一种牛粪基机制炭生料棒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种牛粪基机制炭生料棒及其制备方法；该生料棒包括以下重量百分比原材料制备而成：95‑99%的牛粪和1‑5%的粘结剂；所述生料棒的密度为1.3‑1.5g/cm

A cow dung-based carbon raw material rod and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种牛粪基机制炭生料棒及其制备方法
本专利技术涉及环保节能材料领域，具体涉及一种牛粪基机制炭生料棒及其制备方法。
技术介绍
机制炭，又名人造炭、再生炭、无烟清洁炭，是以木质碎料挤压加工成的炭质棒状物。机制炭原料来源广泛，稻壳、花生壳、棉壳、玉米芯、玉米杆、高粱杆等皆可作为原料生产机制炭，且以锯末、刨花、竹屑为原料生产的机制炭品质最佳。机制炭具有密度大、热值高、无烟、无味、无污染、不爆炸、易燃的优点，是国际上公认的绿色环保产品。目前国内生产机制炭的主要原材料是锯末、花生壳、各种秸秆等，虽然具有原料来源广、成本低廉的优点，但由于锯末、花生壳、各种秸秆中含有大量非木质纤维类的有机成分，导致其氢氧元素含量较高，生料棒炭化后的损失量较大，得到的机制炭密度较小、燃烧时间较短；同时，锯末、花生壳、各种秸秆的长短大小不一、孔隙率高，也导致其在制备过程中粉碎和压制成型的难度增大，生产成本增加，不利于机制炭的大规模生产和应用。牛粪在藏语中称之为"久瓦"，"久瓦"在西藏作为烧茶做饭的燃料已有千年的历史，且至今仍然被生活在雪域高原的广大农牧民视为最佳燃料，并且，牛粪的主要成份是木质纤维，而现今生产机制炭的根本材料也是木质纤维，因此，人们已将牛粪作为了生产机制炭的原材料之一，且既提供了一种新的制备机制炭的原材料，又解决了牛粪大量排放造成的环境问题。然而，在采用牛粪制作机制炭的实验过程中我们发现，由于牛粪属于牛的排泄物，饲料中的可被吸收利用的营养物质已经失去，排泄的均为难以消化利用的、纯度很高的木质纤维，无氮浸出物（能辅助成型）含量很少，从而导致直接采用牛粪制备生料棒存在成型难度大、能耗高、成型后容易破裂的缺陷，极大的限制了牛粪基机制炭的大规模生产和应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服直接用牛粪制备得到的机制炭生料棒存在成型难度大、能耗高、容易破裂的缺陷，提出了一种牛粪基机制炭生料棒及其制备方法；该生料棒中含有的粘结剂能对牛粪中的木质纤维的进行包覆，从而有利于牛粪的成型，生料棒炭化时不易破裂，成品率高；同时，通过针对性调整成型参数，使牛粪基生料棒成型时能耗更低，有利于牛粪基机制炭的大规模生产和应用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种牛粪基机制炭生料棒，包括以下重量百分比原材料制备而成：95-99%的牛粪和1-5%的粘结剂；所述生料棒的密度为1.3-1.5g/cm3。其中，优选的，所述生料棒包括以下重量百分比原材料制备而成：98%的牛粪和2%的粘结剂；优选的生料棒配比，成型时能耗更低，成本更低，成品率高。其中，所述的粘结剂为无氮浸出物；所述的无氮浸出物能包覆牛粪中的木质纤维，有利于牛粪的成型，能降低牛粪生料棒成型的能耗，降低成型后生料棒的破裂概率，增加成品率；优选的，所述的无氮浸出物为淀粉；淀粉来源广泛，成本低廉。其中，优选的，所述生料棒的密度为1.4g/cm3；优选的生料棒密度制备得到的机制炭综合性能更好，尤其是炭化能耗低，炭化度高，成型时的能耗更低。为了实现上述专利技术目的，更进一步的，本专利技术提供了一种牛粪基机制炭生料棒的制备方法，包括以下步骤：（1）在干燥牛粪中加入粘结剂，混合均匀，得到混合原材料；（2）将混合原材料在温度为210-250℃、压力为0.3-0.5KPa的条件下进行成型处理，得到生料棒。其中，优选的，步骤（1）中所述的干燥牛粪的含水量为8-12%；该含水量，成型更容易，后期炭化耗能更低，得到的机制炭性能更好；最优选的，所述的干燥牛粪的含水量为10%。其中，优选的，步骤（1）中的干燥牛粪的干燥处理方法为：将混合原材料依次通过第一阶段烘干处理、第二阶段烘干处理和第三阶段烘干处理，得到干燥料；优选的干燥方法，干燥时间更短，能耗更低。其中，优选的，所述的第一阶段烘干处理的温度为600～800℃；所述第二阶段烘干处理的温度为200～400℃；所述第三阶段烘干处理的温度为150～200℃。优选的干燥温度，干燥速度更快，干燥时间更短，能耗更低。