CN101069977B

CN101069977B - 利用造纸废液中的木质素加工生物质颗粒的方法

Info

Publication number: CN101069977B
Application number: CN2007100117439A
Authority: CN
Inventors: 徐有宁; 张小勇; 刘悦; 刘雨菂; 蔡云平
Original assignee: Institute of Process Engineering of CAS; Shenyang Institute of Engineering
Current assignee: Institute of Process Engineering of CAS; Shenyang Institute of Engineering
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2027-06-18
Also published as: CN101069977A

Abstract

利用造纸废液中的木质素加工生物质颗粒的方法，涉及生物质颗粒成型技术，该方法以树皮、树枝干、木屑、锯末、秸秆、稻谷壳、甘蔗渣的粉碎物作原料，以造纸废液中提取的木质素作为粘合剂，将原料与粘合剂混合后，在常温下低压挤压而成型，生物质原料与粘合剂混合重量比：生物质物料40％～98％，木质素1％～50％混合均匀，加入适量的水。本发明颗粒以天然可再生农作物为主要原料，添加了可燃物——木质素作粘合剂，增加了燃烧放出的热量，同时，减少了对环境的污染和能源的消耗。

Description

利用造纸废液中的木质素加工生物质颗粒的方法

技术领域

本发明涉及生物质颗粒成型技术，特别是涉及一种利用造纸废液中的木质素加工生物质颗粒的方法。

背景技术

目前，生产中常用的燃料大都是以煤、石油、天然气等化石燃料为主，这些都是不可再生的能源，因大量开采、使用导致燃料储量急剧下降，现已构成了当今人类生存的发展的三大危机之一，开发一种新型能源替代化石能源已迫在眉睫。

生物质颗粒燃料是一种新型的能源，主要用于气化和燃烧。中国作为农业大国，生物质资源比较丰富，在我国农村，每年都有大量的农业秸秆、谷物壳皮被白白废弃或自行腐烂，有的则直接焚烧处理，这些不仅造成了资源的浪费，也污染了环境。因此，开发这种生物质颗粒燃料势在必行。由于生物质中储存的能量来源于太阳能，因此，生物质颗粒燃料的燃烧在循环角度讲，不会对环境造成污染。生物质颗粒的含硫量和含氮量低，易着火，燃烧效率高，灰分含量小，燃烧后，SO₂和NO_x以及烟尘的排放量比化石燃料要小得多，是一种清洁的能源，也是一种既具有矿物质燃料属性，又具有可存储、可再生、可转换、运输方便的特点，并较少受自然条件限制的能源。对保护生态环境，发展社会经济，实施能源可持续发展战略有着重大的现实意义。

随着我国经济的迅速发展，人们对纸的需求也迅速增加，造纸工业成为我国重要的支柱产业。众所周知造纸工业是环境污染的大户，其造纸废水已对人们的生活和生态环境造成严重影响。

木质素是自然界中在数量上的第二大高分子材料，每年都以600万亿吨的速度再生，因而是极具潜力的可再生资源。木质素是复杂的芳香族聚合物，是苯丙烷单元通过醚键和碳一碳键连接而成的具有三度空间网络结构的高分子有机化合物，而且该大分子结构上有大量的活性基团，如羰基、羧基、羟基、甲氧基等，因此木质素非常适合作各种生物质材料、煤等的粘结剂。另外它本身也具有较高的热值，同样可作为能源物质。造纸黑液中含有大量的木质素，但迄今为止，仍有超过95％的木质素作为造纸制浆的废弃物，随废水直接排入江河或浓缩后烧掉，绝少得到利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用造纸废液中的木质素加工生物质颗粒的方法，该方法利用提取造纸废液中的木质素作为粘合剂，将其加入到生物质粉碎后的物料中混合，在常温下通过成型机低压挤压使生物质颗粒成型。本发明减少了对环境的污染，使生物质颗粒容易成型的同时节省了成型所消耗的能源，延长加工机器使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

利用造纸废液中的木质素加工生物质颗粒的方法，该方法以树皮、树枝干、木屑、锯末、秸秆、稻谷壳、甘蔗渣的粉碎物作原料，以造纸废液中提取的木质素作为粘合剂，将原料与粘合剂混合后，在常温下低压挤压而成型，生物质原料与粘合剂混合重量比：生物质物料40％～98％，木质素1％～50％混合均匀，加入适量的水。

如上所述的利用造纸废液中的木质素加工生物质颗粒的方法，其含水量低于20％的物料加工成35目以上的细粉与木质素混合的重量比：细粉74％，木质素18％，水8％；加工成35目以下，15目以上的颗粒与木质素混合的重量比：颗粒60％，木质素30％，水10％；加工成15目以下的颗粒与木质素混合的重量比：颗粒50％，木质素40％，水10％；若含水量高于20％，可减少加水量。

