[發明專利]含有生物質的綠炭的制備方法及制備系統

在審

• 申請號: 201510505312.2
• 申請日: 2015-08-18
• 公開（公告）號: CN105062601A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 李興
• 申請（專利權）人: 李興
• 主分類號: C10L5/04
• 分類號: C10L5/04;C10L5/10;C10L5/12
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 王華

本發明屬于清潔能源領域，具體涉及含有生物質的綠炭的制備方法及制備系統。

背景技術

木炭是木材或木質原料經過不完全燃燒，或者在隔絕空氣的條件下熱解，所殘留的深褐色或黑色多孔固體燃料。是保持木材原來構造和孔內殘留焦油的不純的無定形碳。

蘭炭作為一種新型的炭素材料，以其固定炭高、比電阻高、化學活性高、含灰份低、鋁低、硫低、磷低的特性,以逐步取代冶金焦而廣泛運用于電石、鐵合金、硅鐵、碳化硅等產品的生產，成為一種不可替代的炭素材料。蘭炭(人們也稱半焦、焦炭)，結構為塊狀，粒度一般在3mm以上，顏色呈淺黑色，固定碳>82%，揮發份<4%，灰份<6%，硫<0.3%，水份<10%，比電阻>3500μΩM，粒度：15-25mm、最大不超過30mm。

近年來，法國科研人員在西非的塞內加爾研制出一種木炭的替代品。這種新開發的被稱作“綠炭”的燃料不僅更加環保，而且成本低廉。在西非某些地區的市場上，這種新燃料已經上市銷售，并且推廣速度較快，取得了不錯的效果。綠炭是一種新型的生物燃料，主要是由農作物的廢棄枝葉、家庭中廢棄的蔬菜水果和黏土等物質混合，經過特殊的工藝加工而成。這種燃料的外表呈黑乎乎的小球狀，有些像中國人曾經用過的小煤球。和煤球、木炭等傳統的燃料相比，綠炭的生產效率更高，燃燒時也更清潔，而且是采用可再生的廢棄植物原料制成的。這種創新產品是由法國一家非政府環保組織“國際自然保護組織”開發的。在制作木炭的過程中，炭化程序都是分批完成的。但是把這種程序應用到生物材料上，不論是蘆葦還是稻殼，效率都非常低。經過了14年研發之后，這個組織的研究人員開發出了一種高效的綠炭生產工藝。

現有技術中還有其他處理方法，例如：

（1）專利號為201310201486.0的中國發明公開了一種純生物質燒烤炭及制作方法，所述純生物質燒烤炭按重量份數計算由0-80份竹屑炭粉、0-70份木屑炭粉、20-80份棉桿炭粉、20-25份粘結劑和1-2份硼泥組成，其中粘結劑以羧甲基纖維素：α淀粉：水=0.5:1:5的重量比混合均勻而得。所述制作方法即首先制備木屑炭粉、竹屑炭粉、棉桿炭粉和粘結劑；然后將竹屑炭粉、木屑炭粉和棉桿炭粉混合，再加入硼泥混合攪拌均勻，最后再加入粘結劑充分攪拌均勻后放入成型磨具中壓制，脫模后得到成型炭塊進行干燥至含水率2-5％，即得無毒害、安全環保、易點燃、熱值高的純生物質燒烤炭。其制作方法簡單，原料來源廣，生產成本低的特點。

（2）專利號為201310366277.1的中國發明公開一種生物質新型燃料的生產工藝，其特征在于包括以下步驟：將桉樹皮、樹枝、木薯桿、秸稈、甘蔗葉和松樹枝炭化后制成生物質半成品燃料；生物質半成品燃料粉碎成20目的生物質炭粉；生物質炭粉和生物粘結劑混合后，把水分的重量百分含量調整至20%；攪拌均勻，通過成型擠壓機擠壓成條狀；冷卻后包裝。本發明采用炭化法將農林廢棄物桉樹皮、樹枝、木薯桿、秸稈、甘蔗葉和松樹枝加工成生物質燃料，制成的條狀燃料成品，可適合于工業鍋爐使用，燃燒的發熱量可高達4500~5000大卡，且使用時不產生二氧化硫，具有節能、環保的作用。

發明人結合自己在相關領域多年的實踐經驗，總結了含有生物質的綠炭的制備方法及制備系統。

發明內容

本發明的發明目的是提供一種含有生物質的綠炭的制備方法及制備系統，消除垃圾焚燒廠產生的飛灰對環境的影響的同時，將其進行資源化利用。

為了實現上述發明目的，本發明的技術方案為：一種含有生物質的綠炭的制備方法，包括以下步驟：

(1)將焦炭、蘭炭或機制炭中的一種或一種以上的混合物加工為粒徑8mm~15mm的炭顆粒；將生物質材料加工為粒徑8mm~15mm的生物質顆粒；

(2)將步驟(1)所得炭顆粒、生物質顆粒與粘結劑和水充分混合均勻之后，擠壓成型然后干燥即得所述含有生物質的綠炭。

上述技術方案中，步驟(2)中炭顆粒、生物質顆粒、粘結劑、水的質量比為50~70:10~30:5~10:5~15。

上述技術方案中，所述粘結劑選自但不限于粘土。

上述技術方案中，步驟(2)中采用螺旋擠壓成型機加工炭顆粒、生物質顆粒、粘結劑、水的混合物，所述螺旋擠壓成型機的主要性能參數為：軸向壓縮力大于600kN，壓塊的移動速度為1500~2500mm/min。

上述技術方案中，步驟(2)中，擠壓成型后的綠炭成棒狀，直徑為45~55mm，長度為400~500mm，橫截面為圓形或正六邊形，每根綠炭棒的密度為1~1.4kg/m3。