CN102191103A - 水浮莲生物煤及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水浮莲生物煤，生物煤的指标为：挥发分Vdaf：50％-65％，热量Qnet，ar：3500-5000kJ/kg，灰分Ad：≤10％，全水分Mt：≤20％/M。本发明以水浮莲作为主要原料制备的生物煤，粗纤维含量高，燃烧效果极佳，燃烧后剩下的灰分小，燃烧后的粉料可作为植物肥料用，无环境污染，不仅能标准化生产，使以水浮莲作为主要原料制备的生物煤燃烧过程变为可控，还充分利用了水浮莲，解决了水浮莲污染环境的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质煤，尤其涉及一种用水浮莲制备的生物煤及其制造方法。
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。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。
为了解决上述问题，中国专利申请号200810070807.7公开了一种以水葫芦与无烟粉煤制备生物质型煤，其申请日为2008年3月25日，公开日为2008年8月27日，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，该方法中，无烟粉煤65-80份，生物质5-30份，粘结剂5-10份。采用上述方法制备生物质型煤主要还存在以下不足：一、上述方法压制获得的生物质型煤，由于水浮莲所含粗纤维较低，燃烧效果不佳，并且燃烧后剩下的灰分大。二、水浮莲制备生物质煤由于没有国家标准，造成现有的水浮莲制生物煤燃烧过程无法控制，不能标准化。三、上述方法中加入的原料主要还是为无烟粉煤，水浮莲作为辅料，造成生物质煤成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中以水浮莲为原料制备生物质煤存在的上述问题，提供一种水浮莲生物煤及其制造方法，本发明以水浮莲作为主要原料制备的生物煤，粗纤维含量高，燃烧效果极佳，燃烧后剩下的灰分小，燃烧后的粉料可作为植物肥料用，无环境污染，不仅能标准化生产，使以水浮莲作为主要原料制备的生物煤燃烧过程变为可控，还充分利用了水浮莲，解决了水浮莲污染环境的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种水浮莲生物煤，其特征在于，所述生物煤的指标为：
挥发分Vdaf：50％-65％，热量Qnet，ar：3500-5000KJ/kg，灰分Ad：≤10％，全水分Mt：≤20％/M。
一种水浮莲生物煤的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、脱水：分别将水浮莲挤压脱水至含水率为40％-50％，秸秆脱水至含水率小于20％；
b、粉碎：将脱水后的秸秆和脱水后的水浮莲分别采用50-155目筛进行粉碎；
c、烘干：将混合料在80-120度温度下，烘干至含水率为80-90％；
d、混合：将粉碎后的秸秆加入粉碎后的水浮莲中，加入的秸秆与加入的水浮莲的重量比为3-5∶7-5，并搅拌混合均匀形成混合料；
e、压制成型：在压力大于15吨下，将混合料压制成型生物煤，压制成型的体积比为30∶1。
本发明还包括将树枝脱水至含水率小于20％，并将脱水后的树枝采用50-155目筛进行粉碎，再将粉碎后的树枝加入混合料中并搅拌均匀的步骤，粉碎后的树枝的加入量与秸秆和水浮莲的重量比为1∶4∶5。
