CN101250454A - 以水葫芦与无烟粉煤制备生物质型煤 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种以水葫芦与无烟粉煤制备生物质型煤，所述生物质型煤制备为将无烟粉煤、生物质、粘结剂进行均匀混和，湿法压制成型制备而成。本发明为开发利用无烟粉煤和水葫芦生物质能的新途径，以水葫芦为生物质来源，变废为宝，充分利用煤和水葫芦自身的优势，互相取长补短，利用了水葫芦的高活性又克服了其能量密度低的缺陷，提高了低活性无烟粉煤的气化活性，生产的生物质型煤具有成本低、活性高、强度好等优点，具有节煤和生物质代煤的双重作用，对保护环境和节约能源均具有重大意义。
Description
技术领域
本发明属于化学工业应用领域；更具体涉及一种水葫芦生物质型煤及其制备方法。
背景技术
水葫芦学名“凤眼莲”，为水生漂浮植物，由于水葫芦繁殖速度极快，通常情况下在8个月内就能从10棵增至60万棵，若不及时打捞，会覆盖水面，堵塞河道，影响航运，阻碍排灌，在汛期阻碍水流，最终腐烂变臭，污染水质，影响水底生物生长，增加水中二氧化碳浓度，降低水产品产量，破坏了生物多样性和生态环境，影响了水资源的可持续利用，被列为“世界十大害草”之一，也被国家环保总局列为首批最危险的16种外来入侵物种之一。因此，整治和综合利用水葫芦课题也引起人们的极大关注。
目前，国内外治理水葫芦主要采用生物天敌、打捞、化学除草剂等方法。越来越多的科技界和企业界有识之士认为，适量的水葫芦有利于净化水质，过多的水葫芦则会破坏生态多样性，而且水葫芦也是可再生资源，关键是科学管理和转化利用。虽然80年代就开始进行水葫芦治理利用的研究，但至今主要仍是三种综合利用水葫芦的渠道：通过发酵转化，提高水葫芦蛋白质含量，制成饲料；利用水葫芦中含有大量氮磷钾的特点，制作有机、无机复合肥；从中提取营养素，加工提炼食品、保健品、药品及饲料添加剂。但是，水葫芦含有较多纤维素，且纤维较短，不是适宜的肥料和造纸的原料；而且水葫芦的纤维、钾和氯的含量高，蛋白质等物质含量低，不易被动物利用；更为严重的是被水葫芦富集于植株体内的污染物质，经食物链各级生物的放大作用不断积累，最终将危及于人。
综上所述，目前的水葫芦治理及利用工作存在着各种问题。事实上，水葫芦是一种水生植物，也是一种可再生的生物质资源，同时还富含钾元素，其是低活性煤气化的优良催化剂。另一方面，众所周知，随着国际油气、煤炭资源的急剧减少，以生物质作为21世纪新能源的研究工作当前已成为研究热点。生物质能开发利用技术则被认作最有效的减碳手段，尤以生物质代替矿物燃料效益为好。而生物质型煤最适合我国国情。
中国无烟煤资源较为丰富，占全国煤炭探明可采储量的12％，随着采煤机械化程度的提高，粉煤比例逐年增加，占煤产量的80％以上，块煤产率仅10～20％，这导致块煤供应紧张、粉煤大量积压污染环境的问题。如何解决粉煤的开发利用，对于煤的洁净生产与高效转化技术具有重要的战略意义。而型煤生产是洁净煤生产技术中技术成熟、成本低廉、最现实有效的技术。型煤工业的发展已有百余年的历史，世界各国主要产煤国家为充分利用本国的煤炭资源，解决节能和资源污染这两大问题中，都把发展工业型煤作为主要的技术措施之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水葫芦生物质型煤及其制备方法；开发利用无烟粉煤和水葫芦生物质能的新途径，以水葫芦为生物质来源，变废为宝，充分利用煤和水葫芦自身的优势，互相取长补短，利用了水葫芦的高活性又克服了其能量密度低的缺陷，提高了低活性无烟粉煤的气化活性，生产的生物质型煤具有成本低、活性高、强度好等优点，具有节煤和生物质代煤的双重作用，对保护环境和节约能源均具有重大意义。
本发明的以水葫芦与无烟粉煤制备生物质型煤，其特征在于：所述生物质型煤制备为将无烟粉煤、生物质、粘结剂进行均匀混和，湿法压制成型制备而成。
本发明的显著优点是：
(1)本发明采用的粉煤主要是无烟粉煤，特别是福建低活性无烟粉煤，针对其挥发分低，灰含量高，以及燃烧气化活性低的特点。
(2)本发明将水葫芦作为生物质型煤的生物质原料，其热值较高，点火温度低，燃烧气化时型煤内部易形成“多孔结构”，有利于燃烧气化剂进入，提高型煤的燃烧气化活性。而且，因水葫芦具有富含钾的特性，可作为无烟煤催化气化的良好催化剂，从而提高低活性无烟煤的燃烧气化活性。因此，采用水葫芦之生物质型煤可达到治理污染，保护环境，变废为宝，起到部分代煤作用，解决了水葫芦有效利用问题，保护环境；而且成本低廉，达到节煤和生物质代煤的双重作用，经济效益显著。