其中，更优选的，所述第一段烘干处理的温度为700℃；所述第二段烘干处理的温度为300℃；所述第三段烘干处理的温度为170℃；该烘干处理条件，干燥速度快，能耗低。其中，优选的，步骤（3）中成型温度为230℃、压力为0.4KPa；该成型条件下，得到的生料棒密度满足要求，能耗更少。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术生料棒中含有的粘结剂对牛粪中的木质纤维的进行包覆，从而有利于牛粪的成型，能降低生料棒的成型能耗，提高成品率。2、本专利技术生料棒成型时通过针对性调整成型参数，使牛粪基生料棒成型时能耗更低。3本专利技术生料棒的密度大小适中，用于制备机制炭时，炭化更容易，能耗更低，得到的机制炭综合性能更好。4、本专利技术生料棒的制备方法简单、可靠，适合用于牛粪基机制炭的大规模生产。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1（1）将含水量50%的98kg牛粪依次通过温度为700℃的第一阶段烘干处理3min，温度为300℃的第二阶段烘干处理10min和温度为180℃第三阶段烘干处理15min，得到含水量为9.7%的干燥牛粪；在干燥牛粪中加入2kg淀粉，混合均匀，得到混合原材料；（2）将混合原材料在温度为230℃、压力为0.4KPa的条件下进行成型处理，得到生料棒。经统计，采用上述制备方法制备得到的生料棒，密度为1.42g/cm3，能耗成本为19.2元。实施例2（1）在含水量20%的95kg牛粪依次通过温度为650℃的第一阶段烘干处理1min，温度为250℃的第二阶段烘干处理3min和温度为160℃第三阶段烘干处理10min，得到含水量为8.3%干燥牛粪；在干燥牛粪中加入5kg淀粉，混合均匀，得到混合原材料；（2）将混合原材料在温度为210℃、压力为0.5KPa的条件下进行成型处理，得到生料棒。经统计，采用上述制备方法制备得到的生料棒，密度为1.46g/cm3，能耗成本为18.6元。实施例3（1）在含水量40%的99kg牛粪依次通过温度为600℃的第一阶段烘干处理5min，温度为400℃的第二阶段烘干处理6min和温度为150℃第三阶段烘干处理15min，得到含水量为10.6%干牛粪；在干燥牛粪中加入1.0kg瓜尔胶，混合均匀，得到混合原材料；（2）将混合原材料在温度为250℃、压力为0.3KPa的条件下进行成型处理，得到生料棒。经统计，采用上述制备方法制备得到的生料棒，密度为1.38g/cm3，能耗成本为21.1元。实施例4（1）在含水量60%的97kg牛粪依次通过温度为800℃的第一阶段烘干处理5min，温度为400℃的第二阶段烘干处理12min和温度为200℃第三阶段烘干处理18min，得到含水量为11.4%干燥牛粪；在干燥牛粪中加入3.0kg木质素，混合均匀，得到混合原材料；（2）将混合原材料在温度为240℃、压力为0.35KPa的条件下进行成型处理，得到生料棒。经统计，采用上述制备方法制备得到的生料棒，密度为1.35g/cm3，能耗成本为19.7元。对比例1（1）将含水量50%的98kg牛粪依次通过温度为700℃的第一阶段烘干处理3min，温度为300本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牛粪基机制炭生料棒，其特征在于，包括以下重量百分比原材料制备而成：95‑99%的牛粪和1‑5%的粘结剂；所述生料棒的密度为1.3‑1.5g/cm

【技术特征摘要】
1.一种牛粪基机制炭生料棒，其特征在于，包括以下重量百分比原材料制备而成：95-99%的牛粪和1-5%的粘结剂；所述生料棒的密度为1.3-1.5g/cm3；所述的粘结剂为无氮浸出物。2.根据权利要求1所述的生料棒，其特征在于，所述生料棒包括以下重量百分比原材料制备而成：98%的牛粪和2%的粘结剂。3.根据权利要求1所述的生料棒，其特征在于，所述生料棒的密度为1.4g/cm3。4.根据权利要求1所述的生料棒，其特征在于，所述粘结剂为淀粉。5.一种如权利要求1-4任一项所述生料棒的制备方法，其特征在于，（1）在干燥牛粪中加入粘结剂，混合均匀，得到混合原材料；（2）将混合原材料在温度为210-250℃、压力为0.3-0.5KPa的条件下进行成型处理，得到生料棒。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智华，李义，
申请(专利权)人：成都益海环保技术研究院有限合伙，屏山县丰来顺养殖农民专业合作社，
类型：发明
国别省市：四川,51