[發明專利]一種生物質成型燃料的制備方法

無效

• 申請號: 201210223069.1
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN102703153A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 瞿廣飛;尹琴;劉玉環;寧平
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C10L5/10
• 分類號: C10L5/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種生物質成型燃料的制備方法，尤其是以水葫蘆與褐煤粉為原料制備成型燃料的方法，屬于生物質能開發利用領域。

背景技術

????水葫蘆學名“鳳眼蓮“，目前已成為世界上危害最嚴重的水生雜草。水葫蘆于20世紀30年代傳入我國后已廣泛分布于華南、華中和華東地區，尤以云南、四川、湖南、湖北等省最廣，給水域帶來了極大危害，因此水葫蘆的處理引起了人們的極大重視。

????目前，水葫蘆的處理方式多樣，主要有化學法、生物法、綜合治理、人工打撈。越來越多的科學家認為，適量的水葫蘆有利于凈化水質，過多的水葫蘆則會破壞生態多樣性。其實若將水葫蘆科學利用和管理，水葫蘆也是一種很有潛力的可再生資源。科學家們于80年代就開始研究水葫蘆治理利用研究，目前主要有四種利用方式：一是發酵轉化，；二是利用水葫蘆中含有大量氮磷鉀的特點，將其制成有機、無機復合肥；三是從中提取營養元素。四是將其進行發酵處理，制取沼氣。但是，由于水葫蘆富含短纖維，不適宜作肥料和造紙原料，而且水葫蘆的纖維、鉀和氯的含量高、蛋白質含量低，不易被動物利用。此外，由于生物富集作用，還會對人類造成危害。

綜上所述，水葫蘆的開發利用潛力很大，但是利用還沒有形成體系。事實上，由于水葫蘆富含纖維，燃燒熱值高、點火溫度低，燃燒時內部易形成多空結構，便于燃燒時助燃氣體的進入，若與一種穩定性能好的燃料配合，則可以相互補助，互取長短，制成一種穩定性好、活性高的固體成型燃料。

褐煤又名柴煤，是煤化程度最低的礦產煤。化學反應性強，在空氣中容易風化，不易儲存和遠運，是我國主要的能源之一，隨著資源的日益枯竭，大力加強低階煤的利用，對我國能源高效利用有著重大的意義。我國已探明的褐煤保有儲量為1311.?42?億t，約占煤炭保有儲量的13%。主要分布在云南、內蒙、東北等地。主要用于發電廠的燃料，也可作化工原料、催化劑載體、吸附劑、凈化污水和回收金屬等。褐煤含碳量60%～77%，揮發成分大于40%。恒濕無灰基高位發熱量約為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，燃點低（270°左右）。此外，褐煤還富含粘土類物質，如高嶺土、伊利石、蒙脫石等，這些物質可以增加型煤的穩定性。有研究者比較了褐煤、高揮發分煙煤、無煙煤等的熱穩定和熱化學性質，發現低階煤褐煤的單位結合能（E_b/eV=428.37）相對較大，所以褐煤屬于低活性煤，而水葫蘆的添加可以彌補這一缺陷，利用水葫蘆自身的高活性，可以提高褐煤的燃燒活性，而褐煤的燃燒穩定性又彌補了水葫蘆的燃燒不穩定性。而且水葫蘆中富含氮、鉀等元素，可以作為褐煤催化氣話的良好催化劑，從而提高低活性褐煤的燃燒氣化活性。

發明內容

????本發明旨在提供一種生物質成型燃料的制備方法，該方法是以水葫蘆為生物質原料制備生物質型煤，本方法擴寬了水葫蘆的利用范圍，實現水葫蘆資源化。

本發明方法通過如下具體方案實現本發明目的：

（1）將水葫蘆在70-100℃干燥5-12h，使其水分含量低于15%，然后粉碎至粒度小于4mm；

（2）將褐煤進行常規粉碎呈粉狀并用20-40目篩篩分。

（3）將粉碎后的水葫蘆15-30質量份與10-15質量份的造紙廢液或秸稈粘結劑混合，并攪拌均勻，混合物再與55-75質量份的褐煤混合均勻，最后在120-180℃、30-55MPa條件下用模具壓制成型，即得到生物質成型燃料。

本發明中秸稈粘結劑是將自然干燥后的秸稈，粉碎至粒度為4-6cm，在秸稈中加入質量百分比濃度為1-4%的氫氧化鈉溶液，在90℃下攪拌1-1.5h后冷卻備用，其中秸稈和氫氧化鈉溶液的混合比例為質量比1：2-5；其中秸稈為各種農作物秸稈，如玉米、大蒜、高粱、稻米、小麥等。

本發明中秸稈干燥后含水率低于30%。

本發明中造紙廢液是來自造紙廠生產中產生的廢水，使用時在90℃條件下加熱1.5h，冷卻備用。

生物質型煤的跌落強度測定方法采用GB／T154959規定的方法測定，而熱穩定性按照《型煤熱穩定性測定方法的研究》中公開的方法。

本發明的優點和技術效果如下：