如上所述的利用造纸废液中的木质素加工生物质颗粒的方法，其挤压成型的生物质颗粒为直径为4～20mm，长度为4～50mm的圆柱体颗粒，或边长为3～100mm的长方形、正方形，或直径为8～50mm的球体。

本发明的优点与效果是：

1.本发明在质颗粒的物料中加入造纸废液中提取的木质素，可增强其粘结作用，提高成型物的耐久性和松弛密度，节省挤压成型的动力和所耗热能，延长加工机器使用寿命，同时降低水分含量要求，也降低了对粉碎颗粒大小的要求，即较大颗粒也易成型。

2.本发明颗粒以天然可再生农作物为主要原料，添加了可燃物——木质素作粘合剂，增加了燃烧放出的热量，同时，减少了对环境的污染。

附图说明

附图为本发明生物质颗粒制作工艺流程图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行详细说明。

实施例1

生物质颗粒是由含水量低于20％的树皮和木质素按以下步骤制成：

1.粉碎：树皮经过粉碎机粉碎，加工成35目以上的细粉。

混合：将树皮细粉与木质素按下述重量比：细粉74％，木质素18％，水8％，混合均匀。

制粒：在常温下低压挤压成型，成型可采用螺杆式挤压技术和活塞式挤压技术以及压辊式成型技术。

干燥：将成型的生物质颗粒加热干燥，加强其强度。

2.粉碎：树皮经过粉碎机粉碎，加工成35目以下，15目以上的颗粒。

混合：将树皮颗粒与木质素按以下重量比：颗粒60％，木质素30％，水10％。混合均匀。

干燥：将成型的生物质颗粒加热干燥，加强其强度。

3.粉碎：树皮经过粉碎机粉碎，加工成15目以下的颗粒。

混合：将树皮颗粒与木质素按以下重量比：颗粒50％，木质素40％，水10％，混合均匀。

干燥：将成型的生物质颗粒加热干燥，加强其强度。

以上所述的重量比可根据实际情况作适当的调整，不必局限于此。若含水量高于20％，加入的水可适量减少。

挤压成型的生物质颗粒可以是直径为4～20mm，长度为4～50mm的圆柱体颗粒或相似形状，或边长为3～100mm的长方体、正方体或相似形状，或直径为8～50mm的球体或相似形状。

实施例2

实施例2与实施例1的加工步骤基本相同，其不同之处在于实施例2的生物质颗粒是由含水量低于20％的树枝干和木质素制成的。

实施例3

实施例3与实施例1的加工步骤基本相同，其不同之处在于实施例3的生物质颗粒是由含水量低于20％的木屑和木质素制成的。

实施例4

实施例4与实施例1的加工步骤基本相同，其不同之处在于实施例4的生物质颗粒是由含水量低于20％的锯末和木质素制成的。

实施例5

实施例5与实施例1的加工步骤基本相同，其不同之处在于实施例5的生物质颗粒是由含水量低于20％的秸秆和木质素制成的。

实施例6

实施例6与实施例1的加工步骤基本相同，其不同之处在于实施例6的生物质颗粒是由含水量低于20％的稻谷壳和木质素制成的。

实施例7

实施例7与实施例1的加工步骤基本相同，其不同之处在于实施例7的生物质颗粒是由含水量低于20％的甘蔗渣和木质素制成的。

Claims

1.利用造纸废液中的木质素加工生物质颗粒的方法，其特征在于，该方法以树皮、树枝干、木屑、锯末、秸秆、稻谷壳、甘蔗渣的粉碎物作生物质原料，以造纸废液中提取的木质素作为粘合剂，将生物质原料与粘合剂混合后，在常温下低压挤压而成型，生物质原料与粘合剂混合重量比：生物质原料74％、木质素18％、水8％；或生物质原料60％、木质素30％、水10％；或生物质原料50％、木质素40％、水10％。

2.根据权利要求1所述的利用造纸废液中的木质素加工生物质颗粒的方法，其特征在于，含水量低于20％的生物质原料加工成35目以上的细粉与木质素混合的重量比：细粉74％，木质素18％，水8％；加工成35目以下，15目以上的颗粒与木质素混合的重量比：颗粒60％，木质素30％，水10％；加工成15目以下的颗粒与木质素混合的重量比：颗粒50％，木质素40％，水10％；若含水量高于20％，可减少加水量。

3.根据权利要求1所述的利用造纸废液中的木质素加工生物质颗粒的方法，其特征在于，挤压成型的生物质颗粒为直径为4～20mm，长度为4～50mm的圆柱体颗粒，或边长为3～100mm的长方形、正方形，或直径为8～50mm的球体。