一种防潮高能生物质颗粒燃料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防潮高能生物质颗粒燃料的制备方法，本发明专利技术属于生物质燃料技术领域，本发明专利技术利用活性污泥对生物质原料植物秸秆粉等进行水热处理，再利用消化污泥定位合成含能高分子，各组分混合后制粒将生物质能源活性污泥、硝化化污泥、植物秸秆粉进行有机结合使用，所生产出的生物质颗粒燃料粘结度好，高热能值，燃烧效率高，燃烧污染小，有利于生态环境的建设，适当加入一些木炭渣粉，可以增强燃烧效果，提高燃烧的热值，而且在燃料的包括硝化污泥、活化剂、聚乙二醇硝酸酯等各种原料的组合搭配，可以有利于燃料的存储，避免燃料受潮、回潮，进而提高其燃烧质量，同时避免了燃料受潮而导致燃烧热能值差的问题。

A preparation method of moisture-proof high energy biomass pellet fuel

【技术实现步骤摘要】
一种防潮高能生物质颗粒燃料的制备方法
本专利技术属于生物质燃料领域，具体涉及一种防潮高能生物质颗粒燃料的制备方法。
技术介绍
能源与人类持续生存发展、社会经济文化的建设发展和地球生物圈的健康繁荣是密不可分的。目前,人类主要通过开采石油、天然气和煤等一次性化石燃料作为能源供给,这些能源一方面面临资源枯竭问题,另一方面,在利用的过程中还会引起全球气候和自然条件的改变、环境严重污染、生态及其生态系统平衡破坏等问题,而氢气作为没有污染的可持续供给的能源正逐渐被科学家们和社会所认可。活性污泥是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称,是一种好氧生物处理物质,主要用来处理污废水。活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链,其中微生物群体主要包括细菌、原生动物和藻类等。传统的物理机械混合法制备高能燃料普遍存在原料供给不足、环境污染严重、副产物多、过程安全性差的问题。生物合成技术能够克服传统的物理机械混合法技术所存在的缺点，是高能燃料制备领域技术变革的共性迫切需求，传统的高能染料制备技术通常是以石油、天然气、煤及其衍生产品为原料采进行生产，在世界特别是我国不可再生石化资源短缺的情况下，高能燃料供给及稳定性方面存在安全性问题和性问题，虽然石化燃料现在仍在经济发展中属于主导产品，但是它却面对耗用能源量大，二氧化碳、二氧化硫、烟尘、氧化物等污染物排放量大的现状，极不利于可持续发展战略。绿色生物质燃料作为新兴技术，是高能燃料制备领域技术变革的共性迫切需求，它使用葡萄糖、木糖等碳水化合物作为原料，是生物质可再生资源，地球上每年制造量巨大，对解决我国资源短缺的问题具有战略意义，从上世纪中后期，受石油危机的影响和社会可持续发展对能源和环境保护的需要，世界广泛兴起了对可再生能源的利用的热潮。新型的生物再生能源迅速发展，但目前的生物质颗易受潮，不仅增加重量，影响燃烧效果，还容易因为生物质原料的原因，发生霉变，而且目前生物质燃料普遍热值低，易结渣，本领域技术人员亟待开发出新型的防潮高能生物质燃料。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种防潮高能生物质颗粒燃料的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：步骤一、改性活性污泥的水热处理：按重量份数计，向82~93份改性活性污泥中加水，使其含水率为67.3~71.2%，并将植物秸秆粉115~138份和乙二胺二邻苯基大乙酸钠2.1~5.4份粉碎至300~400目，将木炭渣粉22~31份粉碎至100~300目，配制质量分数为2~5%的食用碱水15~20份备用；将粉碎后的植物秸秆粉和乙二胺二邻苯基大乙酸钠混合物与食用碱水混合均匀，堆积6~10h后得到混合物A；将混合物A与得到的改性活性污泥和木炭渣粉、活性剂混合均匀，然后在搅拌的同时微波水热釜内180~200℃加热1.5~2h后降温，当降温到100~105℃后，再保温0.5~0.8h，冷却后得到水热处理的混合物B，其中微波加热频率为2400~2500MHz；步骤二、消化污泥的固定转化取性质稳定的亚硝化污泥100~115份，置于膜生物反应釜器中，在pH为7.1~7.6，DO为0.4~