CN105238484A - 一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料及其制备方法,所述一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,以干重计,按照重量份的组分为:木屑50-65份、秸秆20-35份、回流污泥25-35份、凹凸棒粘土5-15份、助熔剂1-10份、助燃剂5-15份;所述助燃剂,按照重量份的组分为:海泡石粉40-60份、活性炭10-20份、氧化镁5-10份、硝酸镧4-8份、过硼酸钾2-7份、萤石8-15份、重铬酸钠2-7份、丙酮1-6份、氧化铜4-8份、氧化镁5-10份、高锰酸钙5-10份。本生物质燃料的燃烧温度可达1410-1520℃,燃烧效率相比普通生物质燃料提高了30%左右;热值可达5100-5200千卡/千克,燃烧尾气均符合国家相关规定,且除硫率可达94.3%,除硝率可达94.8%。
Description
技术领域
本发明涉及新能源领域,具体是一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料及其制备方法。
背景技术
长期以来由于农林废弃物直接燃烧能源利用效率低,燃烧温度低,限制了其应用范围。工业生产中的各种窑炉加热需要大量能源,是一个巨大的利用市场,然而对燃料的燃烧温度要求1100℃以上,而采用传统燃烧方法的温度只有600-700℃,农林废弃物的成型燃料的燃烧温度也难以超过1000℃,不能适应工业燃料品质的要求;对农林废弃物常规的气化和液化燃料成本高,不能适应工业燃料经济指标的要求。所以,我国每年产生的7亿吨秸秆和2亿吨林业废料,不能进入工业窑炉燃料这个正适合生物质分散性特点的市场。大多数秸秆在田野被焚烧,造成污染和事故,枯枝落叶和杂草更是任其腐烂。
海泡石是一种具层链状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物。斜方晶系或单斜晶系,一般呈块状、土状或纤维状集合体。颜色呈白色、浅灰色、暗灰、黄褐色、玫瑰红色、浅蓝绿色。新鲜面为珍珠光泽,风化后为土状光泽。硬度2~3,密度2~2.5g/cm3。具有滑感和涩感,粘舌。干燥状态下性脆。收缩率低,可塑性好,比表面大,吸附性强。溶于盐酸、质轻。海泡石还具有脱色、隔热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射及热稳定等性能。主要产于海相沉积-风化改造型矿床中;亦出现于热液矿脉中。
如何有效回收利用农林废弃物,是当下一种热门的研究课题;其中,以将农林废弃物制备成生物质燃料最为突出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,以干重计,按照重量份的组分为:木屑50-65份、秸秆20-35份、回流污泥25-35份、凹凸棒粘土5-15份、助熔剂1-10份、助燃剂5-15份;所述助燃剂,按照重量份的组分为:海泡石粉40-60份、活性炭10-20份、氧化镁5-10份、硝酸镧4-8份、过硼酸钾2-7份、萤石8-15份、重铬酸钠2-7份、丙酮1-6份、氧化铜4-8份、氧化镁5-10份、高锰酸钙5-10份。
作为本发明进一步的方案:所述一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,以干重计,按照重量份的组分为:木屑55-60份、秸秆25-30份、回流污泥28-32份、凹凸棒粘土8-10份、助熔剂4-6份、助燃剂8-12份。
作为本发明进一步的方案:所述助燃剂,按照重量份的组分为:海泡石粉45-55份、活性炭12-18份、氧化镁6-8份、硝酸镧5-7份、过硼酸钾3-6份、萤石10-12份、重铬酸钠3-6份、丙酮2-5份、氧化铜5-7份、氧化镁6-8份、高锰酸钙6-9份。
作为本发明进一步的方案:所述一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,以干重计,按照重量份的组分为:木屑57份、秸秆28份、回流污泥30份、凹凸棒粘土9份、助熔剂5份、助燃剂10份。
作为本发明进一步的方案:所述助燃剂,按照重量份的组分为:海泡石粉50份、活性炭15份、氧化镁7份、硝酸镧67份、过硼酸钾4份、萤石11份、重铬酸钠4份、丙酮3份、氧化铜6份、氧化镁7份、高锰酸钙8份。
作为本发明进一步的方案:所述助熔剂为二氧化硅。
本发明还提供一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料的制备方法,具体步骤为:
(1)首先,将木屑与秸秆进行混合后粗粉碎处理,得到粒径均为2-5mm的木屑与秸秆的混合碎料;将凹凸棒粘土进行粗粉碎处理,得到粒径不大于5mm的凹凸棒粘土碎料;
(2)然后,将上述碎料和回流污泥混合后并加入助熔剂一起混合均匀,得到含水率45%-55%的混合浆料;
(3)其次,对混合浆料进行微波处理,微波处理的温度为105℃-115℃,时间为50min-55min,冷却至室温;
(4)接着,将向微波处理后的混合浆料中加入助燃剂,混合均匀后晾干,得到含水率为8%-12%的半成品;
(5)最后,将半成品进行精粉碎处理,即得到粒径不大于0.5mm的一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料。
作为本发明进一步的方案:步骤(4)中得到的半成品的含水率为10%。
作为本发明进一步的方案:步骤(5)中得到的一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料的粒径大小为0.25-0.35mm。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本生物质燃料的燃烧温度高,可达1410-1520℃,燃烧效率相比普通生物质燃料提高了30%左右;热值可达5100-5200千卡/千克,每吨生物质燃料相当于0.71吨标准煤;燃烧尾气均符合国家相关规定,且除硫率可达94.3%,除硝率可达94.8%。
