CN104877728A - 一种生物质块煤的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用生物质为原料制备块煤的方法，涉及块煤的制备方法，步骤为：（1）将秸秆粉碎成粗丝状秸秆，薪柴和树枝粉碎为锯末；（2）将粗丝状秸秆和锯末混合后用碱水溶液浸泡后发酵，然后在高速搅拌条件下继续发酵；（3）将牛粪和城市生活垃圾中的可燃垃圾粉碎后加入发酵软化溶液中，浸泡后发酵6-10h；（4）将发酵完的溶液静置滤去水分，即得粘稠状的生物质浆料；（5）将树皮粉碎后，加水加热，然后加淀粉；（6）将质量比为1:2-3：40-45的煤泥：粘结剂：生物质浆料混合均匀，然后在成型压力下压制成型，即得成品。本发明方法成本低，易于操作，产品易于成型，机械强度高、不易结渣、烟尘少。

Description

一种生物质块煤的制备方法
技术领域
本发明涉及块煤的制备方法，具体涉及一种利用生物质为原料制备块煤的方法。
背景技术
煤炭是由千百万年来植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃沉积岩。
秸杆、薪柴、杂草、树叶，以及城镇生活垃圾中的有机燃料物，具有易燃、灰分少、含硫极低的优点，但是由于存在热值及热效率低、体积大、保管运输不易、防火难等缺点，所以在现实生活中通常被焚烧、抛弃，形成废弃物。
中国专利ZL201110088523.2，公开了一种生物质型煤的制备方法，是将原煤和生物质破碎混合，然后加热后在成型压力下加压成型；这一技术方案存在产品不易成型，机械强度低，容易结渣的缺点；中国专利ZL201310117368.1，公开了一种生物质炭煤的制备方法，是将生物质材料干燥、粉碎、压制成型后，进行热解气化反应，冷却粉碎后再与煤泥、粘结剂混合压制成型；这一技术方案存在生产成本高、易结渣、机械强度低、烟尘大的缺点。
为了解决现有技术存在的上述缺陷，本发明研发了一种新型的生物质块煤的制备工艺，从生物质原料的处理、产品强度和粘结性，以及烟尘含量几方面进行了创新性改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物质块煤的制备方法，以达到产品机械强度高、易于成型、烟尘小、不易结渣的目的。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种生物质块煤的制备方法，步骤为：
    （1）粉碎：将秸秆粉碎成φ1—3mm，长10—300mm粗丝状秸秆，薪柴和树枝粉碎为1—4mm的锯末；
    （2）软化：将粉碎后的质量比为2.3-2.8:1的粗丝状秸秆和锯末混合后用碱水溶液浸泡2-3h，在80-90℃温度下发酵10-15h，然后在高速搅拌条件下继续发酵5-8h，将原料进行软化；
（3）添加辅料：将牛粪和城市生活垃圾中的可燃垃圾作为辅料，分别粉碎后加入上述发酵软化溶液中，浸泡2-3h后，在35-45℃继续发酵6-10h，其中牛粪与可燃垃圾的添加量与锯末的质量比为0.2-0.3:0.3-0.4：1；
（4）滤水：将上述发酵完的溶液静置，滤去水分后，即得粘稠状的生物质浆料；
（5）粘结剂：将树皮粉碎后，加入树皮质量6-8倍的水，加热至60-80℃，然后加入淀粉，搅拌均匀，其中淀粉与树皮的质量比为1:18-20；
（6）冷压成型：将质量比为1:2-3：40-45的煤泥：粘结剂：生物质浆料混合均匀，然后在成型压力下压制成型，即得成品。
进一步地，所述的可燃垃圾包括废纸、废塑料橡胶、废旧织物、废木料。
所述的树皮为质量比为2:1:1的榆树皮：松树皮：柳树皮。
