CN101747963A - 一种生物质水煤浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质水煤浆及其制备方法，该生物质水煤浆的组分及重量百分比如下：生物质炭15％～70％；煤5％～55％；水24％～30％；添加剂0.5％～3％。其制备方法包括以下步骤：1、将生物质炭、煤按比例混合粉碎至小于1cm的颗粒，并搅拌均匀；2、将步骤1的颗粒与水、添加剂按比例搅拌均匀，研磨1.5-3小时；3、用200-400目筛过滤，将粗粒与杂质除去，4、泵入贮藏罐。生物质水煤浆的含煤浓度要低得多，二氧化碳和二氧化硫气体排放可减少一半至百分之九十，并且成本低，产量高，可以大批量生产。
Description
技术领域：
本发明涉及水煤浆燃料领域，具体涉指一种生物质水煤浆及其制备方法。
技术背景：
现有的水煤浆是一种由煤粉、水和少量添加剂混合制备而成的液体，可以象油一样泵送、雾化、储运，并可直接用于各种锅炉、窑炉的燃烧，是一种燃烧效率较高和低污染的较廉价的洁净燃料。我国有丰富煤炭资源，水煤浆也已成为替代油、气等能源的最基础、最经济的洁净能源。水煤浆是一种燃料，所以必须具备某些便于燃烧、使用的性质。为利于燃烧，水煤浆的含煤浓度要高，通常要求在62％～70％左右，因此，水煤浆燃料使用存在如下问题：1、水煤浆虽是目前煤炭洁净利用最廉价的实用技术，但煤是矿物燃料，水煤浆燃料仍会产生一定的二氧化碳和二氧化硫气体，1吨水煤浆燃烧后会产生约2吨二氧化碳；2、水煤浆燃料对煤的挥发分含量要求高，制浆用煤的挥发分含量不能太低，通常要求＞28％，否则煤浆不易稳定着火燃烧，影响使用效果。
一种生物质浆料(专利申请号：200710190421.5)介绍了一种用生物质炭粉加焦油的配方，虽然，这种生物质浆料是替代水煤浆的环保燃料。但是，焦油是煤在干馏过程中所得到的一种液体产物，其产量约占装炉煤的3％～4％，含硫量约0.3～0.5％，每公斤8600～9000大卡，价格为3000元/吨，折算成1万大卡的成本是3400元/吨，可见焦油产量低，成本高。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种燃烧时减少二氧化碳和二氧化硫气体，并且产量高，制备成本低的生物质水煤浆。本发明的另一目的在于提供一种生物质水煤浆的制备方法。
本发明的目的是这样实现的，该生物质水煤浆的组分及重量百分比如下：
生物质炭 15％～70％；
煤 5％～55％；
水 24％～30％；
添加剂 0.5％～3％。
所述的生物质水煤浆的最佳组分及重量百分比如下：
生物质炭 65％
煤 10％
水 24
添加剂 1
上述生物质水煤浆的制备方法包括以下步骤：1、将生物质炭、煤按比例混合粉碎至小于1CM的颗粒，并搅拌均匀；2、将步骤1的颗粒与水、添加剂按比例搅拌均匀，放入研磨机研磨1.5-3小时；3、用200-400目筛过滤，将粗粒与杂质除去，4、泵入贮藏罐。
水煤浆的添加剂主要是分散剂和稳定剂。分散剂有聚氧乙烯、聚氧乙烷、木质素、腐殖酸、煤焦油、三聚氰胺、聚烯烃磺酸盐和聚羧酸盐等。
稳定剂有Guar胶，黄原胶、阿拉伯胶，羧乙基纤维素、聚丙烯酰胺，聚乙烯醇等。
生物质炭是由生物质秸杆、树皮、树枝、果壳、锯木屑等放入热解炉(专利号：200920062939.5和200920062938.0)中通过热解留下的固体。生物质炭的挥发分高，易燃，灰分少，最低约3％，按碳循环理论讲，生物质炭为零碳排放的环保燃料。如果，生物质炭用来生产生物质水煤浆，水煤浆的含煤浓度要低得多，水煤浆容易着火稳定燃烧，二氧化碳和二氧化硫气体排放比单用水煤浆可减少一半至百分之九十。
我国每年大约有10亿吨以上的农业废弃物(果壳、稻草壳等)及大量的林业废弃物(树皮、树枝、锯木屑)，资源广泛，生物质炭制备成本比焦油成本低，产量高，可以大批量生产。
