專利名稱：型煤粘結(jié)劑和生物質(zhì)型煤及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種以木薯渣為型煤粘結(jié)劑和生物質(zhì)型煤及制備方法。
背景技術(shù)：
我國是世界上淀粉生產(chǎn)大國，年產(chǎn)淀粉600萬噸以上。目前我國淀粉產(chǎn)量僅次于美國居世界第二位，其中木薯淀粉約占10%左右。淀粉產(chǎn)業(yè)一直是我國木薯產(chǎn)業(yè)的重要產(chǎn)業(yè)鏈之一，而木薯加工生產(chǎn)淀粉后會(huì)產(chǎn)生大量的廢料木薯渣。木薯渣主要由木薯外部褐色的皮，內(nèi)部的薄壁組織和大部分有毒的氰苷類物質(zhì)組成，木質(zhì)粗纖維素含量較高，還含有少量的淀粉和粗蛋白。以一個(gè)年產(chǎn)3萬噸淀粉的企業(yè)為例，每年約產(chǎn)生6萬噸的濕木薯渣， 需配套占地15畝的渣池，高峰時(shí)需要堆積3萬噸的濕渣。長期存放導(dǎo)致木薯渣發(fā)酵腐敗， 臭氣彌漫，不僅使木薯原料利用率低下，還占用寶貴的土地資源，并給周邊環(huán)境造成惡劣影響。此外，木薯渣中粗纖維具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，分解率較低，處理困難。因此對(duì)木薯渣的再利用已經(jīng)引起人們極大的關(guān)注。近年來，國內(nèi)外主要有三種綜合利用木薯渣的途徑通過對(duì)木薯渣進(jìn)行發(fā)酵，提高木薯渣的蛋白含量后，直接或與其它飼料混合應(yīng)用于禽畜養(yǎng)殖；利用木薯渣含有豐富的礦物質(zhì)(包括氮、磷、鉀、碳、鈣、鎂、硫、鋅、錳、銅、鐵和鈉)以及生長素和赤霉素等植物生長調(diào)節(jié)劑，用作生物有機(jī)肥料；利用木薯渣作為培養(yǎng)基生產(chǎn)酶制劑或者栽培食用菌。盡管目前人們開展了大量關(guān)于木薯渣用作飼料、肥料、生產(chǎn)酶制劑的研究，也還未達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用的目的，每年的廢棄量相當(dāng)大，嚴(yán)重污染了環(huán)境。木薯渣中主要成分是纖維素，屬于一種可再生的生物質(zhì)資源。生物質(zhì)資源是21世紀(jì)最具開發(fā)潛力的可再生清潔能源資源。另外，我國缺油少氣富煤，塊煤少粉煤多。如何直接利用粉煤，尋找開發(fā)一個(gè)能夠有效轉(zhuǎn)化，合理利用粉煤的技術(shù)顯得十分重要和迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種型煤粘結(jié)劑和生物質(zhì)型煤及制備方法，開發(fā)以木薯渣為原料的型煤粘結(jié)劑，將粉煤制成生物質(zhì)型煤，是潔凈煤技術(shù)的有效途徑，既能解決粉煤的出路，又能充分利用生物質(zhì)能源，還能在碳減排方面發(fā)揮積極作用。生物質(zhì)型煤具有揮發(fā)分易析出、燃點(diǎn)低、燃燒速度快、強(qiáng)度好、活性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源有重大的意義。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種型煤粘結(jié)劑是由木薯渣制得的，其制備方法的具體步驟如下
(1)木薯渣經(jīng)烘干后，用粉碎機(jī)粉碎，篩選粒度小于3mm的顆粒備用；所述的木薯渣為木薯加工生產(chǎn)淀粉所產(chǎn)生的廢棄物；
(2)稱取粉碎后的木薯渣，與水混合均勻；所述的木薯渣和水的質(zhì)量比1:10-1:20。(3)在混合物中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%_3%的氫氧化鈉，85°C -95 °C蒸煮并以1000-1500rpm的轉(zhuǎn)速攪拌0. 5-2. 5小時(shí)，得淺黃色粘稠物質(zhì)即型煤粘結(jié)劑。一種由上述的型煤粘結(jié)劑制成的生物質(zhì)型煤的原料及各組分的質(zhì)量百分比是粘結(jié)劑15%-20%，無煙粉煤80%-85% ；其制備方法的具體步驟如下
(1)將型煤粘結(jié)劑和無煙粉煤按原料配比混合均勻；
(2)在成型機(jī)上擠壓成型；
