一種抗壓強(qiáng)度好的生物質(zhì)型煤及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種抗壓強(qiáng)度好的生物質(zhì)型煤，添加了固硫助燃劑，該助燃劑的各組分之間相互配合，將型煤燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣變成煤氣，使火焰巨增，減少了大量煙塵與有害氣體的排放；同時(shí)本發(fā)明將發(fā)酵產(chǎn)生的生物質(zhì)經(jīng)氫氧化鈉溶液改性處理，堿液釋放出?OH進(jìn)入生物質(zhì)細(xì)胞壁的木質(zhì)素中，破壞木質(zhì)素之中的吡喃環(huán)，拆開(kāi)與木質(zhì)素相互纏結(jié)的纖維素和半纖維素，解除了木質(zhì)素與半纖維素的空間立體交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)重組形成復(fù)雜的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高了自身粘結(jié)性，進(jìn)而降低成型壓力，設(shè)備磨損現(xiàn)象得到緩解，利用本發(fā)明制得的生物質(zhì)型煤不僅具有低燃點(diǎn)、低揮發(fā)分、高燃盡率以及較好的熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，而且具有較高的強(qiáng)度，燃燒后的煙塵污染物含量低。
【專利說(shuō)明】一種抗壓強(qiáng)度好的生物質(zhì)型煤及其制作方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及潔凈煤應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗壓強(qiáng)度好的生物質(zhì)型煤及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0003]生物質(zhì)如秸桿是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要固體廢棄物，堆放處理侵占了大量農(nóng)業(yè)耕地，焚燒秸桿會(huì)造成空氣污染，堆肥的減量化程度低。為了實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用，加大消化農(nóng)業(yè)秸桿的力度，有人將秸桿作為粘結(jié)劑加入潔凈型煤中。
[0004]生物質(zhì)型煤是把一次性能源煤和可再生生物能源生物質(zhì)有機(jī)結(jié)合在一起，是一種新型復(fù)合燃料，是能源技術(shù)、減排技術(shù)和潔凈煤技術(shù)相結(jié)合的新產(chǎn)品，加快生物質(zhì)型煤產(chǎn)業(yè)化，為農(nóng)業(yè)、工業(yè)有機(jī)廢棄物能源化開(kāi)辟了有效新途徑，對(duì)節(jié)能減排、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要的意義，符合國(guó)家減排增效長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃。但是現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)的生物質(zhì)型煤由于生物質(zhì)自身剛性的缺陷，與煤粉擠壓成型后容易膨脹開(kāi)裂，且純生物質(zhì)型煤易燃、燃燒持久性差等，因而采取有效技術(shù)方案將生物質(zhì)加以改性或者添加有效添加劑改善現(xiàn)有生物質(zhì)型煤的功能，實(shí)現(xiàn)減排CO2、SO2，減少煙塵及PM2.5，節(jié)約煤炭資源的多重效應(yīng)。
[0005]《生物質(zhì)型煤的制備及微觀結(jié)構(gòu)分析》一文為解決生物質(zhì)剛性造成生物質(zhì)型煤膨脹開(kāi)裂的難題，利用微生物發(fā)酵技術(shù)處理生物質(zhì)秸桿，將發(fā)酵改性后的生物質(zhì)作為添加劑與粉煤按一定比例摻混，冷壓成型制得生物質(zhì)型煤。結(jié)果表明:發(fā)酵改性后生物質(zhì)質(zhì)地密實(shí)，膨脹壓縮性能得到改善，活化后大粒徑為互相纏繞、團(tuán)聚的絲狀物，小粒徑鋪展效果較好，且具有包覆性;發(fā)酵使秸桿組織變得疏松，有利于煤粒與生物質(zhì)結(jié)合，避免了生物質(zhì)具有剛性造成型煤膨脹開(kāi)裂;改性前后發(fā)熱量變化較小，為0.07kJ/g。生物質(zhì)型煤最佳配比為:煤炭80%，發(fā)酵生物質(zhì)15%，膨潤(rùn)土 5%;制得型煤的抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.4MPa，落下強(qiáng)度高達(dá)98.65%，熱穩(wěn)定性達(dá)88.4%。
