一种降低玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧结渣率的方法技术

本发明专利技术涉及现代农业产业技术领域，公开了一种降低玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧结渣率的方法，利用燃烧特性以及燃烧动力学原理，向玉米秸秆中掺入制备得到的具有吸附功能的多孔陶瓷颗粒，能够阻止生物质灰分中的钾、钠等碱金属元素生成低熔点的化合物，降低结渣率，提高了玉米秸秆颗粒燃料的灰分熔点，解决玉米秸秆燃烧过程中容易结块结渣的问题，通过模拟燃烧试验可知制备得到的玉米秸秆生物质颗粒燃料在1300℃时也完全不结焦，本发明专利技术有效解决了现有玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧中结渣率高的问题，能够实现资源极大化利用以及保护环境的现实意义，对于生物质能源的发展具有使用价值，是一种极为值得推广使用的技术方案。

【技术实现步骤摘要】
一种降低玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧结渣率的方法
本专利技术属于现代农业产业
，具体涉及一种降低玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧结渣率的方法。
技术介绍
生物质燃料：是指将生物质材料燃烧作为燃料，一般主要是农林废弃物（如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等），主要区别于化石燃料。在目前的国家政策和环保标准中，直接燃烧生物质属于高污染燃料，只在农村的大灶中使用，不允许在城市中使用。生物质燃料的应用，实际主要是生物质成型燃料，是将农林废物作为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型（如块状、颗粒状等）的，可直接燃烧的一种新型清洁燃料。秸秆压块燃料作为新的商品能源已在各个行业得到了大量的使用。而且因其密度高、热值高、形状规则、流动性好，很方便的可以实现燃烧自动控制，可以为企业节省大额的能源成本。固化成型后的生物质颗粒燃料比重大、体积小，便于储存和运输，是优质固体燃料，其热值可达3200-4500大卡，具有易燃、灰分少、成本低等特点，可替代木柴、原煤等燃料，广泛应用于取暖、生活炉灶、工业锅炉、生物质发电厂等。玉米秸秆的软化温度与众多秸秆相比较低，导致其在较低的温度下就已经表现出结渣倾向，这些积灰结渣会堵塞烟道，导致燃烧不能进行，不能够应用于工业锅炉，甚至不能够满足一些中小型取暖锅炉使用，给生物质颗粒燃料的发展带来很大的麻烦，阻碍生物质颗粒燃料产业的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种降低玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧结渣率的方法，有效解决了现有玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧中结渣率高的问题，提高了秸秆废料的利用价值以及对环境保护的力度。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种降低玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧结渣率的方法，将制备得到的多孔陶瓷颗粒掺入到生物质颗粒燃料制备原料玉米秸秆中，掺入量为玉米秸秆质量的0.25-0.30%，所述多孔陶瓷颗粒的制备方法包括以下步骤：（1）称取5.5-6.0克石墨烯加入到150-160毫升二甲基甲酰胺溶剂中，在1800-2000转/分钟的转速下搅拌20-30分钟，然后超声分散8-10分钟，向分散液中加入0.5-0.8克十二烷基硫酸钠，装入球墨罐中进行球墨，球磨时间为7-8小时，球磨完成后，将料液取出，静置分层后高速离心50-60秒，得到悬浮液减压蒸馏除去溶剂，产物使用乙醇清洗2-3遍后，置于80-90℃烘箱中干燥至恒重即得净化石墨烯；（2）将制备得到的净化石墨烯与氧化铝粉、聚乙烯醇按照质量比为0.2-0.3:2.5-3.0:4.0-5.0的比例混合，加入为混合物2.7