CN105586103A - 一种复合固体碱添加剂在生物质型煤制备中的应用方法 - Google Patents

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刘乐
李维尊
董晓君
鞠美庭
陈昱
杨茜
侯其东
王京钰
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Nankai University
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Shuozhou Coal Power Hongli Regeneration Industry Co Ltd Datong Coal Mine Group
Nankai University
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    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Abstract

一种复合固体碱添加剂及其在生物质型煤制备中的应用方法中，主要包括以下步骤：将玉米秸秆粉碎成过100目粉末；进而进行玉米秸秆预处理；将生物质添加剂与煤矸石及煤粉混合物混合；型煤加压成型。本发明采用复合固体碱添加剂处理玉米秸秆，可以大幅度分解玉米秸秆，增强所制备型煤的机械强度；所述复合固体碱添加剂包括石灰等碱性物质，具有固硫作用，在一定程度上保障了型煤的清洁性。本发明所需设备简单、工艺简便，实现了玉米秸秆的高效利用，提高了生物质资源利用效率，解决了玉米秸秆难于降解、再利用的难题，具有极其深远的社会意义和经济价值。

Description

一种复合固体碱添加剂在生物质型煤制备中的应用方法
技术领域
本发明涉及生物质处理技术领域，尤其是一种复合固体碱添加剂及其在生物质型煤制备中的应用方法。
背景技术
我国人均煤炭资源相对较低，在未来相当长的时期内，我国能源结构仍将以煤碳为主。落后的煤炭开发和使用技术制约着国民经济的可持续发展，发展洁净煤技术已成为必然趋势。发展型煤技术不仅可以缓解粉煤过量块煤供不应求的局面，同样也可减少粉煤和块煤直接利用时对环境造成的危害，这对我国建设资源节约型和环境友好型社会具有重要意义。
近年来，生物质型煤以其易着火、高效燃烧而受到重视。研究表明，型煤的品质可通过添加生物质而得到改善。生物质资源是丰富的可再生能源之一，来源主要为农林作物废弃物如麦秸、稻草、苞米芯、苞米杆、树皮、树干、木屑等。
据统计，目前全国农作物秸秆理论资源量超过了10亿吨，其中玉米秸秆所占比例最大，约占总量的32%。秸秆资源具有可再生性和清洁性，自然界中储量大，并且每年都在不断积累，为人类社会可持续发展提供了资源保障。秸秆中元素C、H、O、N的总含量在75%以上，由这些元素组成的纤维素、半纤维素、木质素以及淀粉等糖类有机物是秸秆的主要成分，其他成分还包括粗蛋白、粗脂肪以及钙、磷、钾等元素。采用农业废弃物作粘结剂，不产生二次污染，而且价格低廉，随处可得，适宜大规模推广使用，受到许多学者的关注。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合固体碱添加剂及其在生物质型煤制备中的应用方法。
本发明的技术方案：
一种复合固体碱添加剂及其在生物质型煤制备中的应用方法，包括以下步骤：
1）将玉米秸秆粉碎成100目的粉末；
2）向微波消解反应器中先后加入玉米秸秆粉末和复合固体碱添加剂以及蒸馏水20-50ml，所述复合固体碱添加剂由氧化镁和石灰组成，其质量比为1:2-10；
3）启动微波消解反应器，设定反应温度为130-170℃，反应30-60min；
4）将预处理过的玉米秸秆和复合固体碱添加剂混合固体残渣取出，烘干；
5）将上述固体残渣与煤矸石及煤粉混合物混合，其质量比为1:1-9；
6）将以上混合物，利用加压成型机在一定压力下加压成型，冷却即得到生物质型煤产品。
所述玉米秸秆粉末与复合固体碱添加剂的质量比为5-10:1。
所述冲压成型的压力为3-8MPa。
