[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)/低階煤制備固體燃料的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810556291.0
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108865311A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 左海濱;趙駿
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: C10L5/04
• 分類號: C10L5/04;C10L9/00;C10B57/04;C10B53/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明公開了一種生物質(zhì)/低階煤制備固體燃料的方法，主要是采用有機溶劑熱溶解低階煤和生物質(zhì)的混合物，低階煤、生物質(zhì)和有機溶劑的質(zhì)量比為1:(0.3?1):(40?50)。所述工藝步驟如下：將低階煤和生物質(zhì)分別烘干粉碎后攪拌，混合均勻制成原料，然后按照一定的原料/有機溶劑的比例放入高壓反應(yīng)釜中，在壓力0?3MPa、熱解溫度為300?400℃的條件下液化，將產(chǎn)物進行閃蒸，過濾，蒸餾，干燥得到固體燃料；將得到的固體燃料壓制脫模，進行包裝，該燃料運輸方便，易于儲存，燃燒后不易產(chǎn)生氮硫化合物，本發(fā)明中作為生物質(zhì)的玉米稈，松木渣，稻草秸稈，玉米芯，甘蔗渣，杉木渣均為農(nóng)村較為常見的、且量較大的物料，采用上述方法所制得的固體燃料不但制備方法簡單，而且灰分較少，燃燒性也較好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)/低階煤制備固體燃料的工藝，基于生物質(zhì)的高揮發(fā)份和氫碳比，得到燃燒性能好的固體燃料。

背景技術(shù)

煤炭是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎(chǔ)，中國煤炭的基礎(chǔ)儲量占化石能源基礎(chǔ)儲量的96.14％。而低階煤的基礎(chǔ)儲量占煤炭總量的50％左右。因此，未來我國將是最大的低階煤生產(chǎn)和消費的國家。大量的研究表明，煤炭的無序燃燒是造成霧霾，酸雨和煙塵污染的主要原因之一。由于我國未來的能源結(jié)構(gòu)在短時間內(nèi)很難改變，我國還將在很長一段時間依賴煤炭。可以預(yù)見，隨著優(yōu)質(zhì)煤開采殆盡，低階煤將會被大量的開發(fā)和使用。因此，提高低階煤利用效率并最大限度地減少低階煤使用過程排放的污染，成為一個迫切需要攻克的技術(shù)難題。

生物質(zhì)作為一種可再生資源，使用過程中基本不產(chǎn)生任何污染，是一種理想的能源。但由于其具有體積大，質(zhì)量輕，易燃，分布面積廣，收獲具有季節(jié)性等缺點，導(dǎo)致大量的生物質(zhì)在產(chǎn)生過程中被直接焚燒，即污染了空氣也浪費了資源。

由于生物質(zhì)是富氫物質(zhì)，因此利用低階煤與生物質(zhì)共熱解來制取固體燃料，即可以減少煤熱解過程中的氫消耗，降低直接熱解的苛刻度，也可以提高固體燃料中氫碳比，增加產(chǎn)品的熱值。由于固體燃料具有低灰，燃燒性能優(yōu)異，可直接作為具有一定高溫強度和粒度要求的燃料，減少了污染，提高了燃燒效率，降低了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明鑒于上述情況，提供一種以生物質(zhì)和低階煤為原料，制備固體燃料的工藝。用以解決現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)燃料短缺、低階煤利用率低、生物質(zhì)焚燒污染嚴重等問題，有效利用生物質(zhì)資源開發(fā)利用中的難處理物質(zhì)，提供一種以生物質(zhì)和低階煤為原料，生產(chǎn)清潔固體燃料的技術(shù)，包括以下生產(chǎn)步驟：

一種生物質(zhì)/低階煤制備固體燃料的方法，制備步驟如下：

(1)將含灰量為1-10％的生物質(zhì)干燥粉碎至200目以下；

(2)將含灰量為10-25％的低階煤干燥粉碎至100目以下；

(3)將上述煤粉，生物質(zhì)按照一定比例進行混合，高溫高壓下通過有機溶劑熱解得到固體燃料；所述固體燃料由煤和生物質(zhì)中可溶于有機溶劑的成分構(gòu)成，富含有大量的脂肪烴及部分芳香烴。

進一步地，所述固體燃料是指在無氧環(huán)境使用有機溶劑對固定碳含量在57％-77％的低階煤和30％-50％的生物質(zhì)熱溶解，從而得到的可溶成分，以含氮雜環(huán)和多環(huán)芳烴作為有機溶劑，其中，溶出溫度300-400℃，原料和有機溶劑的比例4g/400mL-32g/400mL。

進一步地，所述制備步驟如下：

(1)采用1L高壓反應(yīng)釜作為生物質(zhì)/低階煤和有機溶劑的反應(yīng)容器，將生物質(zhì)和低階煤破碎混合，攪拌均勻配置原料；量取4g-32g原料和400mL有機溶劑加入高壓反應(yīng)釜內(nèi)并使其混合；

(2)向反應(yīng)釜內(nèi)以400mL/min的速率通入高純氮氣以保證釜內(nèi)無氧環(huán)境及保持一定的釜內(nèi)壓力，關(guān)閉出氣口和進氣口，釜內(nèi)初始壓力為0-3Mpa，控制反應(yīng)釜升溫至300-400℃，保溫1h；

(3)整個制備過程采用機械攪拌槳不斷攪拌，確保固液兩相充分接觸。