[發明專利]一種黧蒴栲木屑顆粒燃料的預處理方法

在審

• 申請號: 201810505368.1
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108690674A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 馬艷敏
• 申請（專利權）人: 安徽省齊崗農業發展有限公司第一分公司
• 主分類號: C10L5/44
• 分類號: C10L5/44
• 代理公司: 合肥廣源知識產權代理事務所(普通合伙) 34129
• 代理人: 宋宇晴

本發明屬于生物質顆粒燃料技術領域，具體涉及一種黧蒴栲木屑顆粒燃料的預處理方法，包括微波處理、γ?射線輻照源輻照處理和發酵處理。本發明相比現有技術具有以下優點：本發明中微波和輻照處理，纖維中分子發生交聯和斷裂反應，在固態發酵時，微生物容易進入木屑內部，能夠在較短時間內有效降解半纖維素，木屑仍保持完整的木質素的纖維結構，同時富含腐殖質和小分子物質，在顆粒燃料成型過程中，玻璃化的木質素流動性高，被擠壓進行重新排列位置，使離子更緊密的粘結在一起，提高成型顆粒燃料的密度，由于預處理過程中纖維素和木質纖維的降解和重新鍵合作用，能增強顆粒燃料的強度，并降低其吸水性，更容易貯存和運輸。

技術領域

本發明屬于生物質顆粒燃料技術領域，具體涉及一種黧蒴栲木屑顆粒燃料的預處理方法。

背景技術

生物質成型是利用溫度、壓力和粘結劑等將各類原本松散細碎的生物質廢物壓制成棒狀、塊狀或顆粒狀成型燃料的技術，目前，我國制備生物質燃料的主要原料是木屑，木屑中的纖維成分是實現成型過程的主要因素，在適宜的壓力和溫度作用下，木質素發生玻璃態狀化，具有粘性，并易被擠壓進入由纖維素纖絲組成的“框架”中，物料微粒之間產生的氫鍵和“固體搭橋”作用促進了“鋼筋混凝土”結構的構成，使成型燃料具有一定的形態和強度，纏繞的半纖維素也使成型燃料具有一定的韌性，成型燃料的儲運成本是散裝木屑的4-7倍，能擴大成型燃料的時空應用范圍，同時，成型燃料具有燃燒性能穩定、燃燒中的黑煙、飛灰、NOx和Sox的排放量低的特點，是目前發展較為迅速的生物質利用方式之一，然而，生物質中的半纖維素富含親水性的羥基，容易吸水而降低成型燃料的熱值，并加速微生物的反應，微生物活動會導致降解氣體的生成和成型燃料的破碎，危害操作工人的身體健康，甚至引發自燃或爆炸事故，在《固態發酵預處理木屑對其制備成型燃料的影響》一文中給出，為了解決生物質成型產業存在的成型燃料密度低、強度低、抗吸水能力差、不耐存儲等問題，采用黃孢原毛平革菌對黧蒴栲木屑進行固態發酵預處理，固態發酵木屑在含水率15%和最大壓強98MPa的條件下制備成型條件，以成型能耗、成型燃料密度、顆粒強度和吸水性等表征發酵時間對黧蒴栲木屑成型行為及成形燃燒性能的影響；與由新鮮黧蒴栲木屑制備的成型燃料相比，燃燒熱值基本不變，其擠壓能耗升高、推動能耗降低，燃料密度、顆粒強度和抗吸水能力均有所提高，儲存過程中品質保持度較好，此時固態發酵時間為48天左右、成型溫度為150℃，而由現有技術已知，隨著發酵時間的延長，木屑中腐殖質的產生率和木質纖維素的降解率均會降低，而且也大大延長了生物質顆粒燃料的制備時間，降低了生產效率，因此，需要對如何在縮短發酵時間的基礎上提高生物質顆粒燃料的性能進行研究。

發明內容

本發明的目的是針對現有的問題，提供了一種黧蒴栲木屑顆粒燃料的預處理方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種黧蒴栲木屑顆粒燃料的預處理方法，包括以下內容：

（1）采集直徑小于2cm的黧蒴栲枝條，用清水洗凈，然后在氣壓為45-55kPa的微波場中，控制微波功率為300-400W，至含水量低于10%后，粉碎過40目篩，得到黧蒴栲粉料，以200-300g/袋裝入密封袋中備用；

（2）將裝有黧蒴栲粉料的密封袋在輻射劑量為120-130kGy的條件下，進行γ-射線輻照源輻照處理，輻照時間為2-4分鐘，得到輻照料，輻照料在低于10℃的避光條件下備用；

（3）活化菌種，得到濃度為2.0×10⁶個/mL的孢子懸液，在發酵槽中加入備用的輻照料，然后加入液體基質和吐溫80配制成含水率為85%的固態培養基，所述吐溫80的用量為輻照料重量的2%，滅菌后，加入相當于固態培養基0.8%的孢子懸液，在溫度為38℃的條件下發酵14天，得到發酵料備用；

每升所述液體基質含以下組分：磷酸二氫鉀1g、六水氯化鈷0.12g、二水鉬酸鈉0.01g、七水硫酸鋅0.1g、氯化鈣0.06g、五水硫酸銅0.01g、水楊酸0.2g、二水檸檬酸三鈉0.1g、十二水合硫酸鋁鉀0.01g、七水硫酸鎂3g、硼酸0.01g、乙酸0.01g、干酪素0.1g；