0.6mg/L、温度为16-20℃、氨氮浓度160~180mg/L的厌氧条件的条件下，进行1~2周期，每个周期2~4h/天，后出水过滤物于4000~5000r/min离心2~10分钟，取固体于20~30℃真空干燥箱中阴干，得到含水在16~20％的硝化污泥，再置于球磨机中研磨成40~100目粉末状的细碎颗粒，在加入丙酮中，使硝化污泥与丙酮的重量比为1∶2~5，置于高速混合机内并充分混匀；对混匀的样品进行超声波处理，超声波的工作频率为20~30kHz，处理时间为4~8分钟后，置于20~25℃恒温水浴反应釜中，加入水浴振荡时间20~30分钟后，震荡频率为150~180次/分钟，再在pH为7.5~8.2，DO为0.6~0.8mg/L、温度为20~23℃、氨氮浓度235~250mg/L的厌氧条件的条件下，进行1~2周期，每个周期1~2h/天，反应结束后收集收集污泥剩余物，晾干即可得到含能聚羟基脂肪酸酯活性污泥混合物；步骤三、防潮高能生物质颗粒燃料的制备将步骤一得到的水热处理的混合物B、步骤二得到的含能聚羟基脂肪酸酯活性污泥混合物和聚乙二醇硝酸酯按照重量比例2~5∶1∶0.01均匀混合，制粒即得防潮高能生物质颗粒燃料。进一步的，步骤（1）中改性活性污泥为经过碱催化改性处理的活性污泥，具体改性方法为:将在沉淀池中沉淀下来的生物活性污泥取出，再对取出的生物活性污泥进行阴干脱水处理，使脱水后的活性污泥含水率为48.5~52.5%后加入占活性污泥总重量百分比为2~5%的生石灰，搅拌均匀，然后在氮气气氛下高温反应炉中再进行陈化、干馏和活化处理，使部分生物有机物得到挥发，活性污泥碱化热解后即得，陈化温度为120~150℃在315nm紫外老化箱中陈化50~100min，干馏温度为310~400℃，干馏时间为5~15min，活化为通入醋酸蒸汽活化，活化温度为200~350℃，活化时间为10~15min，所述醋酸蒸汽的温度为230~280℃，醋酸蒸汽中醋酸的质量浓度为5~10％。进一步的，步骤一所述活性剂由二茂铁20~28份、十二烷基苯磺酸钠1.5~2.1份、甘油1.5~1.8份、柠檬酸钠10~13份组成。进一步的，所述步骤二所述硝化污泥的亚硝酸盐积累率为49~55％。进一步的，所述步骤三所述聚乙二醇硝酸酯为聚乙二醇在硝酸和乙醚的混合物中通过硝化反应而得，硝化基团含量占比为5~10%，相对分子质量为1000~20000。进一步的，所述步骤一所述植物秸秆粉为龟甲龙茎部粉、龙骨粉、长叶旱生草、花生秸秆中的一种或多种。本专利技术的有益效果：以水热处理和乙二胺二邻苯基大乙酸钠的改性活性污泥作为基体材料，采用水热法，以黏结性较强的活性污泥为原料，其不仅含蛋白质、脂肪和多糖等有机物,具有良好的黏结性能,又有不错的热值。以脱水活性污泥作为黏结剂可以题高颗粒燃料的强度,使污泥在高温气化炉内被处理,不仅防止了污染,而且污泥也是一种疏松剂,可改善颗粒燃料的孔率结构,提高型燃料的气化反应性,降低灰渣中的残炭。而且活性污泥是一种含大量有机物的材料,挥发组分含量较高,在高温加热下挥发组分迅速分解逸出,致使颗粒燃料形成良好的疏松结构,增加了颗粒燃料的孔率和内表面,大大提高其气化活性；植物秸秆粉中富含植物甾醇、氨基酸、黄酮类化合物、多糖等生物活性物质。植物甾醇包括谷甾醇,菜油甾醇、菜籽甾醇等,甾醇类物质属于低极性化合物,氨基酸作为蛋白质的基本组成单位,直能清除自由基，抗霉菌、抗病毒、抗菌的作用,笋液中含有丰富的氨基酸、多糖和黄酮糖苷等水溶性成分具有抗老化性，间接提高了颗粒燃料的燃烧性能和防潮性能，根据截留量控制的膜生物反应釜器中进行分离、分级和提纯，在厌氧条件下定向合成含能高分子的聚羟基脂肪酸酯活性污泥混合物。来源于稳定消化污泥的氨氮得到生物活性处理，且提供可燃烧的聚羟基脂肪酸酯活性污泥混合物，而且由于长链高分子化合物的定位生物合成，极大的提高了的的防水性能，而聚乙二醇硝酸酯的少量引入，与生物质燃料颗粒有着很好的相容性，因其存在分子极性，间接提高了颗粒燃料的防水性，更是一种助燃剂，促进颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防潮高能生物质颗粒燃料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、改性活性污泥的水热处理：按重量份数计，向82~93份改性活性污泥中加水，使其含水率为67.3~