本发明还包括将木屑脱水至含水率小于20％，并将脱水后的木屑采用50-155目筛进行粉碎，再将粉碎后的木屑加入混合料中并搅拌均匀的步骤，粉碎后的木屑的加入量与秸秆和水浮莲的重量比为1∶4∶5。
本发明还包括分别将木屑、树枝脱水至含水率小于20％，并将脱水后的木屑、树枝分别采用50-155目筛进行粉碎，再将粉碎后的木屑、树枝分别加入混合料中并搅拌均匀的步骤，粉碎后的木屑、树枝的加入量与秸秆和水浮莲的重量比为1∶1∶3∶5。
所述秸秆包括玉米秸、高粱秸、稻草、麦秸、豆秸、棉秆等。
采用本发明的优点在于：
一、本发明以水浮莲作为主要原料制备的生物煤，粗纤维含量高，燃烧效果极佳，燃烧后剩下的灰分小，燃烧后的粉料可作为植物肥料用，无环境污染，不仅能标准化生产，使以水浮莲作为主要原料制备的生物煤燃烧过程变为可控，还充分利用了水浮莲，解决了水浮莲污染环境的问题。
二、本发明燃烧后的产物成为标准钾肥，可以直接还田，作为农作物的肥料使用。
三、本发明中加入了秸秆，解决了农业废弃物，属于再生能源，并且由于水浮莲粗纤维含量较低，加入秸秆后形成的混合料其粗纤维含量较高，提高了生物煤的热值，并且降低了秸秆的运输成本。
四、本发明中可以加入木屑，木屑为林业废弃物，属于再生能源，并且由于水浮莲粗纤维含量较低，加入木屑后提高了生物煤的热值，并且降低了木屑的运输成本。
五、本发明中可以加入树枝，树枝为林业废弃物，属于再生能源，并且由于水浮莲粗纤维含量较低，加入木屑后提高了生物煤的热值，并且降低了木屑的运输成本。
六、将水浮莲挤压脱水至含水率为40％-50％，秸秆脱水至含水率小于20％，在压制过程中更加密实，不需要使用添加剂成型，有利于成型，有利于提高生物煤的品质。
七、本发明将混合料在80-120度下烘干至含水率为80-90％，温度太高会使混合料碳化，温度太低则影响成型和压缩比，并且烘干至含水率为80-90％，有利于压缩成型。
八、本发明中，将粉碎后的秸秆加入粉碎后的水浮莲中，加入的秸秆与加入的水浮莲的重量比为3-5∶7-5∶并搅拌混合均匀形成混合料，采用此重量比，既保证了成型，又保证了生物煤的热值和压缩比。
九、本发明中，在压力大于15吨下，将混合料压制成型生物煤，压制成型的体积比为30∶1，采用此压力和体积比采能达到普通煤的标准热值，保证其燃烧效果。
具体实施方式
实施例1
一种水浮莲生物煤，生物煤的指标为：
挥发分Vdaf：50％-65％，热量Qnet，ar：3500-5000KJ/kg，灰分Ad：≤10％，全水分Mt：≤20％/M。
一种水浮莲生物煤的制造方法，包括如下步骤：
a、脱水：分别将水浮莲挤压脱水至含水率为40％，秸秆脱水至含水率19％；
b、粉碎：将脱水后的秸秆和脱水后的水浮莲分别采用50目筛进行粉碎；
c、烘干：将混合料在80度温度下，烘干至含水率为80％；
d、混合：将粉碎后的秸秆加入粉碎后的水浮莲中，加入的秸秆与加入的水浮莲的重量比为3∶7，并搅拌混合均匀形成混合料；
e、压制成型：在压力16吨的条件下，将混合料压制成型生物煤，压制成型的体积比为30∶1。
本实施例中的秸秆包括玉米秸。
实施例2
一种水浮莲生物煤，所述生物煤的指标为：
挥发分Vdaf： 50％-65％，热量Qnet，ar：3500-5000KJ/kg，灰分Ad：≤10％，全水分Mt：≤20％/M。
一种水浮莲生物煤的制造方法，包括如下步骤：
a、脱水：分别将水浮莲挤压脱水至含水率为50％，秸秆脱水至含水率15％；
b、粉碎：将脱水后的秸秆和脱水后的水浮莲分别采用155目筛进行粉碎；
c、烘干：将混合料在120度温度下，烘干至含水率为90％；