(2)本发明为国民经济生产提供了一种低成本的高温能源,能够满足大多数工业加热和窑炉燃料的温度要求,使得生物质燃料能广泛应用于工业能源领域,例如,火力发电、金属熔炼、海水淡化、城镇取暖、石灰烧制、热制空调、工业加热,其应用前景极为广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,以干重计,按照重量份的组分为:木屑50份、秸秆35份、回流污泥25份、凹凸棒粘土15份、助熔剂1份、助燃剂15份;所述助燃剂,按照重量份的组分为:海泡石粉40份、活性炭20份、氧化镁5份、硝酸镧8份、过硼酸钾2份、萤石15份、重铬酸钠2份、丙酮6份、氧化铜4份、氧化镁10份、高锰酸钙5份。
一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料的制备方法,具体步骤为:
(1)首先,将木屑与秸秆进行混合后粗粉碎处理,得到粒径均为4mm的木屑与秸秆的混合碎料;将凹凸棒粘土进行粗粉碎处理,得到粒径不大于5mm的凹凸棒粘土碎料;
(2)然后,将上述碎料和回流污泥混合后并加入助熔剂一起混合均匀,得到含水率50%的混合浆料;
(3)其次,对混合浆料进行微波处理,微波处理的温度为110℃,时间为55min,冷却至室温;
(4)接着,将向微波处理后的混合浆料中加入助燃剂,混合均匀后晾干,得到含水率为10%的半成品;
(5)最后,将半成品进行精粉碎处理,即得到粒径为0.3mm的一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料。
实施例2
一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,以干重计,按照重量份的组分为:木屑57份、秸秆28份、回流污泥30份、凹凸棒粘土9份、助熔剂5份、助燃剂10份;所述助燃剂,按照重量份的组分为:海泡石粉50份、活性炭15份、氧化镁7份、硝酸镧67份、过硼酸钾4份、萤石11份、重铬酸钠4份、丙酮3份、氧化铜6份、氧化镁7份、高锰酸钙8份。
一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料的制备方法,具体步骤为:
(1)首先,将木屑与秸秆进行混合后粗粉碎处理,得到粒径均为4mm的木屑与秸秆的混合碎料;将凹凸棒粘土进行粗粉碎处理,得到粒径不大于5mm的凹凸棒粘土碎料;
(2)然后,将上述碎料和回流污泥混合后并加入助熔剂一起混合均匀,得到含水率50%的混合浆料;
(3)其次,对混合浆料进行微波处理,微波处理的温度为110℃,时间为55min,冷却至室温;
(4)接着,将向微波处理后的混合浆料中加入助燃剂,混合均匀后晾干,得到含水率为10%的半成品;
(5)最后,将半成品进行精粉碎处理,即得到粒径为0.3mm的一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料。
实施例3
一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,以干重计,按照重量份的组分为:木屑65份、秸秆20份、回流污泥35份、凹凸棒粘土5份、助熔剂1份、助燃剂10份;所述助燃剂,按照重量份的组分为:海泡石粉40份、活性炭20份、氧化镁5份、硝酸镧8份、过硼酸钾2份、萤石15份、重铬酸钠2份、丙酮6份、氧化铜4份、氧化镁10份、高锰酸钙5份。
一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料的制备方法,具体步骤为:
(1)首先,将木屑与秸秆进行混合后粗粉碎处理,得到粒径均为4mm的木屑与秸秆的混合碎料;将凹凸棒粘土进行粗粉碎处理,得到粒径不大于5mm的凹凸棒粘土碎料;
(2)然后,将上述碎料和回流污泥混合后并加入助熔剂一起混合均匀,得到含水率50%的混合浆料;
(3)其次,对混合浆料进行微波处理,微波处理的温度为110℃,时间为55min,冷却至室温;
(4)接着,将向微波处理后的混合浆料中加入助燃剂,混合均匀后晾干,得到含水率为10%的半成品;
(5)最后,将半成品进行精粉碎处理,即得到粒径为0.3mm的一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料。
对比例1
一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,以干重计,按照重量份的组分为:木屑57份、秸秆28份、回流污泥30份、凹凸棒粘土9份、助熔剂5份、助燃剂10份;所述助燃剂,按照重量份的组分为:活性炭15份、氧化镁7份、硝酸镧67份、过硼酸钾4份、萤石11份、重铬酸钠4份、丙酮3份、氧化铜6份、氧化镁7份、高锰酸钙8份。
其制备方法与实施例2相同。
对比例2
一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,以干重计,按照重量份的组分为:木屑57份、秸秆28份、回流污泥30份、凹凸棒粘土9份、助熔剂5份、助燃剂10份;所述助燃剂,按照重量份的组分为:海泡石粉10份、活性炭15份、氧化镁7份、硝酸镧67份、过硼酸钾4份、萤石11份、重铬酸钠4份、丙酮3份、氧化铜6份、氧化镁7份、高锰酸钙8份。其制备方法与实施例2相同。
对比例3