本发明选择秸秆、薪柴、树枝、牛粪、城市生活垃圾中的可燃垃圾、树皮等为生物质为原料，其中将择秸秆、薪柴、树枝、城市生活垃圾中的可燃垃圾、牛粪进行粉碎后用碱液在条件下进行发酵，并在高速搅拌条件下进行发酵，产生木质素粉末、淀粉、糖份、纤维丝等与工业碱发生化学反应，并在高速旋转下对产物进行切割、撕裂、揉搓、磨擦、破碎、分丝皂化、分解成细纤维丝、半纤维素和木质素，形成能够和煤、焦粉、生物质颗粒状易结团结块的原料，同时选用榆树皮、松树皮和柳树皮的进行加热浸泡后加入淀粉作为加强粘结剂，然后与煤泥按照严格的比例进行混合，在成型压力下直接压制成型。
相比现有技术，本发明具有以下优点：
（1）产品机械强度高：本发明将生物质原料经过粉碎后用碱液浸泡发酵，然后在高速搅拌条件下将发酵产物进行切割、撕裂、揉搓、磨擦、破碎、分丝皂化、分解成细纤维丝、半纤维素和木质素，从而提高了成品的机械强度；
（2）易于成型；发酵产物与碱液发生化学反应，形成的原生质浆料易于与煤泥结合，粘结剂以树皮为主料，同时加入少量的淀粉，不仅可以加强原料的成型性，并解决了结渣的问题；
（3）烟尘少：本发明产物为生物质块煤，产品的密度高，其中生物质浆料和煤泥混合后经强制压缩，纤维丝会把粉煤、生物质颗粒状丝网在一起形成致密固体，产品燃烧充分，不易结渣，烟尘少。
综上所述，本发明方法成本低，易于操作，产品易于成型，机械强度高、不易结渣、烟尘少。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做一进步说明。
实施例1
一种生物质块煤的制备方法，步骤为：
    （1）粉碎：将秸秆粉碎成φ1—3mm，长10—300mm粗丝状秸秆，薪柴和树枝粉碎为1—4mm的锯末；
    （2）软化：将粉碎后的质量比为2.3:1的粗丝状秸秆和锯末混合后用含9%工业碱水溶液浸泡2.5h，然后在80-90℃温度下发酵10h，然后在高速搅拌条件下继续发酵5h，将原料进行软化；
（3）添加辅料：将牛粪和城市生活垃圾中的可燃垃圾作为辅料，分别粉碎后加入上述发酵软化溶液中，浸泡2h后，在35-45℃继续发酵8h，其中牛粪与可燃垃圾的添加量与锯末的质量比为0.2:0.4：1；
（4）滤水：将上述发酵完的溶液静置，滤去水分后，即得粘稠状的生物质浆料；
（5）粘结剂：将树皮粉碎后，加入树皮质量6倍的水，加热至60-80℃，然后加入淀粉，搅拌均匀，其中淀粉与树皮的质量比为1:19；
（6）冷压成型：将质量比为1:2：40的煤泥：粘结剂：生物质浆料混合均匀，然后在成型压力下压制成型，即得成品。
实施例2
一种生物质块煤的制备方法，步骤为：
    （1）粉碎：将生物质原料分别粉碎，其中秸秆粉碎成长为φ1—3mm，长10—30mm粗丝状秸秆，薪柴、树枝粉碎为1—4mm的锯末；
    （2）软化：将粉碎后的质量比为2.8:1的粗丝状秸秆和锯末混合后用含8%工业碱水溶液浸泡2h，然后在80-90℃温度下发酵12h，然后在高速搅拌条件下继续发酵6h，将原料进行软化；
（3）添加辅料：将牛粪和城市生活垃圾中的可燃垃圾作为辅料，分别粉碎后加入上述发酵软化溶液中，浸泡2.5h后，在35-45℃继续发酵9h，其中牛粪与可燃垃圾的添加量与锯末的质量比为0.25:0.35：1；
（4）滤水：将上述发酵完的溶液静置，滤去水分后，即得粘稠状的生物质浆料；
（5）粘结剂：将树皮粉碎后，加入树皮质量8倍的水，加热至60-80℃，然后加入淀粉，搅拌均匀，其中淀粉与树皮的质量比为1：20，其中所述的树皮为质量比为2:1:1的榆树皮：松树皮：柳树皮；
