CN101812344A - 利用农林废弃物生产生物质成型炭的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用农林废弃物生产生物质成型炭的工艺，其中：该生产工艺采用的原料的成分由下述重量配比组成：生物质废弃物80-120份，粘合剂48-72份，水64-96份，助燃剂8-12份，消烟剂2-6份。本发明的优点在于：采用内热式炭化方式，炭化过程基本无废气排放，采用雾化水终止炭化过程，不污染环境；炭化时间短，无需明火点燃；不用机械高温高压炭化，在自然条件下实现生物质的炭化，含炭量高，炭化率高。生成的生物质成型炭易燃，无烟、无毒、无异味，燃烧充分，火力猛，发热量大。

Description

利用农林废弃物生产生物质成型炭的工艺
技术领域
本发明涉及一种生产炭的工艺，特别是利用农林废弃物生产生物质成型炭的工艺。
背景技术
秸秆资源是新能源中最具开发利用规模的一种绿色可再生能源。据有关部门的统计数据，我国在用作能源的农作物秸秆中，其中用于畜牧饲料为1.45亿吨，还田肥料0.91亿吨，工业原料0.14亿吨，作为农民传统的生活燃料的秸秆为2.8亿吨，分别占总量的24％、15％、2.3％和40％。除了上述用途外，还有18.7％约1.13亿吨剩余秸秆没有任何用途，成为真正的废弃物，大部分被农民在田野焚烧，这不仅严重污染环境，影响交通，而且还造成生物质能源的极大浪费。传统的生物质成型炭常用烧炭法和机制炭化法，不仅大大污染环境，而且生产效率低，成本大。
发明内容
本发明的目的在于利用农林废弃物为原料，提供一种节能环保的利用农林废弃物生产生物质成型炭的工艺。
本发明的工艺和配方的选择可以得到不容易堵塞通风小孔，有利于维持生产工艺中局部缺氧环境平衡，并得到高发热值的成型碳。
本发明的技术方案为：
利用农林废弃物生产生物质成型炭的工艺，其特征在于：该生产工艺采用的原料的成分由下述重量配比组成：
生物质废弃物80-120份，粘合剂48-72份，水64-96份，助燃剂8-12份，消烟剂2-6份；
工艺步骤如下：先将生物质废弃物在105℃温度下，烘干2-4小时后，在500-600℃温度下炭化6-9小时，得到生物质废弃物的炭化料，粉碎过筛50目，得到的生物质废弃物的炭化粉，再将生物质废弃物的炭化粉与粘合剂，助燃剂，消烟剂和水混合均匀后得到混合物料，放入炭化炉中，引火点燃，静置3-5小时进行熟化后，再压制成型；
其中的粘合剂由重量配比6∶2∶2∶1的粘土∶膨润土∶煤矸石∶纤维长度450-600μm的木质纤维素混合均匀而成；
助燃剂由单一或混合的硝酸钠、硝酸钾、氯酸钾组成；
消烟剂由生石灰粉组成。
木质纤维素(Methyl Cellulose)是天然可再生木材经过化学处理、机械法加工得到的有机絮状纤维物质，无毒、无味、无污染、无放射性。广泛用于混凝土砂浆、石膏制品、木浆海棉、沥青道路等领域，对防止物料开裂、提高保水性、提高稳定性和加工的合宜性、增加强度、增强对表面的附着力等有良好的效果。
膨润土本身是不发热的，煤矸石本身属于发热量低的物质。但在本发明使用过程中，低发热量的物质作为重要的粘合成分，与粘土、膨润土、煤矸石、木质纤维素共同完成了良好的粘合。
如果不使用合适的粘合组合物质，也就是不使用粘土、膨润土、煤矸石、木质纤维素，成型效果不好，炭化的物质如果没有足够的粘合力，会有碎屑脱落掉落在钢管7的孔中，造成堵塞。因而影响空气的引入量，破坏了炭化炉中局部缺氧环境的平衡，导致最后的成型炭产品质量下降。不能形成高发热量的物质。
表1
  粘合剂组成   产品在制备过程中是否有碎屑容易堵塞钢管的小孔
  配方A   粘土、膨润土、煤矸石、纤维长度450-600μm木  质纤维素
  配方B   粘土、膨润土、煤矸石、纤维长度1000μm木质纤  维素
  配方C   粘土、膨润土、纤维长度1000μm木质纤维素