(3)本发明使用的粘结剂为工业氧化镁或氧化钙。其在型煤中一方面起到股价作用，增强型煤的冷热稳定性，同时还可作为固硫剂，降低煤中硫的排放。
(4)本发明的生物质型煤制备方法简单易行，适合工业化大生产，制备的生物质型煤活性高、强度好、性能优异等优点，其冷热强度、灰熔点均能满足燃烧气化型煤的要求。
具体实施方式
原料中采用的生物质为水葫芦；粘结剂为工业氧化镁、氧化钙和膨润土中的一种或几种。
生物质型煤中的无烟粉煤、生物质、粘结剂按如下质量份数配制，即：无烟粉煤65～80份；生物质5～30份；粘结剂5～10份。
制备方法的步骤为：将无烟粉煤筛分后按照所述比例混和均匀；将采摘的新鲜的水葫芦搅碎至3mm以下；将水葫芦和粘结剂按照所述质量比混和均匀，再将混和好的原料煤与上述混合物混和均匀后，用模具冷压成型，室温下自然熟化而成。
生物质型煤的冷强度采用根据GB/T15459规定的方法进行测定，而热稳定性按照《型煤热稳定性测定方法的研究》中记载的方法测定，作者：张传祥等，《洁净煤技术》2001年04期。
下面结合具体实施例加以比较，但本发明不仅限于下列实施例的范围。
实施例1
将无烟粉煤筛分，将采摘的新鲜的水葫芦搅碎至3mm以下。称取水葫芦200g，粘结剂工业氧化镁50g，两者混和均匀，再称取按一定比例混和好的原料煤750g与上述混合物混和均匀后，用自制的模具冷压成型，得到直径为25mm，高为20mm生物质型煤，在室温下熟化而成。然后对其冷强度、热稳定性和灰熔点进行测定。结果见表1所示。
实施例2
所用的生物质型煤与实施例1相同，不同的是水葫芦250g，粘结剂工业氧化镁100g，两者混和均匀，再称取按一定比例混和好的原料煤650g与上述混合物混和均匀后，然后如实施例1测定冷强度、热稳定性和灰熔点。结果见表1所示。
实施例3
所用的生物质型煤与实施例1相同，不同的是水葫芦300g，粘结剂工业氧化镁50g，两者混和均匀，再称取按一定比例混和好的原料煤650g与上述混合物混和均匀后，然后如实施例1测定冷强度、热稳定性和灰熔点。结果见表1所示。
实施例4
所用的生物质型煤与实施例1相同，不同的是粘结剂为氧化钙，然后如实施例1测定冷强度、热稳定性和灰熔点。结果见表1所示。
实施例5
所用的生物质型煤与实施例2相同，不同的是粘结剂为膨润土，然后如实施例1测定冷强度、热稳定性和灰熔点。结果见表1所示。
实施例6
所用的生物质型煤与实施例2相同，不同的是粘结剂为氧化镁和膨润土各5份，然后如实施例1测定冷强度、热稳定性和灰熔点。结果见表1所示。
表1实施案例结果
| 冷强度/％ | 热稳定性/％ | 灰熔点/℃ | |
| 实施例1 | 97.8 | 54.8 | 1398 |
| 实施例2 | 94.8 | 44.8 | 1368 |
| 实施例3 | 92.3 | 53.2 | 1405 |
| 实施例4 | 82.3 | 40.5 | 1421 |
| 实施例5 | 92.5 | 83.2 | 1399 |
| 实施例5 | 94.5 | 61.2 | 1369 |
Claims (5)
1.一种以水葫芦与无烟粉煤制备生物质型煤，其特征在于：所述生物质型煤制备为将无烟粉煤、生物质、粘结剂进行均匀混和，湿法压制成型制备而成。
2.根据权利要求1所述的以水葫芦与无烟粉煤制备生物质型煤，其特征在于：所述的生物质为水葫芦。
3.根据权利要求1所述的以水葫芦与无烟粉煤制备生物质型煤，其特征在于：所述的粘结剂为工业氧化镁、氧化钙和膨润土中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的以水葫芦与无烟粉煤制备生物质型煤，其特征在于：所述的无烟粉煤、生物质、粘结剂按如下质量份数配制，即：无烟粉煤65～80份；生物质5～30份；粘结剂5～10份。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的以水葫芦与无烟粉煤制备生物质型煤，其特征在于：所述制备方法的步骤为：将无烟粉煤筛分后按照所述比例混和均匀；将采摘的新鲜的水葫芦搅碎至3mm以下；将水葫芦和粘结剂按照所述质量比混和均匀，再将混和好的原料煤与上述混合物混和均匀后，用模具冷压成型，室温下自然熟化而成。
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