-3.0倍体积的去离子水，搅拌1-2小时，然后再超声处理1.5-2.0小时，在强搅拌下加热搅拌，蒸发除去水分，析出固体产物置于50-60℃真空干燥箱中干燥8-10小时，得到石墨烯复合材料；（3）将干燥黄土、膨润土按照质量比为2-3:1-2的比例混合，粉磨后过0.5-0.6毫米方孔筛，向过筛粉料中加入步骤（2）制备得到的石墨烯复合材料，添加量为粉料质量的0.08-0.09%，混合均匀后拌和水置于成球机中制成料球，料球在100-110℃下干燥2-3小时，然后放入高温炉中预热，预热后以6-8℃/分钟的速度升温至烧制温度，高温烧制24-28分钟，烧制温度1280-1300℃，最后以10-12℃/分钟的速度降温至25-30℃，得到所述多孔陶瓷颗粒。作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述高速离心速度为3800-4000转/分钟。作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述强搅拌下加热搅拌中搅拌速度为1200-1500转/分钟，加热温度为95-100℃。作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述预热温度为350-380℃，预热时间为15-20分钟。作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述多孔陶瓷颗粒孔径大小在300-500纳米之间。本专利技术相比现有技术具有以下优点：为了解决现有玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧中结渣率高的问题，本专利技术提供了一种降低玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧结渣率的方法，利用燃烧特性以及燃烧动力学原理，向玉米秸秆中掺入制备得到的具有吸附功能的多孔陶瓷颗粒，能够阻止生物质灰分中的钾、钠等碱金属元素生成低熔点的化合物，降低结渣率，提高了玉米秸秆颗粒燃料的灰分熔点，解决玉米秸秆燃烧过程中容易结块结渣的问题，通过模拟燃烧试验可知制备得到的玉米秸秆生物质颗粒燃料在1300℃时也完全不结焦，本专利技术有效解决了现有玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧中结渣率高的问题，提高了秸秆废料的利用价值以及对环境保护的力度，能够实现资源极大化利用以及保护环境的现实意义，对于生物质能源的发展具有使用价值，是一种极为值得推广使用的技术方案。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术所提供的技术方案。实施例1一种降低玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧结渣率的方法，将制备得到的多孔陶瓷颗粒掺入到生物质颗粒燃料制备原料玉米秸秆中，掺入量为玉米秸秆质量的0.25%，所述多孔陶瓷颗粒的制备方法包括以下步骤：（1）称取5.5克石墨烯加入到150毫升二甲基甲酰胺溶剂中，在1800转/分钟的转速下搅拌20分钟，然后超声分散8分钟，向分散液中加入0.5克十二烷基硫酸钠，装入球墨罐中进行球墨，球磨时间为7小时，球磨完成后，将料液取出，静置分层后高速离心50秒，得到悬浮液减压蒸馏除去溶剂，产物使用乙醇清洗2遍后，置于80℃烘箱中干燥至恒重即得净化石墨烯；（2）将制备得到的净化石墨烯与氧化铝粉、聚乙烯醇按照质量比为0.2:2.5:4.0的比例混合，加入为混合物2.7倍体积的去离子水，搅拌1小时，然后再超声处理1.5小时，在强搅拌下加热搅拌，蒸发除去水分，析出固体产物置于50℃真空干燥箱中干燥8小时，得到石墨烯复合材料；（3）将干燥黄土、膨润土按照质量比为2:1的比例混合，粉磨后过0.5毫米方孔筛，向过筛粉料中加入步骤（2）制备得到的石墨烯复合材料，添加量为粉料质量的0.08%，混合均匀后拌和水置于成球机中制成料球，料球在100℃下干燥2小时，然后放入高温炉中预热，预热后以6℃/分钟的速度升温至烧制温度，高温烧制24分钟，烧制温度1280℃，最后以10℃/分钟的速度降温至25℃，得到所述多孔陶瓷颗粒。作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述高速离心速度为3800转/分钟。