[發(fā)明專利]一種清潔生物質(zhì)型煤的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010102681.8
• 申請(qǐng)日: 2020-02-19
• 公開（公告）號(hào): CN111253988A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李浩;孫天逸;吳圓圓;馬悠然;黃浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C10L5/16
• 分類號(hào): C10L5/16;C10L5/44;C10L9/10
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發(fā)明為一種清潔生物質(zhì)型煤的制備方法。該方法包括以下步驟：將煤、生物質(zhì)和粘結(jié)劑混合，然后在105～115℃干燥9～11h，取出，在9～11MPa壓力下壓片，100～110℃干燥1～2h，即得生物質(zhì)型煤；其中，質(zhì)量比為煤：生物質(zhì):粘結(jié)劑＝4～8：1～3：1～3；生物質(zhì)的粒度為過(guò)50～70目篩；所述的粘結(jié)劑為生物焦油；所述的生物質(zhì)為木屑。本發(fā)明一方面可解決廢棄生物焦油、木屑的處理，另一方面改善煤的性能同時(shí)減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)了能量的再次利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)資源利用領(lǐng)域和能源化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以農(nóng)林廢棄生物質(zhì)為原料的清潔生物質(zhì)型煤及其制備技術(shù)。

背景技術(shù)

我國(guó)是富煤、貧油、少氣的國(guó)家，因此煤炭作為主體能源的地位短時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生改變，而在實(shí)際生產(chǎn)中，粉煤產(chǎn)量巨大且得不到高效利用。因此為了有效利用低變質(zhì)粉煤，以高效、清潔為宗旨的粉煤成型技術(shù)勢(shì)在必行。生物質(zhì)資源來(lái)源廣，可再生，無(wú)二次污染且價(jià)格低廉。當(dāng)煤、石油、天然氣等化石能源都消失殆盡的時(shí)候，生物質(zhì)能源顯得尤為重要。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者以生物質(zhì)為粘結(jié)劑制備型煤(粉煤成型的產(chǎn)品稱型煤)，取得一定研究成果。

肖雷等發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)中的木質(zhì)素部分溶解并與粉煤粘結(jié)，提高了生物質(zhì)型煤的強(qiáng)度。郭振坤等對(duì)淀粉粘結(jié)劑在型煤中的影響進(jìn)行研究，結(jié)果表明，NaOH溶液改性淀粉更有利于型煤成型，但使用NaOH不僅會(huì)增加操作費(fèi)用，而且使用后的NaOH如果直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重堿污染，那進(jìn)行處理則需要另外增加工藝流程及設(shè)備，這樣并未踐行了綠色節(jié)能的初衷。

無(wú)機(jī)粘結(jié)劑如粘土自身存在低熱值的明顯缺點(diǎn)；有機(jī)粘結(jié)劑如瀝青，腐殖酸鈉。雖然具有高熱值，但熱穩(wěn)定性較差。瀝青被普遍認(rèn)為其粘結(jié)效果良好，但依舊存在環(huán)境污染問(wèn)題。腐殖酸鈉使用時(shí)需加熱熔化，具有刺激性，易造成二次污染，且鈉離子對(duì)土壤有害；復(fù)合粘結(jié)劑可充分發(fā)揮各種粘結(jié)劑的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)單一粘結(jié)劑的不足，但這方面的研究較少。生物質(zhì)和工農(nóng)業(yè)廢料來(lái)源廣泛且具有良好的粘結(jié)性和對(duì)環(huán)境污染小的特性，而引起廣泛的關(guān)注，是型煤粘結(jié)劑的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)當(dāng)前技術(shù)存在的不足，提供一種清潔生物質(zhì)型煤的制備方法。該方法使用生物焦油作為粘結(jié)劑，使用生物質(zhì)木屑與煤粉進(jìn)行混合，得到具有高效清潔的生物質(zhì)型煤。生物質(zhì)熱解氣化過(guò)程中不可避免地都會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物生物焦油，若使生物焦油參與到生物質(zhì)型煤的制備中，一方面可解決廢棄生物焦油的處理，另一方面也實(shí)現(xiàn)了能量的再次利用。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種生物質(zhì)型煤的制備方法，該方法包括以下步驟：

將煤、生物質(zhì)和粘結(jié)劑混合，然后在105～115℃干燥9～11h，取出，在9～11MPa壓力下壓片，100～110℃干燥1～2h，即得生物質(zhì)型煤；

其中，質(zhì)量比為煤：生物質(zhì):粘結(jié)劑＝4～8：1～3：1～3；生物質(zhì)的粒度為過(guò)50～70目篩；

所述的粘結(jié)劑為生物焦油；

所述的生物質(zhì)為木屑。

本發(fā)明的有益效果為：

生物質(zhì)型煤松弛比降低，抗壓強(qiáng)度增加，跌落強(qiáng)度增加，相較于無(wú)煙煤具有優(yōu)良的性能。生物質(zhì)型煤相較于無(wú)煙煤在燃燒特性，可燃性，著火穩(wěn)燃性上都優(yōu)于無(wú)煙煤，燃燒性能較好。生物質(zhì)型煤相較于無(wú)煙煤著火點(diǎn)降低，最小點(diǎn)火能降低，易點(diǎn)燃，生物質(zhì)型煤更節(jié)約能源。

本發(fā)明使用新型粘結(jié)劑生物焦油制備的生物質(zhì)型煤，分子之間結(jié)合緊密，具有高效清潔的特點(diǎn)。生物質(zhì)是農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)物，主要包括農(nóng)作物的秸稈、木屑等，原料成本較低且易得到。本發(fā)明使用以生物質(zhì)型煤為突破口的潔凈煤技術(shù)，有利于改善型煤著火性能同時(shí)減少環(huán)境污染，把生物質(zhì)從無(wú)用甚至有害的固廢物轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵏咝У木G色能源，有利于解決中國(guó)煤煙型環(huán)境污染和能源利用率低等問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

附圖說(shuō)明