一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,以干重计,按照重量份的组分为:木屑57份、秸秆28份、回流污泥30份、凹凸棒粘土9份、助熔剂5份、助燃剂10份;所述助燃剂,按照重量份的组分为:海泡石粉150份、活性炭15份、氧化镁7份、硝酸镧67份、过硼酸钾4份、萤石11份、重铬酸钠4份、丙酮3份、氧化铜6份、氧化镁7份、高锰酸钙8份。其制备方法与实施例2相同。
检测实验
(1)以实施例1-3和对比例1-3制备的产品为燃料,利用燃料流态化的特点和粉尘爆炸的原理,将燃料通过气体输送实现燃料和成比例的空气炉外均匀混合,实现生物质的流态化喂入生物质燃料燃烧炉中燃烧。
(1.1)经检测燃烧温度发现:实施例1-3制备的生物质燃料的燃烧温度可达1410-1520℃;对比例1和对比例2制备的生物质燃料的燃烧温度仅能达到900℃,但其升温速度显著高于实施例1-3;对比例3制备的生物质燃料的燃烧温度仅能达到950℃,且升温速度显著低于实施例1-3;与对比例1-3制备的生物质燃料相比,实施例1-3制备的生物质燃料的利用率提高了30%左右。
(1.2)经检测燃烧尾气发现:实施例1-3制备的生物质燃料,以及对比例1制备的生物质燃料的燃烧尾气均符合国家相关规定,且除硫率可达94.3%,除硝率可达94.8%;对比例2和对比例3制备的生物质燃料的燃烧尾气均不能满足国家相关规定。
(1.3)经检测燃料热值发现:实施例1-3制备的生物质燃料的热值为5100-5200千卡/千克,每吨生物质燃料相当于0.71吨标准煤;对比例1和对比例2制备的生物质燃料的热值不足3800千卡/千克;对比例3制备的生物质燃料的热值不足4100千卡/千克。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (8)
1.一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,以干重计,按照重量份的组分为:木屑50-65份、秸秆20-35份、回流污泥25-35份、凹凸棒粘土5-15份、助熔剂1-10份、助燃剂5-15份;所述助燃剂,按照重量份的组分为:海泡石粉40-60份、活性炭10-20份、氧化镁5-10份、硝酸镧4-8份、过硼酸钾2-7份、萤石8-15份、重铬酸钠2-7份、丙酮1-6份、氧化铜4-8份、氧化镁5-10份、高锰酸钙5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,其特征在于,所述一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,以干重计,按照重量份的组分为:木屑55-60份、秸秆25-30份、回流污泥28-32份、凹凸棒粘土8-10份、助熔剂4-6份、助燃剂8-12份。
3.根据权利要求1所述的一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,其特征在于,所述助燃剂,按照重量份的组分为:海泡石粉45-55份、活性炭12-18份、氧化镁6-8份、硝酸镧5-7份、过硼酸钾3-6份、萤石10-12份、重铬酸钠3-6份、丙酮2-5份、氧化铜5-7份、氧化镁6-8份、高锰酸钙6-9份。
4.根据权利要求1-3之一所述的一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,其特征在于,所述一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,以干重计,按照重量份的组分为:木屑57份、秸秆28份、回流污泥30份、凹凸棒粘土9份、助熔剂5份、助燃剂10份。
5.根据权利要求1-4之一所述的一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,其特征在于,所述助燃剂,按照重量份的组分为:海泡石粉50份、活性炭15份、氧化镁7份、硝酸镧67份、过硼酸钾4份、萤石11份、重铬酸钠4份、丙酮3份、氧化铜6份、氧化镁7份、高锰酸钙8份。
6.根据权利要求1-5之一所述的一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料,其特征在于,所述助熔剂为二氧化硅。
7.一种如权利要求1-6任一所述的一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料的制备方法,其特征在于,具体步骤为:
(1)首先,将木屑与秸秆进行混合后粗粉碎处理,得到粒径均为2-5mm的木屑与秸秆的混合碎料;将凹凸棒粘土进行粗粉碎处理,得到粒径不大于5mm的凹凸棒粘土碎料;
(2)然后,将上述碎料和回流污泥混合后并加入助熔剂一起混合均匀,得到含水率45%-55%的混合浆料;
(3)其次,对混合浆料进行微波处理,微波处理的温度为105℃-115℃,时间为50min-55min,冷却至室温;
(4)接着,将向微波处理后的混合浆料中加入助燃剂,混合均匀后晾干,得到含水率为8%-12%的半成品;
(5)最后,将半成品进行精粉碎处理,即得到粒径不大于0.5mm的一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料。
8.根据权利要求6所述的一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中得到的半成品的含水率为10%;步骤(5)中得到的一种基于海泡石粉助燃剂的生物质燃料的粒径大小为0.25-0.35mm。
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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 | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160113 |