d、混合：将粉碎后的秸秆加入粉碎后的水浮莲中，加入的秸秆与加入的水浮莲的重量比为5∶5，并搅拌混合均匀形成混合料；
e、压制成型：在压力为20吨的条件下，将混合料压制成型生物煤，压制成型的体积比为30∶1。
本实施例中的秸秆包括高粱秸。
实施例3
一种水浮莲生物煤，所述生物煤的指标为：
挥发分Vdaf：50％-65％，热量Qnet，ar：3500-5000KJ/kg，灰分Ad：≤10％，全水分Mt：≤20％/M。
一种水浮莲生物煤的制造方法，包括如下步骤：
a、脱水：分别将水浮莲挤压脱水至含水率为45％，秸秆脱水至含水率13％；
b、粉碎：将脱水后的秸秆和脱水后的水浮莲分别采用100目筛进行粉碎；
c、烘干：将混合料在100度温度下，烘干至含水率为85％；
d、混合：将粉碎后的秸秆加入粉碎后的水浮莲中，加入的秸秆与加入的水浮莲的重量比为4∶5，并搅拌混合均匀形成混合料；
e、压制成型：在压力为20吨的条件下，将混合料压制成型生物煤，压制成型的体积比为30∶1。
本发明还包括将树枝脱水至含水率19％，并将脱水后的树枝采用155目筛进行粉碎，再将粉碎后的树枝加入混合料中并搅拌均匀的步骤，粉碎后的树枝的加入量与秸秆和水浮莲的重量比为1∶4∶5。
本实施例中的秸秆为稻草。
实施例4
一种水浮莲生物煤，所述生物煤的指标为：
挥发分Vdaf：50％-65％，热量Qnet，ar：3500-5000KJ/kg，灰分Ad：≤10％，全水分Mt：≤20％/M。
一种水浮莲生物煤的制造方法，包括如下步骤：
a、脱水：分别将水浮莲挤压脱水至含水率为40％％，秸秆脱水至含水率12％；
b、粉碎：将脱水后的秸秆和脱水后的水浮莲分别采用50目筛进行粉碎；
c、烘干：将混合料在80-120度温度下，烘干至含水率为89％；
d、混合：将粉碎后的秸秆加入粉碎后的水浮莲中，加入的秸秆与加入的水浮莲的重量比为4∶5，并搅拌混合均匀形成混合料；
e、压制成型：在压力为25吨条件下，将混合料压制成型生物煤，压制成型的体积比为30∶1。
本发明还包括将木屑脱水至含水率15％，并将脱水后的木屑采用50目筛进行粉碎，再将粉碎后的木屑加入混合料中并搅拌均匀的步骤，粉碎后的木屑的加入量与秸秆和水浮莲的重量比为1∶4∶5。
本实施例中的秸秆为麦秸。
实施例5
一种水浮莲生物煤，所述生物煤的指标为：
挥发分Vdaf：50％-65％，热量Qnet，ar：3500-5000KJ/kg，灰分Ad：≤10％，全水分Mt：≤20％/M。
一种水浮莲生物煤的制造方法，包括如下步骤：
a、脱水：分别将水浮莲挤压脱水至含水率为41％，秸秆脱水至含水率14％；
b、粉碎：将脱水后的秸秆和脱水后的水浮莲分别采用120目筛进行粉碎；
c、烘干：将混合料在110度温度下，烘干至含水率为81％；
d、混合：将粉碎后的秸秆加入粉碎后的水浮莲中，加入的秸秆与加入的水浮莲的重量比为3∶5，并搅拌混合均匀形成混合料；
e、压制成型：在压力为30吨条件下，将混合料压制成型生物煤，压制成型的体积比为30∶1。
本发明还包括分别将木屑、树枝脱水至含水率16％，并将脱水后的木屑、树枝分别采用120目筛进行粉碎，再将粉碎后的木屑、树枝分别加入混合料中并搅拌均匀的步骤，粉碎后的木屑、树枝的加入量与秸秆和水浮莲的重量比为1∶1∶3∶5。
本实施例中的秸秆为豆秸。
实施例6
一种水浮莲生物煤，所述生物煤的指标为：
挥发分Vdaf：50％-65％，热量Qnet，ar：3500-5000KJ/kg，灰分Ad：≤10％，全水分Mt：≤20％/M。
一种水浮莲生物煤的制造方法，包括如下步骤：
a、脱水：分别将水浮莲挤压脱水至含水率为42％，秸秆脱水至含水率17％；