[0006]然而文中對(duì)生物質(zhì)的利用率不高，成型壓力大設(shè)備磨損現(xiàn)象嚴(yán)重，改性后的制得的型煤抗壓強(qiáng)度和落下強(qiáng)度較低不利于長(zhǎng)期保存和運(yùn)輸，煤炭用量比例過(guò)大顯然不利于實(shí)現(xiàn)節(jié)約煤炭資源和減排CO2、SO2，減少煙塵及PM2.5的燃燒要求，盲目增加生物質(zhì)的含量又必然會(huì)導(dǎo)致型煤的煙霧大、燃燒效率低、熱值小無(wú)法滿足放熱量要求高的場(chǎng)所使用，因此需要對(duì)現(xiàn)有型煤生產(chǎn)工藝加以改性以獲得節(jié)能、高效、清潔的生物質(zhì)型煤燃料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是提供一種抗壓強(qiáng)度好的生物質(zhì)型煤及其制作方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種抗壓強(qiáng)度好的生物質(zhì)型煤，其特征在于，由下列重量份的原料制成:煤粉54-55、玉米秸桿22-23、闊葉木漿15-17、納米硬硅鈣石粉2-3、蛋殼粉3-4、石墨粉1.2-1.5、生石灰8-9、有機(jī)廢水13-15、碳酸氫銨0.4-0.6、二氧化錳0.6-0.8、聚乙烯醇4-6、預(yù)糊化淀粉3-5、棕櫚纖維11-13、I wt%的氫氧化鈉溶液適量。
[0009]所述的一種抗壓強(qiáng)度好的生物質(zhì)型煤的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(I)將碳酸氫銨加水?dāng)嚢柚镣耆芙猓尤爰{米硬硅鈣石粉浸漬10-12小時(shí)，取出于105
°C烘箱中烘干，加入預(yù)糊化淀粉、棕櫚纖維、有機(jī)廢水混勻，升溫至80-90°C，超聲研磨10-15分鐘，噴霧干燥制得固硫助燃劑；
(2 )將聚乙烯醇、蛋殼粉加水?dāng)嚢璩珊隣睿吋訜徇厰嚢?，烘干，加入二氧化錳、石墨粉、生石灰高速攪拌混勻，于680-730°C下高溫煅燒2-3小時(shí)，得接枝改性的活化蛋殼粉；
(3)將玉米秸桿用60-70°C的熱水浸泡10-12小時(shí)，過(guò)濾投入發(fā)酵池內(nèi)，厭氧發(fā)酵20-30小時(shí)，加入闊葉木漿、活化蛋殼粉混勻隔絕空氣繼續(xù)發(fā)酵7-10天，過(guò)濾，放入1^%的氫氧化鈉溶液中浸泡1-2天，洗滌至中性烘干，粉碎至60-80目；
(4)將煤粉研磨至粒度為3_左右，加入步驟(3)反應(yīng)物料攪拌混勻，升溫至90-10(TC保溫30-40分鐘，自然冷卻加入固硫助燃劑及適量水?dāng)嚢杌靹颍湃肽＞咧性?MPa壓力下壓制成型，自然養(yǎng)護(hù)7-8天出料。
[0010]本發(fā)明有以下有益效果:本發(fā)明為了避免出現(xiàn)盲目增加生物質(zhì)含量導(dǎo)致型煤的煙霧大、燃燒效率低、熱值小的缺陷，本發(fā)明添加了固硫助燃劑，該助燃劑的各組分之間相互配合，將型煤燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣變成煤氣，使火焰巨增，減少了大量煙塵與有害氣體的排放;同時(shí)本發(fā)明將發(fā)酵產(chǎn)生的生物質(zhì)經(jīng)氫氧化鈉溶液改性處理，堿液釋放出-OH進(jìn)入生物質(zhì)細(xì)胞壁的木質(zhì)素中，破壞木質(zhì)素之中的吡喃環(huán)，拆開(kāi)與木質(zhì)素相互纏結(jié)的纖維素和半纖維素，解除了木質(zhì)素與半纖維素的空間立體交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)重組形成復(fù)雜的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高了自身粘結(jié)性，進(jìn)而降低成型壓力，設(shè)備磨損現(xiàn)象得到緩解，利用本發(fā)明制得的生物質(zhì)型煤不僅具有低燃點(diǎn)、低揮發(fā)分、高燃盡率以及較好的熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，而且具有較高的強(qiáng)度，燃燒后的煙塵污染物含量低，應(yīng)用范圍廣。