71.2%，并将植物秸秆粉115~138份和乙二胺二邻苯基大乙酸钠2.1~5.4份粉碎至300~400目，将木炭渣粉22~31份粉碎至100~300目，配制质量分数为2~5%的食用碱水15~20份备用；将粉碎后的植物秸秆粉和乙二胺二邻苯基大乙酸钠混合物与食用碱水混合均匀，堆积6~10h后得到混合物A；将混合物A与得到的改性活性污泥和木炭渣粉、活性剂混合均匀，然后在搅拌的同时微波水热釜内180~200℃加热1.5~2h后降温，当降温到100~105℃后，再保温0.5~0.8h，冷却后得到水热处理的混合物B，其中微波加热频率为2400~2500MHz；步骤二、消化污泥的固定转化取性质稳定的亚硝化污泥100~115份，置于膜生物反应釜器中，在pH为7.1~7.6，DO为0.4~0.6mg/L、温度为16‑20℃、氨氮浓度160~180mg/L的厌氧条件的条件下，进行1~2周期，每个周期2~4h/天，后出水过滤物于 4000~5000r/min离心2~10分钟，取固体于20~30℃真空干燥箱中阴干，得到含水在16~20％的硝化污泥，再置于球磨机中研磨成40~100目粉末状的细碎颗粒，在加入丙酮中，使硝化污泥与丙酮的重量比为1∶2~5，置于高速混合机内并充分混匀；对混匀的样品进行超声波处理，超声波的工作频率为20~30kHz，处理时间为4~8分钟后，置于20~25℃恒温水浴反应釜中，加入水浴振荡时间20~30分钟后，震荡频率为150~180次/分钟，再在pH为7.5~8.2，DO为0.6~0.8mg/L、温度为20~23℃、氨氮浓度235~250mg/L的厌氧条件的条件下，进行1~2周期，每个周期1~2h/天，反应结束后收集收集污泥剩余物，晾干即可得到含能聚羟基脂肪酸酯活性污泥混合物；步骤三、防潮高能生物质颗粒燃料的制备将步骤一得到的水热处理的混合物B、步骤二得到的含能聚羟基脂肪酸酯活性污泥混合物和聚乙二醇硝酸酯按照重量比例2~5∶1∶0.01均匀混合，制粒即得防潮高能生物质颗粒燃料。...

【技术特征摘要】
1.一种防潮高能生物质颗粒燃料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、改性活性污泥的水热处理：按重量份数计，向82~93份改性活性污泥中加水，使其含水率为67.3~71.2%，并将植物秸秆粉115~138份和乙二胺二邻苯基大乙酸钠2.1~5.4份粉碎至300~400目，将木炭渣粉22~31份粉碎至100~300目，配制质量分数为2~5%的食用碱水15~20份备用；将粉碎后的植物秸秆粉和乙二胺二邻苯基大乙酸钠混合物与食用碱水混合均匀，堆积6~10h后得到混合物A；将混合物A与得到的改性活性污泥和木炭渣粉、活性剂混合均匀，然后在搅拌的同时微波水热釜内180~200℃加热1.5~2h后降温，当降温到100~105℃后，再保温0.5~0.8h，冷却后得到水热处理的混合物B，其中微波加热频率为2400~2500MHz；步骤二、消化污泥的固定转化取性质稳定的亚硝化污泥100~115份，置于膜生物反应釜器中，在pH为7.1~7.6，DO为0.4~0.6mg/L、温度为16-20℃、氨氮浓度160~180mg/L的厌氧条件的条件下，进行1~2周期，每个周期2~4h/天，后出水过滤物于4000~5000r/min离心2~10分钟，取固体于20~30℃真空干燥箱中阴干，得到含水在16~20％的硝化污泥，再置于球磨机中研磨成40~100目粉末状的细碎颗粒，在加入丙酮中，使硝化污泥与丙酮的重量比为1∶2~5，置于高速混合机内并充分混匀；对混匀的样品进行超声波处理，超声波的工作频率为20~30kHz，处理时间为4~8分钟后，置于20~25℃恒温水浴反应釜中，加入水浴振荡时间20~30分钟后，震荡频率为150~180次/分钟，再在pH为7.5~8.2，DO为0.6~0.8mg/L、温度为20~23℃、氨氮浓度235~250mg/L的厌氧条件的条件下，进行1~2周期，每个周期1~2h/天，反应结束后收集收集污泥剩余物，晾干即可得到含能聚羟基...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡辉，郑洋，崔涛，孟伟，
申请(专利权)人：安徽杰沃循环农业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34