CN101985575A - 一种生物质型煤及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种以生物质、劣质无烟粉煤为原料制备生物质型煤的方法，所述的生物质型煤制备为将生物质、劣质无烟粉煤、添加剂(固硫剂、生物质粘结剂、氧化剂和防水剂)进行均匀混合，再湿法低压压制成型。固硫剂为生石灰CaO；生物质粘结剂是指甘蔗渣用1％-2％的氢氧化钠溶液处理后所得浅黄色粘稠物；氧化剂是高锰酸钾；防水剂为焦油，也可作粘结剂。按照质量百分比，劣质无烟煤粉40～65份，生物质25～55份，添加剂5～10份。该生物质型煤具有成本低、燃点低、燃尽率高、脱硫和防水于一体化的优点，对于节能环保有重大意义。

Description

一种生物质型煤及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物能源技术领域；更具体涉及生物质型煤及其制备方法。
背景技术
甘蔗渣是甘蔗制糖时压榨后的渣滓，质地粗硬，约占甘蔗的24％～27％(其中含水分约50％)，每生产出一吨的蔗糖，就会产生2～3吨的蔗渣。对湿蔗渣进行近似分析看出，蔗渣含有丰富的纤维素，而含木质素较少。甘蔗渣可做廉价的粗饲料，但由于其木质化程度高，消化率较低，其蛋白质和能量的含量都很低，所以不直接做反刍动物饲料，只能少量喂给，而且必须与蛋白质饲料和能量饲料搭配饲喂。广东省富产甘蔗，有许多糖厂，但甘蔗渣没有得到有效的利用，大量堆积污染环境。
目前，全球金融危机引发能源危机，在化石燃料(石油、煤和天然气)日趋减少的状况下，生物质作为可再生能源成为21世纪新能源研究的热点。中国无烟煤预测储量为4740亿吨，占中国煤炭总资源量的10％，年产2亿吨。山西省占32％，河南省占18％，贵州省占11％。劣质无烟煤热值低、挥发分低、不可再生、燃烧污染物和温室气体多等缺点，使得劣质无烟煤基本处于废弃的境地。为了有效利用废弃的甘蔗渣和劣质无烟煤，将甘蔗渣和劣质无烟煤作为型煤的原料开发出利用生物能源的生物质型煤，合理利用了能源燃料释放其热值，不仅减少了燃料煤的消耗，而且降低了污染物的排放，起到节能环保的双重作用。
由于工业型煤的技术、价格及市场等原因，使得锅炉燃料型煤工业化推广缓慢。生物质型煤生产技术成熟，成本低，操作简单，便于工业化推广应用，具有很大的发展前景。
发明内容
本发明是针对劣质无烟煤热值低、不易燃的固有特性，提供一种生物质型煤及其制备方法。该生物质型煤具有成本低、燃点低、燃尽率高、脱硫和防水于一体化的优点，对于节能环保有重大意义，所述的生物质型煤适用于锅炉型煤或家用小型民用炉。本发明通过如下技术方案实现。
一种生物质型煤的制备方法，其将劣质无烟煤粉、生物质、固硫剂、添加剂进行均匀混合，采用湿法压制成型而成，所述添加剂包括固硫剂、生物质粘结剂、氧化剂和防水剂。
上述的制备方法中，所述生物质包括甘蔗渣；所述固硫剂为生石灰。
上述的制备方法中，所述生物质粘结剂为蔗渣用质量浓度1％-2％的氢氧化钠溶液处理后所得浅黄色粘稠物。
上述的制备方法中，所述氧化剂为高猛酸钾。
上述的制备方法中，所述氧化剂还包括双氧水。
上述的制备方法中，所述防水剂为焦油。
上述的制备方法中，具体步骤为：将甘蔗渣粉碎到小于3mm；将劣质无烟煤粉、甘蔗渣混合均匀得混合物A；将固硫剂、生物质粘结剂、氧化剂和防水剂混合均匀得混合物B，再将混合物B和混合物A加水混合均匀，再用模具湿法低压压制成型，室温下自然熟化成型。或具体步骤为：将甘蔗渣粉碎到小于3mm；将劣质无烟煤粉、甘蔗渣混合均匀得混合物A；将固硫剂、生物质粘结剂和氧化剂混合均匀得混合物B，再将混合物B和混合物A加水混合均匀得混合物C，将混合物C与防水剂混合，再用模具湿法低压压制成型，室温下自然熟化成型。