作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述强搅拌下加热搅拌中搅拌速度为1200转/分钟，加热温度为95℃。作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述预热温度为350℃，预热时间为15分钟。作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述多孔陶瓷颗粒孔径大小在300-500纳米之间。实施例2一种降低玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧结渣率的方法，将制备得到的多孔陶瓷颗粒掺入到生物质颗粒燃料制备原料玉米秸秆中，掺入量为玉米秸秆质量的0.27%，所述多孔陶瓷颗粒的制备方法包括以下步骤：（1）称取5.8克石墨烯加入到155毫升二甲基甲酰胺溶剂中，在1900转/分钟的转速下搅拌25分钟，然后超声分散9分钟，向分散液中加入0.65克十二烷基硫酸钠，装入球墨罐中进行球墨，球磨时间为7.5小时，球磨完成后，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧结渣率的方法，其特征在于，将制备得到的多孔陶瓷颗粒掺入到生物质颗粒燃料制备原料玉米秸秆中，掺入量为玉米秸秆质量的0.25‑0.30%，所述多孔陶瓷颗粒的制备方法包括以下步骤：（1）称取5.5‑6.0克石墨烯加入到150‑160毫升二甲基甲酰胺溶剂中，在1800‑2000转/分钟的转速下搅拌20‑30分钟，然后超声分散8‑10分钟，向分散液中加入0.5‑0.8克十二烷基硫酸钠，装入球墨罐中进行球墨，球磨时间为7‑8小时，球磨完成后，将料液取出，静置分层后高速离心50‑60秒，得到悬浮液减压蒸馏除去溶剂，产物使用乙醇清洗2‑3遍后，置于80‑90℃烘箱中干燥至恒重即得净化石墨烯；（2）将制备得到的净化石墨烯与氧化铝粉、聚乙烯醇按照质量比为0.2‑0.3:2.5‑3.0:4.0‑5.0的比例混合，加入为混合物2.7‑3.0倍体积的去离子水，搅拌1‑2小时，然后再超声处理1.5‑2.0小时，在强搅拌下加热搅拌，蒸发除去水分，析出固体产物置于50‑60℃真空干燥箱中干燥8‑10小时，得到石墨烯复合材料；（3）将干燥黄土、膨润土按照质量比为2‑3:1‑2的比例混合，粉磨后过0.5‑0.6毫米方孔筛，向过筛粉料中加入步骤（2）制备得到的石墨烯复合材料，添加量为粉料质量的0.08‑0.09%，混合均匀后拌和水置于成球机中制成料球，料球在100‑110℃下干燥2‑3小时，然后放入高温炉中预热，预热后以6‑8℃/分钟的速度升温至烧制温度，高温烧制24‑28分钟，烧制温度1280‑1300℃，最后以10‑12℃/分钟的速度降温至25‑30℃，得到所述多孔陶瓷颗粒。...

【技术特征摘要】
1.一种降低玉米秸秆生物质颗粒燃料燃烧结渣率的方法，其特征在于，将制备得到的多孔陶瓷颗粒掺入到生物质颗粒燃料制备原料玉米秸秆中，掺入量为玉米秸秆质量的0.25-0.30%，所述多孔陶瓷颗粒的制备方法包括以下步骤：（1）称取5.5-6.0克石墨烯加入到150-160毫升二甲基甲酰胺溶剂中，在1800-2000转/分钟的转速下搅拌20-30分钟，然后超声分散8-10分钟，向分散液中加入0.5-0.8克十二烷基硫酸钠，装入球墨罐中进行球墨，球磨时间为7-8小时，球磨完成后，将料液取出，静置分层后高速离心50-60秒，得到悬浮液减压蒸馏除去溶剂，产物使用乙醇清洗2-3遍后，置于80-90℃烘箱中干燥至恒重即得净化石墨烯；（2）将制备得到的净化石墨烯与氧化铝粉、聚乙烯醇按照质量比为0.2-0.3:2.5-3.0:4.0-5.0的比例混合，加入为混合物2.7-3.0倍体积的去离子水，搅拌1-2小时，然后再超声处理1.5-2.0小时，在强搅拌下加热搅拌，蒸发除去水分，析出固体产物置于50-60℃真空干燥箱中干燥8-10小时，得到石墨烯复合材料；（3）将干燥黄土、膨润土按照质量比为2-3:1-2的比例...

【专利技术属性】
技术研发人员：严晓武，
申请(专利权)人：合肥市晶谷农业科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34