所述冲压成型的时间为5-10s。
本发明的优点是：
1）本发明采用复合固体碱添加剂处理玉米秸秆，可以大幅度分解玉米秸秆中的纤维素、半纤维素等组分。生物质分解产生的糖类物质以及果胶等物质具有粘结作用，此外复合固体碱添加剂也具有一定的粘结强度。这两类组分在煤粒表面共同起着粘结作用，其在型煤生产中的投加，可以增强所制备型煤的机械强度。
2）本发明中所述复合固体碱添加剂包括石灰等碱性物质，具有固硫作用，在一定程度上保障了型煤的清洁性。
3）本发明所需设备简单、工艺简便，实现了玉米秸秆的高效利用，提高了生物质资源利用效率，解决了玉米秸秆难于降解、再利用的难题，具有极其深远的社会意义和经济价值。
具体实施方式
本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。
实施例1：
一种复合固体碱添加剂及其在生物质型煤制备中的应用方法，包括以下步骤：
1）将玉米秸秆粉碎成100目的粉末；
2）向微波消解反应器中先后加入玉米秸秆粉末和复合固体碱添加剂以及蒸馏水20ml，所述复合固体碱添加剂由氧化镁和石灰组成，其质量比为1:2；
3）启动微波消解反应器，设定反应温度为130℃，反应60min；
4）将预处理过的玉米秸秆和复合固体碱添加剂混合固体残渣取出，烘干；
5）将上述固体残渣与煤矸石及煤粉混合物混合，其质量比为1:1；
6）将以上混合物，利用加压成型机在一定压力下加压成型，冷却即得到生物质型煤产品。
所述玉米秸秆粉末与复合固体碱添加剂的质量比为5:1。
所述冲压成型的压力为3MPa。
所述冲压成型的时间为10s。
实施例2：
1）将玉米秸秆粉碎成100目的粉末；
2）向微波消解反应器中先后加入玉米秸秆粉末和复合固体碱添加剂以及蒸馏水30ml，所述复合固体碱添加剂由氧化镁和石灰组成，其质量比为1:5；
3）启动微波消解反应器，设定反应温度为160℃，反应30min；
4）将预处理过的玉米秸秆和复合固体碱添加剂混合固体残渣取出，烘干；
5）将上述固体残渣与煤矸石及煤粉混合物混合，其质量比为1:5；
6）将以上混合物，利用加压成型机在一定压力下加压成型，冷却即得到生物质型煤产品。
所述玉米秸秆粉末与复合固体碱添加剂的质量比为10:1。
所述冲压成型的压力为8MPa。
所述冲压成型的时间为5s。
实施例3：
1）将玉米秸秆粉碎成100目的粉末；
2）向微波消解反应器中先后加入玉米秸秆粉末和复合固体碱添加剂以及蒸馏水50ml，所述复合固体碱添加剂由氧化镁和石灰组成，其质量比为1:10；
3）启动微波消解反应器，设定反应温度为170℃，反应30min；
4）将预处理过的玉米秸秆和复合固体碱添加剂混合固体残渣取出，烘干；
5）将上述固体残渣与煤矸石及煤粉混合物混合，其质量比为1:9；
6）将以上混合物，利用加压成型机在一定压力下加压成型，冷却即得到生物质型煤产品。
所述玉米秸秆粉末与复合固体碱添加剂的质量比为10:1。
所述冲压成型的压力为8MPa。
所述冲压成型的时间为10s。

Claims (2)

1.一种复合固体碱添加剂及其在生物质型煤制备中的应用方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将玉米秸秆粉碎成100目的粉末；
2）向微波消解反应器中先后加入玉米秸秆粉末和复合固体碱添加剂以及蒸馏水20-50ml，所述复合固体碱添加剂由氧化镁和石灰组成，其质量比为1:2-10；
3）启动微波消解反应器，设定反应温度为130-170℃，反应30-60min；
4）将预处理过的玉米秸秆和复合固体碱添加剂混合固体残渣取出，烘干；
5）将上述固体残渣与煤矸石及煤粉混合物混合，其质量比为1:1-9；
6）将以上混合物，利用加压成型机在一定压力下加压成型，冷却即得到生物质型煤产品。
2.根据权利要求1所述一种复合固体碱添加剂及其在生物质型煤制备中的应用方法，其特征在于：所述玉米秸秆粉末与复合固体碱添加剂的质量比为5-10:1。
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