【具體實(shí)施方式】
[0011]所述的一種抗壓強(qiáng)度好的生物質(zhì)型煤，其特征在于，由下列重量份的原料制成:煤粉54、玉米秸桿22、闊葉木漿15、納米硬硅鈣石粉3、蛋殼粉3、石墨粉1.2、生石灰8、有機(jī)廢水13、碳酸氫銨0.4、二氧化錳0.6、聚乙烯醇4、預(yù)糊化淀粉3、棕櫚纖維11、1?丨％的氫氧化鈉溶液適量。
[0012]制作方法包括以下步驟:
(I)將碳酸氫銨加水?dāng)嚢柚镣耆芙?，加入納米硬硅鈣石粉浸漬10-12小時(shí)，取出于105°C烘箱中烘干，加入預(yù)糊化淀粉、棕櫚纖維、有機(jī)廢水混勻，升溫至80-90°C，超聲研磨10-15分鐘，噴霧干燥制得固硫助燃劑；
(2 )將聚乙烯醇、蛋殼粉加水?dāng)嚢璩珊隣?，邊加熱邊攪拌，烘干，加入二氧化錳、石墨粉、生石灰高速攪拌混勻，于680-730°C下高溫煅燒2-3小時(shí)，得接枝改性的活化蛋殼粉；
(3)將玉米秸桿用60-70°C的熱水浸泡10-12小時(shí)，過(guò)濾投入發(fā)酵池內(nèi)，厭氧發(fā)酵20-30小時(shí)，加入闊葉木漿、活化蛋殼粉混勻隔絕空氣繼續(xù)發(fā)酵7-10天，過(guò)濾，放入1^%的氫氧化鈉溶液中浸泡1-2天，洗滌至中性烘干，粉碎至60-80目； (4)將煤粉研磨至粒度為3mm左右，加入步驟(3)反應(yīng)物料攪拌混勻，升溫至90-10(TC保溫30-40分鐘，自然冷卻加入固硫助燃劑及適量水?dāng)嚢杌靹颍湃肽＞咧性?MPa壓力下壓制成型，自然養(yǎng)護(hù)7-8天出料。
[0013]經(jīng)檢測(cè)該生物質(zhì)型煤的抗壓強(qiáng)度達(dá)到3.SMPa，落下強(qiáng)度高達(dá)99.48%，熱穩(wěn)定性達(dá)89.18%ο
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗壓強(qiáng)度好的生物質(zhì)型煤，其特征在于，由下列重量份的原料制成:煤粉54-55、玉米秸桿22-23、闊葉木漿15-17、納米硬硅鈣石粉2_3、蛋殼粉3_4、石墨粉1.2-1.5、生石灰8-9、有機(jī)廢水13-15、碳酸氫銨0.4-0.6、二氧化錳0.6-0.8、聚乙烯醇4_6、預(yù)糊化淀粉3_5、棕櫚纖維11-13、I wt%的氫氧化鈉溶液適量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗壓強(qiáng)度好的生物質(zhì)型煤的制作方法，其特征在于包括以下步驟: (I)將碳酸氫銨加水?dāng)嚢柚镣耆芙?，加入納米硬硅鈣石粉浸漬10-12小時(shí)，取出于105°C烘箱中烘干，加入預(yù)糊化淀粉、棕櫚纖維、有機(jī)廢水混勻，升溫至80-90°C，超聲研磨10-15分鐘，噴霧干燥制得固硫助燃劑； (2 )將聚乙烯醇、蛋殼粉加水?dāng)嚢璩珊隣?，邊加熱邊攪拌，烘干，加入二氧化錳、石墨粉、生石灰高速攪拌混勻，于680-730°C下高溫煅燒2-3小時(shí)，得接枝改性的活化蛋殼粉； (3)將玉米秸桿用60-70°C的熱水浸泡10-12小時(shí)，過(guò)濾投入發(fā)酵池內(nèi)，厭氧發(fā)酵20-30小時(shí)，加入闊葉木漿、活化蛋殼粉混勻隔絕空氣繼續(xù)發(fā)酵7-10天，過(guò)濾，放入1^%的氫氧化鈉溶液中浸泡1-2天，洗滌至中性烘干，粉碎至60-80目； (4)將煤粉研磨至粒度為3mm左右，加入步驟(3)反應(yīng)物料攪拌混勻，升溫至90-10(TC保溫30-40分鐘，自然冷卻加入固硫助燃劑及適量水?dāng)嚢杌靹颍湃肽＞咧性?MPa壓力下壓制成型，自然養(yǎng)護(hù)7-8天出料。
【文檔編號(hào)】C10L5/04GK105969441SQ201610163174
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月22日
【發(fā)明人】李根固
【申請(qǐng)人】安徽徽明建設(shè)集團(tuán)有限公司