  配方D   粘土、膨润土
表2
  粘合剂组成   产品在制备过程中是否  有碎屑容易堵塞钢管的  小孔   产品的发热值
  配方A   不容易   5000大卡
  配方B   有少量   4400大卡
 配方C   有少量   4200大卡
 配方D   大量   3800大卡
本发明涉及的粘土就是普通可以用来制备建筑用的砖的粘土，建筑用的砖的粘土来源广泛，也没有特殊的要求。
木质纤维素选择纤维长度450-600μm明显优于1000μm。
最为奇特是的煤矸石本身属于发热量低的物质，但其加入，反而有助于提高产品的发热值。这应该归结为煤矸石与农林废弃物为原料的生物质可能形成了良好的新型的混合物。
本发明的优点在于：采用内热式炭化方式，炭化过程基本无废气排放，还可以采用雾化水终止炭化过程，不污染环境；炭化时间短，无需明火点燃；不用机械高温高压炭化，在自然条件下实现生物质的炭化，含炭量高，炭化率高。生成的生物质成型炭易燃，无烟、无毒、无异味，燃烧充分，火力猛，发热量大。
附图说明
图1为本发明的炭化炉正面结构示意图；
图2为本发明的炭化炉的俯视图
具体实施方式
实施例1、利用农林废弃物生产生物质成型炭的工艺，其中：该生产工艺采用的原料的成分由下述重量配比组成：
生物质废弃物80-120份，粘合剂48-72份，水64-96份，助燃剂8-12份，消烟剂2-6份；
工艺步骤如下：先将生物质废弃物在105℃温度下，烘干2-4小时后，在500-600℃温度下炭化6-9小时，得到生物质废弃物的炭化料，粉碎过筛50目，得到的生物质废弃物的炭化粉，再将生物质废弃物的炭化粉与粘合剂，助燃剂，消烟剂和水混合均匀后得到混合物料，放入炭化炉中，引火点燃，静置3-5小时进行熟化后，再压制成型；
其中的粘合剂由重量配比6∶2∶2∶1的粘土∶膨润土∶煤矸石∶纤维长度450-600μm的木质纤维素混合均匀而成；
助燃剂由单一或混合的硝酸钠、硝酸钾、氯酸钾组成；
消烟剂由生石灰粉组成。
实施例2、采用的炭化炉的结构如下：
包括内炉1和外炉5，外炉5罩在内炉1之外，其中：内炉1靠近底部位置设有贯通炉壁的多排通风口4，外炉5的最下部设有贯通炉壁的一排点火口6，内炉1的上端通过烟道2与外界连通，烟道2的下端设有风门3；
外炉5与内炉1之间的空腔底部设置有多根钢管7，多根钢管7朝着内炉1的中心均匀排列，钢管7上分布着多个小孔；
将农林废弃物放置在有孔的钢管7上燃烧，这样可以通风，利于农林废弃物快速炭化，生成生物质成型炭；
外炉5的直径为12米；内炉1的直径为3米；
风口4的直径为1米；烟道2的高度为15米。
其余工艺与实施例1相同。
实施例3、利用农林废弃物生产生物质成型炭的工艺，其中：该生产工艺的成分按下述比例配比：
生物质废弃物80份，粘合剂48份，水64份，助燃剂8份，消烟剂2份；
工艺步骤如下：先将生物质废弃物在105℃温度下，烘干2小时后，在500℃温度下炭化6小时，得到生物质废弃物的炭化料，粉碎过筛50目，得到的生物质废弃物的炭化粉，再将生物质废弃物的炭化粉与粘合剂，助燃剂，消烟剂和水混合均匀后得到混合物料，放入炭化炉中，引火点燃，静置5小时进行熟化后，再压制成型。
其余同实施例1和实施例2。其中阻燃剂是硝酸钠。
实施例4、利用农林废弃物生产生物质成型炭的工艺，其中：该生产工艺的成分按下述比例配比：
生物质废弃物120份，粘合剂72份，水96份，助燃剂12份，消烟剂6份；
工艺步骤如下：先将生物质废弃物在105℃温度下，烘干4小时后，在600℃温度下炭化9小时，得到生物质废弃物的炭化料，粉碎过筛50目，得到的生物质废弃物的炭化粉，再将生物质废弃物的炭化粉与粘合剂，助燃剂，消烟剂和水混合均匀后得到混合物料，放入炭化炉中，引火点燃，静置3小时进行熟化后，再压制成型。
其余同实施例1和实施例2。其中阻燃剂是硝酸钾。
