一种生物质成型燃料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物质成型燃料的制备方法，该方法以水葫芦和褐煤为原料，变废为宝，充分利用水葫芦与褐煤自身优势，互取长短，通过水葫芦自身的高活性，提高褐煤的燃烧活性，褐煤的燃烧稳定性又弥补了水葫芦的燃烧不稳定性，将原料与粘结剂混合后，压制成型制得生物质成型燃料；本发明专利技术方法简单，易操作，扩宽了水葫芦的使用范围，而且制得的型煤成本低、活性高，具有节煤和生物质代煤的双重作用，对保护环境和节约能源有重大意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其是以水葫芦与褐煤粉为原料制备成型燃料的方法，属于生物质能开发利用领域。
技术介绍
水葫芦学名“凤眼莲“，目前已成为世界上危害最严重的水生杂草。水葫芦于20世纪30年代传入我国后已广泛分布于华南、华中和华东地区，尤以云南、四川、湖南、湖北等省最广，给水域带来了极大危害，因此水葫芦的处理引起了人们的极大重视。目前，水葫芦的处理方式多样，主要有化学法、生物法、综合治理、人工打捞。越来越多的科学家认为，适量的水葫芦有利于净化水质，过多的水葫芦则会破坏生态多样性。其实若将水葫芦科学利用和管理，水葫芦也是一种很有潜力的可再生资源。科学家们于80年代就开始研究水葫芦治理利用研究，目前主要有四种利用方式一是发酵转化，；二是利用水葫芦中含有大量氮磷钾的特点，将其制成有机、无机复合肥；三是从中提取营养元素。四是将其进行发酵处理，制取沼气。但是，由于水葫芦富含短纤维，不适宜作肥料和造纸原料，而且水葫芦的纤维、钾和氯的含量高、蛋白质含量低，不易被动物利用。此外，由于生物富集作用，还会对人类造成危害。综上所述，水葫芦的开发利用潜力很大，但是利用还没有形成体系。事实上，由于水葫芦富含纤维，燃烧热值高、点火温度低，燃烧时内部易形成多空结构，便于燃烧时助燃气体的进入，若与一种稳定性能好的燃料配合，则可以相互补助，互取长短，制成一种稳定性好、活性高的固体成型燃料。褐煤又名柴煤，是煤化程度最低的矿产煤。化学反应性强，在空气中容易风化，不易储存和远运，是我国主要的能源之一，随着资源的日益枯竭，大力加强低阶煤的利用，对我国能源高效利用有着重大的意义。我国已探明的褐煤保有储量为1311. 42亿t，约占煤炭保有储量的13%。主要分布在云南、内蒙、东北等地。主要用于发电厂的燃料，也可作化工原料、催化剂载体、吸附剂、净化污水和回收金属等。褐煤含碳量60% 77%，挥发成分大于40%。恒湿无灰基高位发热量约为23. 0-27. 2兆焦/公斤(5500-6500千卡/公斤)。多呈褐色或褐黑色，褐煤水分大，燃点低(270°左右)。此外，褐煤还富含粘土类物质，如高岭土、伊利石、蒙脱石等，这些物质可以增加型煤的稳定性。有研究者比较了褐煤、高挥发分烟煤、无烟煤等的热稳定和热化学性质，发现低阶煤褐煤的单位结合能(Eb/eV=428. 37)相对较大，所以褐煤属于低活性煤，而水葫芦的添加可以弥补这一缺陷，利用水葫芦自身的高活性，可以提高褐煤的燃烧活性，而褐煤的燃烧稳定性又弥补了水葫芦的燃烧不稳定性。而且水葫芦中富含氮、钾等元素，可以作为褐煤催化气话的良好催化剂，从而提高低活性褐煤的燃烧气化活性。
技术实现思路
本专利技术旨在提供，该方法是以水葫芦为生物质原料制备生物质型煤，本方法扩宽了水葫芦的利用范围，实现水葫芦资源化。本专利技术方法通过如下具体方案实现本专利技术目的 (1)将水葫芦在70-100°C干燥5-12h，使其水分含量低于15%，然后粉碎至粒度小于4mm ； (2)将褐煤进行常规粉碎呈粉状并用20-40目筛筛分。(3)将粉碎后的水葫芦15-30质量份与10-15质量份的造纸废液或秸杆粘结剂混合，并搅拌均匀，混合物再与55-75质量份的褐煤混合均匀，最后在120-180°C、30-55MPa条件下用模具压制成型，即得到生物质成型燃料。本专利技术中秸杆粘结剂是将自然干燥后的秸杆，粉碎至粒度为4_6cm，在秸杆中加入质量百分比浓度为1-4%的氢氧化钠溶液，在90°C下搅拌1-1. 5h后冷却备用，其中秸杆和氢氧化钠溶液的混合比例为质量比I :2-5 ;其中秸杆为各种农作物秸杆，如玉米、大蒜、高粱、稻米、小麦等。本专利技术中秸杆干燥后含水率低于30%。本专利技术中造纸废液是来自造纸厂生产中产生的废水，使用时在90°C条件下加热I.5h，冷却备用。