CN105062601A - 含有生物质的绿炭的制备方法及制备系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于清洁能源领域,具体涉及含有生物质的绿炭的制备方法及制备系统。本发明具体公开了一种含有生物质的绿炭的制备方法,包括以下步骤:(1)?将焦炭、兰炭或机制炭中的一种或一种以上的混合物加工为粒径8mm~15mm的炭颗粒;将生物质材料加工为粒径8mm~15mm的生物质颗粒;(2)?将步骤(1)所得炭颗粒、生物质颗粒与粘结剂和水充分混合均匀之后,挤压成型然后干燥即得所述含有生物质的绿炭。本发明将炭与生物质材料配比成绿炭,具有热值高、易燃烧、经济等优点。

Description

含有生物质的绿炭的制备方法及制备系统
[0001] 本发明属于清洁能源领域,具体涉及含有生物质的绿炭的制备方法及制备系统。
背景技术
[0002] 木炭是木材或木质原料经过不完全燃烧,或者在隔绝空气的条件下热解,所残留的深褐色或黑色多孔固体燃料。是保持木材原来构造和孔内残留焦油的不纯的无定形碳。
[0003] 兰炭作为一种新型的炭素材料,以其固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特性,以逐步取代冶金焦而广泛运用于电石、铁合金、硅铁、碳化硅等产品的生产,成为一种不可替代的炭素材料。兰炭(人们也称半焦、焦炭),结构为块状,粒度一般在3mm以上,颜色呈浅黑色,固定碳>82%,挥发份〈4%,灰份〈6%,硫〈0.3%,水份〈10%,比电阻>3500 μ ΩΜ,粒度:15-25mm、最大不超过30mm。
[0004] 近年来,法国科研人员在西非的塞内加尔研制出一种木炭的替代品。这种新开发的被称作“绿炭”的燃料不仅更加环保,而且成本低廉。在西非某些地区的市场上,这种新燃料已经上市销售,并且推广速度较快,取得了不错的效果。绿炭是一种新型的生物燃料,主要是由农作物的废弃枝叶、家庭中废弃的蔬菜水果和黏土等物质混合,经过特殊的工艺加工而成。这种燃料的外表呈黑乎乎的小球状,有些像中国人曾经用过的小煤球。和煤球、木炭等传统的燃料相比,绿炭的生产效率更高,燃烧时也更清洁,而且是采用可再生的废弃植物原料制成的。这种创新产品是由法国一家非政府环保组织“国际自然保护组织”开发的。在制作木炭的过程中,炭化程序都是分批完成的。但是把这种程序应用到生物材料上,不论是芦苇还是稻壳,效率都非常低。经过了 14年研发之后,这个组织的研究人员开发出了一种高效的绿炭生产工艺。
[0005] 现有技术中还有其他处理方法,例如:
(I)专利号为201310201486.0的中国发明公开了一种纯生物质烧烤炭及制作方法,所述纯生物质烧烤炭按重量份数计算由0-80份竹肩炭粉、0-70份木肩炭粉、20-80份棉杆炭粉、20-25份粘结剂和1-2份硼泥组成,其中粘结剂以羧甲基纤维素:α淀粉:水=0.5:1:5的重量比混合均匀而得。所述制作方法即首先制备木肩炭粉、竹肩炭粉、棉杆炭粉和粘结剂;然后将竹肩炭粉、木肩炭粉和棉杆炭粉混合,再加入硼泥混合搅拌均匀,最后再加入粘结剂充分搅拌均匀后放入成型磨具中压制,脱模后得到成型炭块进行干燥至含水率2-5%,即得无毒害、安全环保、易点燃、热值高的纯生物质烧烤炭。其制作方法简单,原料来源广,生产成本低的特点。
[0006] (2)专利号为201310366277.1的中国发明公开一种生物质新型燃料的生产工艺,其特征在于包括以下步骤:将桉树皮、树枝、木薯杆、秸杆、甘蔗叶和松树枝炭化后制成生物质半成品燃料;生物质半成品燃料粉碎成20目的生物质炭粉;生物质炭粉和生物粘结剂混合后,把水分的重量百分含量调整至20% ;搅拌均匀,通过成型挤压机挤压成条状;冷却后包装。本发明采用炭化法将农林废弃物桉树皮、树枝、木薯杆、秸杆、甘蔗叶和松树枝加工成生物质燃料,制成的条状燃料成品,可适合于工业锅炉使用,燃烧的发热量可高达4500-5000大卡,且使用时不产生二氧化硫,具有节能、环保的作用。
