[發(fā)明專利]用于燃燒的基于秸稈水熱炭的“類煤”成型燃料及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011617360.8 | 申請日： | 2020-12-30 |
| 公開（公告）號： | CN112831361A | 公開（公告）日： | 2021-05-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張新雁;王文龍;劉賢;孫成功 | 申請（專利權(quán)）人： | 山東大學(xué) |
| 主分類號： | C10L5/44 | 分類號： | C10L5/44;C10B53/02 |
| 代理公司： | 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221 | 代理人： | 張曉鵬 |
| 地址： | 250061 山東*** | 國省代碼： | 山東;37 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 燃燒 基于 秸稈 水熱炭 類煤 成型 燃料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種用于燃燒的基于秸稈水熱炭的“類煤”成型燃料及其制備方法，包括如下步驟：將秸稈粉碎后進(jìn)行水熱炭化，水熱炭化的溫度為220?240℃，水熱炭化時間為20?30min，水熱炭化過程中水循環(huán)2?3次。最佳工藝條件：水熱炭化溫度為231℃，水熱炭化時間為25min，水熱炭化過程水循環(huán)2或3次，水熱炭成型水分含量為10?15％，成型壓力為130MPa。秸稈水熱炭成型顆粒特性：灰分含量為2.11％，揮發(fā)分含量為78.63％，高位熱值為21.03MJ/kg(此數(shù)值接近煤的燃燒熱值)、綜合燃燒特性指數(shù)為9.55％2/(K3·min2)、抗?jié)B水性為10.24％、抗壓強(qiáng)度為6.04MPa、成型能耗為8.92J/g。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及生物質(zhì)秸稈燃料化利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于燃燒的基于秸稈水熱炭的“類煤”成型燃料及其制備方法。
背景技術(shù)
公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
生物質(zhì)秸稈的主要成分為木質(zhì)纖維素，具有數(shù)量大、分布廣泛、可再生性強(qiáng)和低污染等特點(diǎn)。但是大部分生物質(zhì)秸稈沒有得到充分合理的利用，如玉米秸稈少部分作為取暖做飯的材料或動物食用的粗飼料，大部分被用作田地的肥料或就地焚燒。
目前，部分秸稈被炭化制備生物炭用于吸附劑、固態(tài)燃料或土壤改良劑，但是受限于炭化工藝，制備得到的生物炭的燃燒特性、成型特性、疏水性以及穩(wěn)定性等性能較差，表現(xiàn)為在高濕或遇水的情況下容易松散穩(wěn)定性差，影響運(yùn)輸和儲存的同時還易導(dǎo)致微生物活動而引起內(nèi)部的腐敗或自燃或污染氣體的排放等問題，從而不利于其作為固態(tài)燃料的燃燒和運(yùn)輸，進(jìn)而限制了秸稈生物炭作為固態(tài)燃料的應(yīng)用范圍。
此外，水熱炭化后會產(chǎn)生較多的液體副產(chǎn)物，其中的高價值組分未得到充分利用；且液體副產(chǎn)物的處理較困難，提高了秸稈炭化的生產(chǎn)成本；水熱炭化持續(xù)使用新鮮水，還會造成水資源的浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于燃燒的基于秸稈水熱炭的“類煤”成型燃料及其制備方法。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的以下一個或多個實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：
第一方面，本發(fā)明提供一種用于燃燒的基于秸稈水熱炭的“類煤”成型燃料制備方法，包括如下步驟：
將秸稈粉碎后進(jìn)行水熱炭化，水熱炭化的溫度為220-240℃，水熱炭化時間為20-30min，水熱炭化過程中水循環(huán)2-3次。
第二方面，本發(fā)明提供所述制備方法制備得到的用于燃燒的基于秸稈水熱炭的“類煤”成型燃料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的以上實(shí)施例的有益效果為：
1、采用單因素和響應(yīng)面實(shí)驗設(shè)計優(yōu)化出了使秸稈水熱炭成型燃料達(dá)到最優(yōu)特性的最佳工藝條件：水熱炭化溫度為231℃，水熱炭化時間為25min，水熱炭化過程水循環(huán)2或3次，水熱炭成型水分含量為10-15％，成型壓力為130MPa。
2、最優(yōu)工藝條件下秸稈水熱炭成型顆粒特性：灰分含量為2.11％，揮發(fā)分含量為78.63％，高位熱值為21.03MJ/kg(此數(shù)值接近煤的燃燒熱值)、綜合燃燒特性指數(shù)為9.55％2/(K3·min2)、抗?jié)B水性為10.24％、抗壓強(qiáng)度為6.04MPa、成型能耗為8.92J/g。與秸稈成型顆粒相比，熱值增加了約21％，灰分含量降低了約63％，綜合燃燒特性指數(shù)增加了約25％。與不進(jìn)行水循環(huán)相比，水循環(huán)后水熱炭質(zhì)量產(chǎn)率增加了約15％、能量產(chǎn)率增加了約18％。
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