生物质型煤的跌落强度测定方法采用GB / T154959规定的方法测定，而热稳定性按照《型煤热稳定性测定方法的研究》中公开的方法。本专利技术的优点和技术效果如下 (1)本专利技术将水葫芦作为生物质型煤的生物质原料，其富含纤维、热值高，点火温度低，燃烧气化时型煤内部易形成“多孔结构”利于燃烧气的进入，提高了燃烧型煤的燃烧气化活性；而且，水葫芦富含多种金属元素，可作为褐煤催化气化的良好催化剂，从而提高低活性褐煤的燃烧气化活性；水葫芦自身的高活性，可以提高褐煤的燃烧活性，而褐煤的燃烧稳定性又弥补了水葫芦的燃烧不稳定性； (2)采用水葫芦制生物型煤可达到治理污染，保护环境，变废为宝的作用，而且成本低廉，扩宽了水葫芦的利用范围，实现水葫芦资源化； (3)本专利技术使用造纸废液以及自制秸杆类粘结剂为粘结剂；在满足型煤所需粘结剂性能的条件下，做到变废为宝，实现了造纸废液和秸杆的资源化； (4)本专利技术制作方法简单，而且制备的产物活性高，强度好。附图说明图I是本专利技术生物质成型燃料的制备方法的流程示意图。具体实施例方式下面通过附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术保护范围不局限于所述内容。实施例I :本生物质成型燃料的制备方法，具体操作如下 (1)将采自昆明滇池的水葫芦在80°c干燥10h，使其水分含量低于15%后，粉碎至粒度小于4mm ； (2)将褐煤粉碎至粒度为20目；(3)将自燃干燥后的玉米秸杆(干燥后含水率为20%)，切成4-6cm间的长条状，在20kg玉米秸杆中加入质量百分比浓度为1%的氢氧化钠溶液100kg，在90°C下搅拌I小时后冷却，即得玉米秸杆粘结剂，备用； (4)将粉碎后的水葫芦30kg与IOkg的玉米秸杆粘结剂混合，并搅拌均匀，混合物再与60kg的褐煤混合均匀，最后在150°C、45MPa条件下用模具压制成型，即得到生物质成型燃料。然后对其热稳定性以及冷强度进行测定，生物质型煤的跌落强度测定方法采用GB / T154959规定的方法测定,而热稳定性按照《型煤热稳定性测定方法的研究》中公开的方法测定，结果见表I。实施例2 :本生物质成型燃料的制备方法，具体操作如下 (1)将采自昆明滇池的水葫芦在100°c干燥5h，使其水分含量低于15%后，粉碎至粒度 小于4mm ； (2)将褐煤粉碎至粒度为30目； (3)将自燃干燥后的高粱秸杆(干燥后含水率为25%)，切成4-6cm间的长条状，在20kg秸杆中加入质量百分比浓度为3%的氢氧化钠溶液40kg，在90°C下搅拌I. 2小时后冷却，即得高粱秸杆粘结剂，备用； (4)将粉碎后的水葫芦23kg与12kg的高粱秸杆粘结剂混合，并搅拌均匀，混合物再与65kg的褐煤混合均匀，最后在120°C、55MPa条件下用模具压制成型，即得到生物质成型燃料。然后对其热稳定性以及冷强度进行测定，生物质型煤的跌落强度测定方法采用GB / T154959规定的方法测定,而热稳定性按照《型煤热稳定性测定方法的研究》中公开的方法测定，结果见表I。实施例3 :本生物质成型燃料的制备方法，具体操作如下 (1)将采自昆明滇池的水葫芦在70°C干燥12h，使其水分含量低于15%后，粉碎至粒度小于4mm ； (2)将褐煤粉碎至粒度为40目； (3)将自燃干燥后的大蒜秸杆(干燥后含水率为10%)，切成4-6cm间的长条状，在30g秸杆中加入质量百分比浓 度为4%的氢氧化钠溶液60本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质成型燃料的制备方法，其特征在于具体操作如下 (1)将水葫芦在70-100°C干燥5-12h，使其水分含量低于15%，然后粉碎至粒度小于4mm ； (2)将褐煤粉碎至粒度为20-40目； (3)将粉碎后的水葫芦15-30质量份与10-15质量份的造纸废液或秸杆粘结剂混合，并搅拌均匀，混合物再与55-75质量份的褐煤混合均匀，最后在120-180°C、30-55MPa条件下成型，即得到生物质成型燃料。2.根据权利要求I所...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿广飞，尹琴，刘玉环，宁平，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：