实施例5、利用农林废弃物生产生物质成型炭的工艺，其中：该生产工艺的成分按下述比例配比：生物质废弃物100份，粘合剂62份，水80份，助燃剂9份，消烟剂4份；
工艺步骤如下：先将生物质废弃物在105℃温度下，烘干3小时后，在550℃温度下炭化7小时，得到生物质废弃物的炭化料，粉碎过筛50目，得到的生物质废弃物的炭化粉，再将生物质废弃物的炭化粉与粘合剂，助燃剂，消烟剂和水混合均匀后得到混合物料，放入炭化炉中，引火点燃，静置4小时进行熟化后，再压制成型。
其余同实施例1和实施例2。其中阻燃剂是氯酸钾。
实施例6、利用农林废弃物生产生物质成型炭的工艺，其中：该生产工艺的成分按下述比例配比：
生物质废弃物110份，粘合剂67份，水88份，助燃剂9份，消烟剂36份；
工艺步骤如下：先将生物质废弃物在105℃温度下，烘干3小时后，在520℃温度下炭化8小时，得到生物质废弃物的炭化料，粉碎过筛50目，得到的生物质废弃物的炭化粉，再将生物质废弃物的炭化粉与粘合剂，助燃剂，消烟剂和水混合均匀后得到混合物料，放入炭化炉中，引火点燃，静置4小时进行熟化后，再压制成型。
其余同实施例1和实施例2。
其中阻燃剂是等重量比例的硝酸钠、硝酸钾、氯酸钾。
结合上述实施例解释工作原理：
采用内热式炭化方式，通过从炉体下端点火口燃烧物引燃炉体中央底部的可燃物，并作为热源，在局部缺氧的条件下将生物质废弃物炭化。炭化后经粉碎得到生物质炭粉。将生物质炭粉与助剂按比例混合，静置熟化，再压制成型。
使用的时候将生物质废弃物的炭化粉与粘合剂，助燃剂，消烟剂和水混合均匀后得到混合物料放在炉5与内炉1之间的空腔底部设置的多根钢管7上，在外炉5的最下部设有贯通炉壁的一排点火口6点燃火焰后，依靠混合物料之间的可燃性，再依靠钢管7上分布的小孔，通风口4，烟道2，风门3与外界的空气相通，适当补充氧气，并维持局部缺氧的环境，以便维持暗火，经过静置3-5小时进行熟化后，混合物料已经整体炭化完毕，再压制成型的成型炭具有良好的使用功能。其发热值可以达到5000大卡。

Claims (3)

1.利用农林废弃物生产生物质成型炭的工艺，其特征在于：该生产工艺采用的原料的成分由下述重量配比组成：
生物质废弃物80-120份，粘合剂48-72份，水64-96份，助燃剂8-12份，消烟剂2-6份；
工艺步骤如下：先将生物质废弃物在105℃温度下，烘干2-4小时后，在500-600℃温度下炭化6-9小时，得到生物质废弃物的炭化料，粉碎过筛50目，得到的生物质废弃物的炭化粉，再将生物质废弃物的炭化粉与粘合剂，助燃剂，消烟剂和水混合均匀后得到混合物料，放入炭化炉中，引火点燃，静置3-5小时进行熟化后，再压制成型。
2.根据权利要求1所述的利用农林废弃物生产生物质成型炭的工艺，其特征在于：
其中的粘合剂由重量配比6∶2∶2∶1的粘土∶膨润土∶煤矸石∶纤维长度450-600μm的木质纤维素混合均匀而成；
助燃剂由单一或混合的硝酸钠、硝酸钾、氯酸钾组成；
消烟剂由生石灰粉组成。
3.根据权利要求1或2所述的利用农林废弃物生产生物质成型炭的工艺，其特征在于：采用的炭化炉的结构如下：
包括内炉1和外炉5，外炉5罩在内炉1之外，其中：内炉1靠近底部位置设有贯通炉壁的多排通风口4，外炉5的最下部设有贯通炉壁的一排点火口6，内炉1的上端通过烟道2与外界连通，烟道2的下端设有风门3；
外炉5与内炉1之间的空腔底部设置有多根钢管7，多根钢管7朝着内炉1的中心均匀排列，钢管7上分布着多个小孔；
将农林废弃物放置在有孔的钢管7上燃烧，这样可以通风，利于农林废弃物快速炭化，生成生物质成型炭；
外炉5的直径为12米；内炉1的直径为3米；
风口4的直径为1米；烟道2的高度为15米。
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