上述的制备方法中，所述劣质无烟煤粉、生物质、添加剂按如下质量份数配制：劣质无烟煤粉40～65份，生物质25～55份，添加剂5～10份，添加剂按重量份数包括固硫剂2～5份、生物质粘结剂2～5份、氧化剂1～5份和防水剂1～3份。
与现有的技术相比，本发明的优势在于：
(1)本发明采用劣质无烟煤，克服其热值低、挥发分低及燃烧气化活性低、不可再生、燃烧污染大等特性，是一种环保型燃料。
(2)本发明将甘蔗渣作为生物质型煤的生物质原料，其燃点低，挥发份含量高，在燃烧时会使型煤内部形成许多孔隙，有利于空气进入，提高无烟煤的燃烧气化活性，从而促进燃烧。生物质具有可再生、氮和硫含量低、灰分低、燃烧后对环境的二氧化碳净排放量为零等特点。
(3)本发明使用的固硫剂为生石灰CaO，与SO2反应生成硫酸盐，起到固硫剂的作用，可降低煤中硫的排放，保护了环境，且生石灰价格低，原料广；本发明使用的粘结剂是经过氢氧化钠溶液处理的甘蔗渣，既增加了生物质的添加量，又增强了型煤的冷热稳定性及机械强度；本发明使用的氧化剂是高锰酸钾，可将SO2氧化成SO3，加强固硫效果，并能产生氧气，又起到助燃作用。本发明使用的防水剂是焦油，焦油不仅能防止型煤受潮及吸水，还有粘合作用。
(4)本发明的生物质型煤制备方法操作简单，适合工业化大生产，制备的生物质型煤不仅具有燃点低、燃尽率高、脱硫和防水效果好的优点，而且燃烧后的烟尘污染物含量低，具有很好的应用前景。
总的来说，本发明提供了开发利用劣质无烟煤粉和甘蔗渣生物能源制型煤的新方法。采用甘蔗渣为生物质来源，即变废为宝，又保护了环境。该方法充分利用无烟煤和甘蔗渣自身的优势：劣质无烟煤是一种难于燃烧的煤种，利用高挥发份、燃点低的生物质可以改善无烟煤的着火性能，使无烟煤燃尽需要的时间减少，温度降低，后期燃烧时间变短，燃烧加快，可以获得更好的燃尽特性。
具体实施方式
以下通过具体实施例来进一步详细描述本发明，但本发明不限于下列实施例的范围，只要在本发明的思想范围内，对本发明的细节所作的修改或替换均属于本发明的保护范围。
实施例1
将无烟煤煤粉筛分，粉碎甘蔗渣，确保无烟粉煤和甘蔗渣最大粒径在3mm以下。称取劣质无烟粉煤500g，甘蔗渣400g，两者混合均匀，再称取固硫剂生石灰30g，生物质粘结剂35g(粘结剂为用5g浓度为1％的氢氧化钠溶液与30g甘蔗渣混合，搅拌5分钟后所得的混合物物)，氧化剂高锰酸钾20g和防水剂焦油15g，添加剂混合均匀后，再与混合好的原料加水均匀混合，然后用自制的模具湿法低压成型，可得到直径为50mm的球状生物质型煤，在室温下熟化而成。
实施例2
将劣质无烟粉煤筛分，粉碎甘蔗渣，确保无烟粉煤和甘蔗渣最大粒径在3mm以下。称取劣质无烟粉煤600g，甘蔗渣300g，两者混合均匀，再称取固硫剂生石灰35g、生物质粘结剂30g(粘结剂为用5g质量浓度为2％的氢氧化钠溶液与25g甘蔗渣混合，搅拌5分钟后所得的混合物物)、氧化剂高锰酸钾20g混合均匀后，再与混合好的原料加水均匀混合，再与15g防水剂焦油然混合后用自制的模具湿法低压成型，可得到直径为50mm的球状生物质型煤，在室温下熟化而成。
实施例3
将劣质无烟粉煤筛分，粉碎甘蔗渣，确保无烟粉煤和甘蔗渣最大粒径在3mm以下。称取劣质无烟粉煤500g，甘蔗渣400g，两者混合均匀，再称取固硫剂生石灰40g，生物质粘结剂25g(粘结剂为甘蔗渣用质量浓度1.5％的氢氧化钠溶液处理后所得浅黄色粘稠物)，氧化剂高锰酸钾20g和防水剂焦油15g，添加剂混合均匀后，再与混合好的原料加水均匀混合，然后用自制的模具湿法低压成型，可得到直径为50mm的球状生物质型煤，在室温下熟化而成。
实施例4