因生物质炭的流动性优于煤，制成的水煤浆的含水量可降低5％，提高了水煤浆的发热值。
将生物质炭、煤混合粉碎至小于1CM的颗粒与水、添加剂按比例搅拌均匀，放入研磨机进行研磨，生物质炭、煤、水的相溶性提高，不易发生沉淀。
本发明经过多年实验，用生物质水煤浆的配比为：生物质炭为40％，煤为35％；水煤浆燃料的燃料配比是：煤为67％。1公斤7000大卡煤燃烧后产生3.6公斤二氧化碳排放，用做水煤浆的煤粉发热值一般有7000大卡/公斤，硫为0.5～1.1％，现取0.5％的计算，两种燃料二氧化碳排放和硫的含量对比如下：。
表1：
| 水煤浆 | 生物质水煤浆 | |
| 发热值(大卡/公斤) | 4690 | 4650 |
| 二氧化碳排放(公斤/公斤水煤浆) | 2.412 | 1.26 |
| 硫的含量 | 0.35％ | 0.18％ |
从表1上得出：生物质水煤浆的二氧化碳排放比水煤浆低48％；硫的含量比水煤浆也低48％，比柴油标准还低。
用生物质炭粉加焦油生产的生物质浆料，生物质炭的发热值为5500～7000大卡/公斤，本说明书取5500大卡/公斤，成本为900元/吨，焦油平均发热值8800大卡/公斤，价格为3000元/吨。设某生物质浆料的燃料配比按焦油13％，生物质炭63％，其发热值为4609大卡/公斤(＝5500×63％+8800×13％)，成本为957元/吨(＝900×63％+3000×13％)。
本发明的生物质水煤浆的生物质炭的发热值为5500～7000大卡/公斤，本说明书取5500大卡/公斤，成本为900元/吨，生产水煤浆的煤粉发热值一般有7000大卡/公斤，成本为1000元/吨，设某生物质水煤浆的燃料配比是：生物质炭为40％，煤为35％，生物质水煤浆发热值为4650大卡/公斤，成本为710元/吨。含有焦油或煤两种燃料二氧化碳排放与成本比较对比如下：
表2：
| 生物质浆料(焦油) | 生物质水煤浆 | |
| 发热值(大卡/公斤) | 4609 | 4650 |
| 二氧化碳排放(公斤/公斤水煤浆) | 0.47 | 1.26 |
| 每吨产品的燃料成本(元/吨) | 957 | 710 |
从表2得出：两种燃料的二氧化碳排放都达到环保要求，生物质浆料燃料成本每吨高达957元；生物质水煤浆液体燃料成本710元，比生物质浆料燃料成本低26％。
具体实施方式：
实施例1，
取60公斤生物质炭，15公斤煤，24公斤水，1公斤添加剂，1、将生物质炭、煤按比例混合粉碎至小于1CM的颗粒，并搅拌均匀；2、将步骤1的颗粒与水、添加剂按比例搅拌均匀，放入研磨机研磨1.5-3小时，3、用200-400目筛过滤，将粗粒与杂质除去，4、泵入贮藏罐。
实施例2，
取40公斤生物质炭，31公斤煤，27公斤水，2公斤添加剂，1、将生物质炭、煤按比例混合粉碎至小于1CM的颗粒，并搅拌均匀；2、将步骤1的颗粒与水、添加剂按比例搅拌均匀，放入研磨机研磨1.5-3小时，3、用200-400目筛过滤，将粗粒与杂质除去，4、泵入贮藏罐。
Claims (3)
1.一种生物质水煤浆，其组分及重量百分比如下：
生物质炭 15％～70％；
煤 5％～55％；
水 24％～30％；
添加剂 0.5％～3％。
2.如权利要求1所述的生物质水煤浆，其特征在于，其最佳组分及重量百分比如下：
生物质炭 65％；
煤 10％；
水 24；
添加剂 1。
3.一种如权利要求1所述生物质水煤浆的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：1、将生物质炭、煤按比例混合粉碎至小于1CM的颗粒，并搅拌均匀；2、将步骤1颗粒与水、添加剂按比例搅拌均匀，研磨1.5-3小时；3、用200-400目筛过滤，将粗粒与杂质除去，4、泵入贮藏罐。
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