[0007] 发明人结合自己在相关领域多年的实践经验,总结了含有生物质的绿炭的制备方法及制备系统。
发明内容
[0008] 本发明的发明目的是提供一种含有生物质的绿炭的制备方法及制备系统,消除垃圾焚烧厂产生的飞灰对环境的影响的同时,将其进行资源化利用。
[0009] 为了实现上述发明目的,本发明的技术方案为:一种含有生物质的绿炭的制备方法,包括以下步骤:
(1)将焦炭、兰炭或机制炭中的一种或一种以上的混合物加工为粒径的炭颗粒;将生物质材料加工为粒径的生物质颗粒;
(2)将步骤(I)所得炭颗粒、生物质颗粒与粘结剂和水充分混合均匀之后,挤压成型然后干燥即得所述含有生物质的绿炭。
[0010] 上述技术方案中,步骤⑵中炭颗粒、生物质颗粒、粘结剂、水的质量比为50-70:10-30:5-10:5-15 ο
[0011 ] 上述技术方案中,所述粘结剂选自但不限于粘土。
[0012] 上述技术方案中,步骤(2)中采用螺旋挤压成型机加工炭颗粒、生物质颗粒、粘结剂、水的混合物,所述螺旋挤压成型机的主要性能参数为:轴向压缩力大于600kN,压块的移动速度为 1500~2500mm/min。
[0013] 上述技术方案中,步骤(2)中,挤压成型后的绿炭成棒状,直径为45~55mm,长度为400~500mm,横截面为圆形或正六边形,每根绿炭棒的密度为1~1.4kg/m3。
[0014] 上述技术方案中,所述干燥步骤可以采用加热装置烘干,也可以采用自然晾干的形式干燥,干燥后所述绿炭的水分小于2%。优选的技术方案中,所述螺旋挤压成型机设有加热单元,在挤压成型之后可以加热促进干燥。
[0015] 本发明同时提供了一种制备含有生物质的绿炭的系统,包括:一生物质颗粒机、一煤炭颗粒机、一搅拌机、一螺旋挤压成型机。
[0016] 上述技术方案中,所述生物质颗粒机是用来将秸杆、谷物壳、豆类壳等生物质原料加工成生物质颗粒的机械设备。并且可以根据需求调整所需颗粒的粒径。
[0017] 上述技术方案中,所述煤炭颗粒机是用来将焦炭、兰炭或机制炭加工成炭颗粒的机械设备。并且可以根据需求调整所需颗粒的粒径。
[0018] 上述技术方案中,所述螺旋挤压成型机是用来将炭颗粒、生物质颗粒、粘结剂、水的混合物加工成绿炭棒的机械设备。所述螺旋挤压成型机的主要性能参数为:轴向压缩力大于600kN,压块的移动速度为1500~2500mm/min。
[0019] 优选的技术方案中,所述螺旋挤压成型机设有加热单元,在挤压成型之后可以加热促进干燥。
[0020] 由于上述技术方案的应用,本发明和现有技术相比具有以下优点:本发明将炭与生物质材料配比成绿炭,具有热值高、易燃烧、经济等优点。
附图说明
[0021]图1为实施例中制备含有生物质的绿炭的系统流程图; 其中,1.生物质颗粒机;2.煤炭颗粒机;3.搅拌机;4.螺旋挤压成型机。
具体实施例
[0022] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0023] 实施例一
如图1所示,一种制备含有生物质的绿炭的系统,包括:一生物质颗粒机、一煤炭颗粒机、一搅拌机、一螺旋挤压成型机。所述生物质颗粒机是用来将秸杆、谷物壳、豆类壳等生物质原料加工成生物质颗粒的机械设备。并且可以根据需求调整所需颗粒的粒径。所述煤炭颗粒机是用来将焦炭、兰炭或机制炭加工成炭颗粒的机械设备。并且可以根据需求调整所需颗粒的粒径。所述螺旋挤压成型机是用来将炭颗粒、生物质颗粒、粘结剂、水的混合物加工成绿炭棒的机械设备。所述螺旋挤压成型机的主要性能参数为:轴向压缩力大于600kN,压块的移动速度为1500~2500mm/min。所述螺旋挤压成型机设有加热单元,在挤压成型之后可以加热促进干燥。
[0024] 采用上述系统制备含有生物质的绿炭的方法,包括以下步骤:
(1)将焦炭、兰炭或机制炭中的一种或一种以上的混合物加工为粒径8_的炭颗粒;将生物质材料加工为粒径8mm的生物质颗粒;