将劣质无烟粉煤筛分，粉碎甘蔗渣，确保无烟粉煤和甘蔗渣最大粒径在3mm以下。称取劣质无烟粉煤600g，甘蔗渣300g，两者混合均匀，再称取固硫剂生石灰40g，生物质粘结剂25g(粘结剂为蔗渣用质量浓度2％的氢氧化钠溶液处理后所得浅黄色粘稠物)，氧化剂高锰酸钾20g，剂混合均匀后，再与混合好的原料加水均匀混合，再与15g防水剂焦油混合，然后用自制的模具湿法低压成型，可得到直径为50mm的球状生物质型煤，在室温下熟化而成。
实施例5
将劣质无烟粉煤筛分，粉碎甘蔗渣，确保无烟粉煤和甘蔗渣最大粒径在3mm以下。称取劣质无烟粉煤400g，甘蔗渣500g，两者混合均匀，再称取固硫剂生石灰30g，生物质粘结剂35g，氧化剂高锰酸钾20g和防水剂焦油15g，添加剂混合均匀后，再与混合好的原料加水均匀混合，然后用自制的模具湿法低压成型，可得到直径为50mm的球状生物质型煤，在室温下熟化而成。
实施例6
将劣质无烟粉煤筛分，粉碎甘蔗渣，确保无烟粉煤和甘蔗渣最大粒径在3mm以下。称取劣质无烟粉煤400g，甘蔗渣500g，两者混合均匀，再称取固硫剂生石灰25g，生物质粘结剂40g，氧化剂高锰酸钾20g和防水剂焦油15g，添加剂混合均匀后，再与混合好的原料加水均匀混合，然后用自制的模具湿法低压成型，可得到直径为50mm的球状生物质型煤，在室温下熟化而成。
对实施例1-6的生物质型煤的工业分析结果如表1所示。
表1
Figure BSA00000336064100051

Claims (10)

1.一种生物质型煤的制备方法，其特征在于将劣质无烟煤粉、生物质、固硫剂、添加剂进行均匀混合，采用湿法压制成型而成，所述添加剂包括固硫剂、生物质粘结剂、氧化剂和防水剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述生物质包括甘蔗渣；所述固硫剂为生石灰。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述生物质粘结剂为甘蔗渣用质量浓度1％-2％的氢氧化钠溶液处理后所得浅黄色粘稠物。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述氧化剂为高猛酸钾。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述氧化剂还包括双氧水。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述防水剂为焦油。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：将甘蔗渣粉碎到小于3mm；将劣质无烟煤粉、甘蔗渣混合均匀得混合物A；将固硫剂、生物质粘结剂、氧化剂和防水剂混合均匀得混合物B，再将混合物B和混合物A加水混合均匀，再用模具湿法低压压制成型，室温下自然熟化成型。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：将甘蔗渣粉碎到小于3mm；将劣质无烟煤粉、甘蔗渣混合均匀得混合物A；将固硫剂、生物质粘结剂和氧化剂混合均匀得混合物B，再将混合物B和混合物A加水混合均匀得混合物C，将混合物C与防水剂混合，再用模具湿法低压压制成型，室温下自然熟化成型。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于所述劣质无烟煤粉、生物质、添加剂按如下质量份数配制：劣质无烟煤粉40～65份，生物质25～55份，添加剂5～10份，添加剂按重量份数包括固硫剂2～5份、生物质粘结剂2～5份、氧化剂1～5份和防水剂1～3份。
10.由权利要求1所述制备方法制得的生物质型煤。
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