一種高強(qiáng)度生物質(zhì)型煤及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度生物質(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)型煤不添加粘結(jié)劑、強(qiáng)度高、防水性好，滿足長途運(yùn)輸和露天存放的要求，可有效利用當(dāng)?shù)馗划a(chǎn)的生物質(zhì)，節(jié)約原煤。
【專利說明】一種高強(qiáng)度生物質(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，具體涉及一種高強(qiáng)度生物質(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，焚燒秸桿會造成空氣污染，堆肥的減量化程度低。為了實現(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)廢棄物能源化開辟了有效新途徑，對節(jié)能減排、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要的意義，符合國家減排增效長期發(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，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)度較低不利于長期保存和運(yùn)輸，煤炭用量比例過大顯然不利于實現(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)的含量又必然會導(dǎo)致型煤的煙霧大、燃燒效率低、熱值小無法滿足放熱量要求高的場所使用，因此需要對現(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高強(qiáng)度生物質(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)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
一種高強(qiáng)度生物質(zhì)型煤，其特征在于，由下列重量份的原料制成:煤粉52-53、玉米秸桿21-22、雜木鋸末18-20、釀酒渣12-14、瓜爾豆膠3-5、開孔膨脹珍珠巖7-9、螢石17-19、石膏纖維9-11、酒石酸鈉0.6-0.8、食鹽1-2、松香4-6、氧化鈷2-4、鋁粉0.2-0.4、竹炭纖維11-12、I wt%的氫氧化鈉溶液適量。
[0009]所述的一種高強(qiáng)度生物質(zhì)型煤的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)將酒石酸鈉、食鹽加水?dāng)嚢柚镣耆芙猓尤腴_孔膨脹珍珠巖浸漬10-12小時，取出于105°C烘箱中烘干研磨成粉，加入瓜爾豆膠、鋁粉、竹炭纖維混勻，升溫至80-90°C，超聲研磨10-15分鐘，制得固硫助燃劑；
(2)將螢石放入粉碎機(jī)中粉碎3-4h，過100目篩，加入石膏纖維、松香、氧化鈷高速攪拌混勻，于660-760°C下高溫煅燒2-3小時，研磨得接枝改性的活化螢石粉；
(3)將玉米秸桿用60-70°C的熱水浸泡10-12小時，過濾投入發(fā)酵池內(nèi)，厭氧發(fā)酵20-30小時，加入釀酒渣、雜木鋸末混勻隔絕空氣繼續(xù)發(fā)酵7-10天，過濾，放入lwt%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、活化螢石粉、適量水?dāng)嚢杌靹?，放入模具中?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)型煤不添加粘結(jié)劑、強(qiáng)度高、防水性好，滿足長途運(yùn)輸和露天存放的要求，可有效利用當(dāng)?shù)馗划a(chǎn)的生物質(zhì)，節(jié)約原煤。
【具體實施方式】
[0011]所述的一種高強(qiáng)度生物質(zhì)型煤，其特征在于，由下列重量份的原料制成:煤粉52、玉米秸桿21、雜木鋸末18、釀酒渣12、瓜爾豆膠3、開孔膨脹珍珠巖7、螢石17、石膏纖維9、酒石酸鈉0.6、食鹽1、松香4、氧化鈷2、鋁粉0.2、竹炭纖維11、Iwt°/c^氫氧化鈉溶液適量。
[0012]制作方法包括以下步驟:
(1)將酒石酸鈉、食鹽加水?dāng)嚢柚镣耆芙?，加入開孔膨脹珍珠巖浸漬10-12小時，取出于105°C烘箱中烘干研磨成粉，加入瓜爾豆膠、鋁粉、竹炭纖維混勻，升溫至80-90°C，超聲研磨10-15分鐘，制得固硫助燃劑；
(2)將螢石放入粉碎機(jī)中粉碎3-4h，過100目篩，加入石膏纖維、松香、氧化鈷高速攪拌混勻，于660-760°C下高溫煅燒2-3小時，研磨得接枝改性的活化螢石粉；
(3)將玉米秸桿用60-70°C的熱水浸泡10-12小時，過濾投入發(fā)酵池內(nèi)，厭氧發(fā)酵20-30小時，加入釀酒渣、雜木鋸末混勻隔絕空氣繼續(xù)發(fā)酵7-10天，過濾，放入lwt%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、活化螢石粉、適量水?dāng)嚢杌靹?，放入模具中?MPa壓力下壓制成型，自然養(yǎng)護(hù)7-8天出料。
[0013]經(jīng)檢測該生物質(zhì)型煤的抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.2MPa，落下強(qiáng)度高達(dá)99.25%，熱穩(wěn)定性達(dá)89.25%o
【主權(quán)項】
1.一種高強(qiáng)度生物質(zhì)型煤，其特征在于，由下列重量份的原料制成:煤粉52-53、玉米秸桿21-22、雜木鋸末18-20、釀酒渣12-14、瓜爾豆膠3-5、開孔膨脹珍珠巖7-9、螢石17-19、石膏纖維9-11、酒石酸鈉0.6-0.8、食鹽1-2、松香4-6、氧化鈷2-4、鋁粉0.2-0.4、竹炭纖維11-12、lwt%的氫氧化鈉溶液適量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度生物質(zhì)型煤的制作方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將酒石酸鈉、食鹽加水?dāng)嚢柚镣耆芙猓尤腴_孔膨脹珍珠巖浸漬10-12小時，取出于105°C烘箱中烘干研磨成粉，加入瓜爾豆膠、鋁粉、竹炭纖維混勻，升溫至80-90°C，超聲研磨10-15分鐘，制得固硫助燃劑； (2)將螢石放入粉碎機(jī)中粉碎3-4h，過100目篩，加入石膏纖維、松香、氧化鈷高速攪拌混勻，于660-760°C下高溫煅燒2-3小時，研磨得接枝改性的活化螢石粉； (3)將玉米秸桿用60-70°C的熱水浸泡10-12小時，過濾投入發(fā)酵池內(nèi)，厭氧發(fā)酵20-30小時，加入釀酒渣、雜木鋸末混勻隔絕空氣繼續(xù)發(fā)酵7-10天，過濾，放入lwt%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、活化螢石粉、適量水?dāng)嚢杌靹?，放入模具中?MPa壓力下壓制成型，自然養(yǎng)護(hù)7-8天出料。
【文檔編號】C10L9/10GK105969448SQ201610163184
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】李根固
【申請人】安徽徽明建設(shè)集團(tuán)有限公司