b、粉碎：将脱水后的秸秆和脱水后的水浮莲分别采用155目筛进行粉碎；
c、烘干：将混合料在110度温度下，烘干至含水率为85％；
d、混合：将粉碎后的秸秆加入粉碎后的水浮莲中，加入的秸秆与加入的水浮莲的重量比为3∶5，并搅拌混合均匀形成混合料；
e、压制成型：在压力为25吨条件下，将混合料压制成型生物煤，压制成型的体积比为30∶1。
本发明还包括分别将木屑、树枝脱水至含水率17％，并将脱水后的木屑、树枝分别采用155目筛进行粉碎，再将粉碎后的木屑、树枝分别加入混合料中并搅拌均匀的步骤，粉碎后的木屑、树枝的加入量与秸秆和水浮莲的重量比为1∶1∶3∶5。
本实施例中的秸秆为棉秆。
实施例7
一种水浮莲生物煤，所述生物煤的指标为：
挥发分Vdaf：50％-65％，热量Qnet，ar：3500-5000KJ/kg，灰分Ad：≤10％，全水分Mt：≤20％/M。
一种水浮莲生物煤的制造方法，包括如下步骤：
a、脱水：分别将水浮莲挤压脱水至含水率为50％，秸秆脱水至含水率11％；
b、粉碎：将脱水后的秸秆和脱水后的水浮莲分别采用50目筛进行粉碎；
c、烘干：将混合料在120度温度下，烘干至含水率为90％；
d、混合：将粉碎后的秸秆加入粉碎后的水浮莲中，加入的秸秆与加入的水浮莲的重量比为4∶5，并搅拌混合均匀形成混合料；
e、压制成型：在压力为28吨条件下，将混合料压制成型生物煤，压制成型的体积比为30∶1。
本发明还包括将木屑脱水至含水率为11％，并将脱水后的木屑采用50目筛进行粉碎，再将粉碎后的木屑加入混合料中并搅拌均匀的步骤，粉碎后的木屑的加入量与秸秆和水浮莲的重量比为1∶4∶5。
本实施例中的秸秆为高粱秸。
实施例8
一种水浮莲生物煤，所述生物煤的指标为：
挥发分Vdaf：50％-65％，热量Qnet，ar：3500-5000KJ/kg，灰分Ad：≤10％，全水分Mt：≤20％/M。
一种水浮莲生物煤的制造方法，包括如下步骤：
a、脱水：分别将水浮莲挤压脱水至含水率为40％％，秸秆脱水至含水率为10％；
b、粉碎：将脱水后的秸秆和脱水后的水浮莲分别采用50目筛进行粉碎；
c、烘干：将混合料在120度温度下，烘干至含水率为80％；
d、混合：将粉碎后的秸秆加入粉碎后的水浮莲中，加入的秸秆与加入的水浮莲的重量比为4∶5，并搅拌混合均匀形成混合料；
e、压制成型：在压力30吨下，将混合料压制成型生物煤，压制成型的体积比为30∶1。
本发明还包括将树枝脱水至含水率为10％，并将脱水后的树枝采用50目筛进行粉碎，再将粉碎后的树枝加入混合料中并搅拌均匀的步骤，粉碎后的树枝的加入量与秸秆和水浮莲的重量比为1∶4∶5。
本实施例中的秸秆为棉秆。本发明棒状成型燃料密度≥0.8吨/立方米，颗粒状成型燃料密度≥1吨/立方米。大约1.2吨“秸秆煤”相当于1吨普通煤炭。
本发明中添加的秸秆、木屑和树枝，是根据植物源料本身的化学组成成份，按工业分析成份，多种植物混合配制，经机械设备压制成型的再生能源产品生物煤。由于植物本身的化学组成成份不同，任意组合将直接影响产品质量。因此，必须根据植物本身的化学组成成份，按工业分析成份多种植物混合配制生产。可根据不同地区秸秆、植物的不同产量，型成固定的、可调整的、任意变换原料的生产方法。本发明可彻底解决“水浮莲”这一大公害，可变害为利、变废为宝，是解决目前产品不稳定、单一原料生产、原料供应不足、运输成本、产品值量标准等阻碍“生物煤”、“颗粒燃料”再生新能源产品具体而有效的重要措施。
显然，本领域的普通技术人员根据所掌握的技术知识和惯用手段，根据以上所述内容，还可以作出不脱离本发明基本技术方案的多种形式，这些形式上的变换均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种水浮莲生物煤，其特征在于，所述生物煤的指标为：