(2)将步骤(I)所得炭颗粒、生物质颗粒与粘结剂粘土和水按照质量比为50:20:8:12的比例充分混合均匀之后,挤压成型然后干燥即得所述含有生物质的绿炭,干燥后所述绿炭的水分小于2%。
[0025] 步骤(2)中采用螺旋挤压成型机加工炭颗粒、生物质颗粒、粘结剂、水的混合物,所述螺旋挤压成型机的主要性能参数为:轴向压缩力为600kN,压块的移动速度为2000mm/min0挤压成型后的绿炭成棒状,直径为50mm,长度为480mm,横截面为圆形,每根绿炭棒的密度为1.2kg/m3。
[0026] 实施例二
利用实施例一所述系统制备含有生物质的绿炭的方法,包括以下步骤:
(1)将焦炭、兰炭或机制炭中的一种或一种以上的混合物加工为粒径15_的炭颗粒;将生物质材料加工为粒径15mm的生物质颗粒;
(2)将步骤(I)所得炭颗粒、生物质颗粒与粘结剂粘土和水按照质量比为60:30:10:15的比例充分混合均匀之后,挤压成型然后干燥即得所述含有生物质的绿炭,干燥后所述绿炭的水分小于2%。
[0027] 步骤(2)中采用螺旋挤压成型机加工炭颗粒、生物质颗粒、粘结剂、水的混合物,所述螺旋挤压成型机的主要性能参数为:轴向压缩力为600kN,压块的移动速度为2500mm/min0挤压成型后的绿炭成棒状,直径为45mm,长度为450mm,横截面为圆形,每根绿炭棒的密度为1.3kg/m3。

Claims (10)

1.一种含有生物质的绿炭的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(I)将焦炭、兰炭或机制炭中的一种或一种以上的混合物加工为粒径的炭颗粒;将生物质材料加工为粒径8mm~l5mm的生物质颗粒;(2)将步骤(I)所得炭颗粒、生物质颗粒与粘结剂和水充分混合均匀之后,挤压成型然后干燥即得所述含有生物质的绿炭。
2.根据权利要求1所述含有生物质的绿炭的制备方法,其特征在于,步骤(2)中炭颗粒、生物质颗粒、粘结剂、水的质量比为50~70:10-30:5~10:5~15。
3.根据权利要求1所述含有生物质的绿炭的制备方法,其特征在于,所述粘结剂选自但不限于粘土。
4.根据权利要求1所述含有生物质的绿炭的制备方法,其特征在于,步骤(2)中采用螺旋挤压成型机加工炭颗粒、生物质颗粒、粘结剂、水的混合物,所述螺旋挤压成型机的主要性能参数为:轴向压缩力大于600kN,压块的移动速度为1500~2500mm/min ;步骤(2)中,挤压成型后的绿炭成棒状,直径为45~55mm,长度为400~500mm,横截面为圆形或正六边形,每根绿炭棒的密度为1~1.4kg/m3o
5.根据权利要求4所述含有生物质的绿炭的制备方法,其特征在于,步骤(2)中采用所述螺旋挤压成型机设有加热单元,在挤压成型之后可以加热促进干燥。
6.一种制备含有生物质的绿炭的系统,其特征在于,包括:一生物质颗粒机、一煤炭颗粒机、一搅拌机、一螺旋挤压成型机。
7.根据权利要求1所述制备含有生物质的绿炭的系统,其特征在于,所述生物质颗粒机是用来将秸杆、谷物壳、豆类壳等生物质原料加工成生物质颗粒的机械设备;并且可以根据需求调整所需颗粒的粒径。
8.根据权利要求1所述制备含有生物质的绿炭的系统,其特征在于,所述煤炭颗粒机是用来将焦炭、兰炭或机制炭加工成炭颗粒的机械设备;并且可以根据需求调整所需颗粒的粒径。
9.根据权利要求1所述制备含有生物质的绿炭的系统,其特征在于,所述螺旋挤压成型机是用来将炭颗粒、生物质颗粒、粘结剂、水的混合物加工成绿炭棒的机械设备;所述螺旋挤压成型机的主要性能参数为:轴向压缩力大于600kN,压块的移动速度为1500~2500mm/mino
10.根据权利要求1所述制备含有生物质的绿炭的系统,其特征在于,所述螺旋挤压成型机设有加热单元,在挤压成型之后可以加热促进干燥。
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