（6）冷压成型：将质量比为1:2.5：45的煤泥：粘结剂：生物质浆料混合均匀，然后在成型压力下压制成型，即得成品。
实施例3
一种生物质块煤的制备方法，步骤为：
    （1）粉碎：将秸秆粉碎成φ1—3mm，长10—300mm粗丝状秸秆，薪柴和树枝粉碎为1—4mm的锯末；
    （2）软化：将粉碎后的质量比为2.5:1的粗丝状秸秆和锯末混合后用含7%工业碱水溶液浸泡3h，然后在80-90℃温度下发酵15h，然后在高速搅拌条件下继续发酵7h，将原料进行软化；
（3）添加辅料：将牛粪和城市生活垃圾中的可燃垃圾作为辅料，分别粉碎后加入上述发酵软化溶液中，浸泡2h后，在35-45℃继续发酵10h，其中牛粪与可燃垃圾的添加量与锯末的质量比为0.3:0.3：1；
（4）滤水：将上述发酵完的溶液静置，滤去水分后，即得粘稠状的生物质浆料；
（5）粘结剂：将树皮粉碎后，加入树皮质量8倍的水，加热至60-80℃，然后加入淀粉，搅拌均匀，其中淀粉与树皮的质量比为1:19；
（6）冷压成型：将质量比为1:3：42的煤泥：粘结剂：生物质浆料混合均匀，然后在成型压力下压制成型，即得成品。
实施例4
一种生物质块煤的制备方法，步骤为：
（1）粉碎：将秸秆粉碎成φ1—3mm，长10—300mm粗丝状秸秆，薪柴和树枝粉碎为1—4mm的锯末；
（2）软化：将粉碎后的质量比为2.6:1的粗丝状秸秆和锯末混合后用含6%工业碱水溶液浸泡2.5h，然后在80-90℃温度下发酵13h，然后在高速搅拌条件下继续发酵8h，将原料进行软化；
（3）添加辅料：将牛粪和城市生活垃圾中的可燃垃圾作为辅料，分别粉碎后加入上述发酵软化溶液中，浸泡3h后，在35-45℃继续发酵6h，其中牛粪与可燃垃圾的添加量与锯末的质量比为0.2:0.4：1；
（4）滤水：将上述发酵完的溶液静置，滤去水分后，即得粘稠状的生物质浆料；
（5）粘结剂：将树皮粉碎后，加入树皮质量7倍的水，加热至60-80℃，然后加入淀粉，搅拌均匀，其中淀粉与树皮的质量比为1:18；
（6）冷压成型：将质量比为1:2.5：42的煤泥：粘结剂：生物质浆料混合均匀，然后在成型压力下压制成型，即得成品。

Claims (3)

1.一种生物质块煤的制备方法，其特征在于，步骤为：
    （1）粉碎：将秸秆粉碎成φ1—3mm，长10—300mm粗丝状秸秆，薪柴和树枝粉碎为1—4mm的锯末；
    （2）软化：将粉碎后的质量比为2.3-2.8:1的粗丝状秸秆和锯末混合后用碱水溶液浸泡2-3h，在80-90℃温度下发酵10-15h，然后在高速搅拌条件下继续发酵5-8h，将原料进行软化；
（3）添加辅料：将牛粪和城市生活垃圾中的可燃垃圾作为辅料，分别粉碎后加入上述发酵软化溶液中，浸泡2-3h后，在35-45℃继续发酵6-10h，其中牛粪与可燃垃圾的添加量与锯末的质量比为0.2-0.3:0.3-0.4：1；
（4）滤水：将上述发酵完的溶液静置，滤去水分后，即得粘稠状的生物质浆料；
（5）粘结剂：将树皮粉碎后，加入树皮质量6-8倍的水，加热至60-80℃，然后加入淀粉，搅拌均匀，其中淀粉与树皮的质量比为1:18-20；
（6）冷压成型：将质量比为1:2-3：40-45的煤泥：粘结剂：生物质浆料混合均匀，然后在成型压力下压制成型，即得成品。
2.根据权利要求1所述的一种生物质块煤的制备方法，其特征在于，所述的可燃垃圾包括废纸、废塑料橡胶、废旧织物、废木料。
3.根据权利要求1或2所述的一种生物质块煤的制备方法，其特征在于，所述的树皮为质量比为2:1:1的榆树皮：松树皮：柳树皮。
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