灭菌产物即为可助燃生物质型煤粘结剂。2.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘友玖，林茂梅，
申请(专利权)人：佛山陵朝新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44