(3)在烘箱中120-140°C烘干2-3小時(shí)即得生物質(zhì)型煤。本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于
(1)本發(fā)明所述的以木薯渣為型煤粘結(jié)劑的生產(chǎn)采用氫氧化鈉蒸煮工藝，工藝簡單；型煤粘結(jié)劑生產(chǎn)工藝條件容易實(shí)現(xiàn)，常壓蒸煮即可。(2)本發(fā)明將木薯渣作為型煤粘結(jié)劑的原料，其纖維素含量較高，經(jīng)氫氧化鈉處理，其中的木質(zhì)素分解后，產(chǎn)生粘性物質(zhì)，而且含有少量淀粉，加之纖維素會(huì)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)羅煤粒，大大提高了生物質(zhì)型煤的強(qiáng)度。采用木薯渣作為型煤粘結(jié)劑的原料不僅可以達(dá)到治理環(huán)境污染，還變廢為寶，將粉煤制成生物質(zhì)型煤，是開發(fā)利用木薯渣生物質(zhì)能的新途徑。(3)本發(fā)明的生物質(zhì)型煤的制備方法簡單，適合工業(yè)化大生產(chǎn)，制備的生物質(zhì)型煤具有強(qiáng)度好(670N/個(gè) < 抗壓強(qiáng)度〈1000N/個(gè)，跌落強(qiáng)度>95%)、燃燒速度快、活性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
木薯渣經(jīng)烘干后，用粉碎機(jī)粉碎至粒度小于3mm以下的顆粒備用。稱取一定質(zhì)量的木薯渣，與水混合均勻，木薯渣與水的質(zhì)量比為1:10。在混合物中加入一定量的氫氧化鈉，氫氧化鈉質(zhì)量濃度為1%，在90°C條件下蒸煮并以1500rpm的轉(zhuǎn)速攪拌1.5小時(shí)，蒸煮完畢，所得淺黃色粘稠物質(zhì)即為型煤粘結(jié)劑。將所得型煤粘結(jié)劑和無煙粉煤按照質(zhì)量比為15:85的比例混合均勻，然后在成型機(jī)上擠壓成型，經(jīng)烘箱120°C烘干3小時(shí)即得生物質(zhì)型煤產(chǎn)品。實(shí)施例2:
木薯渣經(jīng)烘干后，用粉碎機(jī)粉碎至粒度小于3mm以下的顆粒備用。稱取一定質(zhì)量的木薯渣，與水混合均勻，木薯渣與水的質(zhì)量比為1:20。在混合物中加入一定量的氫氧化鈉，氫氧化鈉質(zhì)量濃度為1%，在95°C條件下蒸煮并以IOOOrpm的轉(zhuǎn)速攪拌2. 5小時(shí)，蒸煮完畢，所得淺黃色粘稠物質(zhì)即為型煤粘結(jié)劑。將所得型煤粘結(jié)劑和無煙粉煤按照質(zhì)量比為20:80的比例混合均勻，然后在成型機(jī)上擠壓成型，經(jīng)烘箱140°C烘干2小時(shí)即得生物質(zhì)型煤產(chǎn)品。實(shí)施例3:
木薯渣經(jīng)烘干后，用粉碎機(jī)粉碎至粒度小于3mm以下的顆粒備用。稱取一定質(zhì)量的木薯渣，與水混合均勻，木薯渣與水的質(zhì)量比為1:15。在混合物中加入一定量的氫氧化鈉，氫氧化鈉質(zhì)量濃度為2%，在85°C條件下蒸煮并以1200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌1. 5小時(shí)，蒸煮完畢， 所得淺黃色粘稠物質(zhì)即為型煤粘結(jié)劑。將所得型煤粘結(jié)劑和無煙粉煤按照質(zhì)量比為20:80 的比例混合均勻，然后在成型機(jī)上擠壓成型，經(jīng)烘箱130°C烘干2. 5小時(shí)即得生物質(zhì)型煤產(chǎn)
品O實(shí)施例4 木薯渣經(jīng)烘干后，用粉碎機(jī)粉碎至粒度小于3mm以下的顆粒備用。稱取一定質(zhì)量的木薯渣，與水混合均勻，木薯渣與水的質(zhì)量比為1:15。在混合物中加入一定量的氫氧化鈉，氫氧化鈉質(zhì)量濃度為2%，在95°C條件下蒸煮并以IlOOrpm的轉(zhuǎn)速攪拌0. 5小時(shí)，蒸煮完畢， 所得淺黃色粘稠物質(zhì)即為型煤粘結(jié)劑。將所得型煤粘結(jié)劑和無煙粉煤按照質(zhì)量比為15:85 的比例混合均勻，然后在成型機(jī)上擠壓成型，經(jīng)烘箱130°C烘干2. 5小時(shí)即得生物質(zhì)型煤品產(chǎn) 實(shí)施例5:
木薯渣經(jīng)烘干后，用粉碎機(jī)粉碎至粒度小于3mm以下的顆粒備用。稱取一定質(zhì)量的木薯渣，與水混合均勻，木薯渣與水的質(zhì)量比為1:15。在混合物中加入一定量的氫氧化鈉，氫氧化鈉質(zhì)量濃度為3%，在85°C條件下蒸煮并以1300rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2. 5小時(shí)，蒸煮完畢， 所得淺黃色粘稠物質(zhì)即為型煤粘結(jié)劑。將所得型煤粘結(jié)劑和無煙粉煤按照質(zhì)量比為15:85 的比例混合均勻，然后在成型機(jī)上擠壓成型，經(jīng)烘箱130°C烘干2. 5小時(shí)即得生物質(zhì)型煤產(chǎn)品實(shí)施例6:
木薯渣經(jīng)烘干后，用粉碎機(jī)粉碎至粒度小于3mm以下的顆粒備用。稱取一定質(zhì)量的木薯渣，與水混合均勻，木薯渣與水的質(zhì)量比為1:15。在混合物中加入一定量的氫氧化鈉，氫氧化鈉質(zhì)量濃度為3%，在90°C條件下蒸煮并以1400rpm的轉(zhuǎn)速攪拌0. 5小時(shí)，蒸煮完畢， 所得淺黃色粘稠物質(zhì)即為型煤粘結(jié)劑。將所得型煤粘結(jié)劑和無煙粉煤按照質(zhì)量比為20:80 的比例混合均勻，然后在成型機(jī)上擠壓成型，經(jīng)烘箱130°C烘干2. 5小時(shí)即得生物質(zhì)型煤產(chǎn)品

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種型煤粘結(jié)劑，其特征在于所述的型煤粘結(jié)劑是由木薯渣制得的。
2.一種如權(quán)利要求1所述的型煤粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于所述的制備方法的具體步驟如下(1)木薯渣經(jīng)烘干后，用粉碎機(jī)粉碎備用；(2)稱取粉碎后的木薯渣，與水混合均勻；(3)在混合物中加入氫氧化鈉，蒸煮并攪拌得淺黃色粘稠物質(zhì)即型煤粘結(jié)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的型煤粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的木薯渣為木薯加工生產(chǎn)淀粉所產(chǎn)生的廢棄物；所述的粉碎備用是粉碎后，篩選粒度小于3mm的顆粒備用。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的型煤粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的木薯渣和水的質(zhì)量比為1:10-1:20。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的型煤粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%_3% ；蒸煮溫度為85°C _95°C，蒸煮時(shí)間為0. 5-2. 5小時(shí)，攪拌速度為 1000-1500rpm。
6.一種如權(quán)利要求1或2所述的型煤粘結(jié)劑制成的生物質(zhì)型煤，其特征在于所述的生物質(zhì)型煤的原料及各組分的質(zhì)量百分比是粘結(jié)劑15%-20%，無煙粉煤80%-85%。
7.—種如權(quán)利要求6所述的生物質(zhì)型煤的制備方法，其特征在于所述的制備方法的具體步驟如下(1)將型煤粘結(jié)劑和無煙粉煤按原料配比混合均勻；(2)在成型機(jī)上擠壓成型；(3)在烘箱中120-140°C烘干2-3小時(shí)即得生物質(zhì)型煤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種型煤粘結(jié)劑和生物質(zhì)型煤及制備方法，以木薯渣為型煤粘結(jié)劑及其制備得到的生物質(zhì)型煤。型煤粘結(jié)劑和生物質(zhì)型煤的生產(chǎn)工藝簡單，原料來源廣泛，成本低，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C10L5/04GK102358860SQ201110287969
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者崔國星, 張啟衛(wèi), 王仁章, 羅菊香, 鄭可利 申請(qǐng)人:三明學(xué)院