挥发分Vdaf；50％-65％，热量Qnet，ar：3500-5000KJ/kg，灰分Ad：≤10％，全水分Mt：≤20％/M。
2.一种如权利要求1所述的水浮莲生物煤的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、脱水：分别将水浮莲挤压脱水至含水率为40％-50％，秸秆脱水至含水率小于20％；
b、粉碎：将脱水后的秸秆和脱水后的水浮莲分别采用50-155目筛进行粉碎；
c、烘干：将混合料在80-120度温度下，烘干至含水率为80-90％；
d、混合：将粉碎后的秸秆加入粉碎后的水浮莲中，加入的秸秆与加入的水浮莲的重量比为3-5∶7-5，并搅拌混合均匀形成混合料；
e、压制成型：在压力大于15吨下，将混合料压制成型生物煤，压制成型的体积比为30∶1。
3.根据权利要求2所述的水浮莲生物煤的制造方法，其特征在于：还包括将树枝脱水至含水率小于20％，并将脱水后的树枝采用50-155目筛进行粉碎，再将粉碎后的树枝加入混合料中并搅拌均匀的步骤，粉碎后的树枝的加入量与秸秆和水浮莲的重量比为1∶4∶5。
4.根据权利要求2所述的水浮莲生物煤的制造方法，其特征在于：还包括将木屑脱水至含水率小于20％，并将脱水后的木屑采用50-155目筛进行粉碎，再将粉碎后的木屑加入混合料中并搅拌均匀的步骤，粉碎后的木屑的加入量与秸秆和水浮莲的重量比为1∶4∶5。
5.根据权利要求2所述的水浮莲生物煤的制造方法，其特征在于：还包括分别将木屑、树枝脱水至含水率小于20％，并将脱水后的木屑、树枝分别采用50-155目筛进行粉碎，再将粉碎后的木屑、树枝分别加入混合料中并搅拌均匀的步骤，粉碎后的木屑、树枝的加入量与秸秆和水浮莲的重量比为1∶1∶3∶5。
6.根据权利要求2-5中任一所述的水浮莲生物煤的制造方法，其特征在于所述秸秆包括玉米秸、高粱秸、稻草、麦秸、豆秸、棉秆等。
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| CN2010101234253A CN102191103A (zh) | 2010-03-12 | 2010-03-12 | 水浮莲生物煤及其制造方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107488479A (zh) * | 2017-10-17 | 2017-12-19 | 陈远志 | 利用水葫芦制作颗粒燃料的方法 |
| CN114525149A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-24 | 钟永康 | 生物煤的制作方法 |
-
2010
- 2010-03-12 CN CN2010101234253A patent/CN102191103A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107488479A (zh) * | 2017-10-17 | 2017-12-19 | 陈远志 | 利用水葫芦制作颗粒燃料的方法 |
| CN114525149A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-24 | 钟永康 | 生物煤的制作方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110921 |