CN106867617A - 一种柠条复合煤制备方法 - Google Patents

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席北斗
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Abstract

一种柠条复合煤的制备方法，步骤为：1)柠条粉碎；2)污泥脱水至含水率低于60％，制成颗粒；3)粉碎的柠条和脱水的污泥颗粒以质量比5:5～8:2混合均匀；4)将混合后的原料压制成柠条复合煤，压块温度120～150℃，压力10～50MPa。本发明的柠条复合煤经烘干使含水率低于10％后储存备用。本发明很好的解决了柠条生物质资源化利用难，污泥处理成本高、二次污染重的问题，使两者优势互补，实现了资源与生态环境的可持续发展，具有广阔的应用前景。

Description

一种柠条复合煤制备方法
技术领域
本发明属于生物质资源化利用领域，具体涉及一种柠条复合煤的制备方法。
背景技术
柠条属于多年生豆科锦鸡儿属落叶灌木，根深叶茂，覆盖率高，抗旱抗寒，是我国“三北”地区防风固沙，水土保持的重要树种。柠条种植面积广泛，区域性显著，平茬后复壮快，萌发更旺盛，每亩产柠条500kg以上，生物量巨大。柠条粗蛋白含量达14～30％，具有较高的营养价值，但粗纤维含量达20～40％，存在收割难、加工难、利用难等问题，大量收割的柠条亟需高效的资源化利用途径。
目前柠条主要用做动物饲料，但由于木质素及单宁含量高，造成饲料适口性差、动物消化吸收困难。研究表明，柠条枝条表明蜡质层易于燃烧，且发热量大，枝干燃烧值约为18727.7kJ/kg，叶片燃烧值约为18101.8kJ/kg，1.57kg干柠条相当于1kg标准煤的发热量，是优良的生物质燃料，但由于柠条的容积密度低，木质纤维素含量高，使柠条燃烧效率低、储存和运输成本高，成型燃料柠条煤的加工困难、成本高。
发明内容：
本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种柠条复合煤的制备方法。
为实现上述目，本发明提供的柠条复合煤制备方法，包括以下步骤：
1)柠条粉碎；
2)污泥脱水至含水率低于60％，制成颗粒；
3)粉碎的柠条和脱水的污泥颗粒以质量比5:5～8:2混合均匀；
4)将混合后的原料压制成柠条复合煤，压块温度120～150℃，压力10～50MPa。
所述的制备方法，其中，柠条为新鲜柠条，经揉丝机或破碎机粉碎成长5～7mm，宽1～2mm。
所述的制备方法，其中，污泥为污水处理厂污泥或下水道污泥，经100～150℃湿热预处理0.5～2小时至含水率低于60％后经板框压滤脱水，制成粒径为3～5mm的颗粒。
所述的制备方法，其中，混合后的原料是经压块机制成柠条复合煤。
所述的制备方法，其中，压块机为平模压块机或环模压块机。
所述的制备方法，其中，柠条复合煤产品直径为1～4cm，长度为5～10cm。
所述的制备方法，其中，柠条复合煤经烘干，使含水率低于10％后储存或使用。
本发明的优点如下：
(1)柠条生长所吸收二氧化碳大于燃烧排放的量，二氧化碳净排放量为负值，且燃烧过程产生的硫氧化物极低(0.05％)，具有二氧化碳减排和二次污染小的优点，生态环境效益显著。
(2)市政污泥有机质含量高，且含有木质纤维素降解酶等多种复合酶系，与柠条混合有利于破坏其木质纤维素结构，改善燃烧性能，提高柠条的资源化利用率。
(3)利用市政污泥粘滞性强的特点，将柠条与湿污泥混合后制备固体成型燃料，不仅克服了污泥粘滞期处理困难的问题，还可进一步提高柠条煤的成型密度、抗压强度、剪切强度等理化性能，易于运输、储藏，降低成本。
(4)本发明通过前期试验获得最佳压块温度为120～150℃，压力为10～50MPa，该条件下可使柠条蜡质层和木质纤维素软化，促进柠条与污泥粘合，同时降低物料含水率，同时由于污泥的添加显著降低了压块压力，降低生产能耗和成本。
(5)污泥含水率高，经湿热预处理后污泥脱水效率提高了1～3倍，减少了后期机械脱水和制粒能耗，该方法制成的产品经简单晾晒即可达到含水率低于10％的要求，产品性能好，生产成本低。
(6)本发明通过柠条与污泥复合燃料煤的制备，很好的解决了柠条生物质资源化利用难，污泥处理成本高、二次污染重的问题，两者优势互补，实现了资源与生态环境的可持续发展，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明制备工艺路线图。
具体实施方式
本发明提供的制备柠条复合煤的方法，使柠条煤的燃烧效率大幅度提高，高密度柠条煤产品有效降低了运输、储藏成本。其步骤为：
1)收割的新鲜柠条经揉丝机或破碎机粉碎，粉碎后原料长5～7mm，宽1～2mm；
2)污泥经100～150℃湿热预处理0.5～2h后机械脱水，使含水率低于60％，制成3～5mm颗粒；
3)柠条和脱水污泥颗粒以质量比5:5～8:2混合均匀；
4)混合原料经压块机制成柠条复合煤，压块温度120～150℃，压力10～50MPa；
5)柠条复合煤产品直径为1～4cm，长度为5～10cm。
本发明的污泥为污水处理厂污泥或下水道污泥，污泥经板框压滤等机械方式脱水。
本发明的压块机根据生产规模使用平模压块机或环模压块机。
本发明制备的柠条复合煤经烘干，使含水率低于10％后储存或使用。
下面结合附图和实施例对本发明做更详细地说明。
请参阅图1。
将冬季平茬收割的新鲜柠条经揉丝机进行粉碎，使柠条粉碎至长5～7mm，宽1～2mm的颗粒后储存备用。污水处理厂的厌氧消化污泥在150℃湿热预处理1h后添加8％生石灰，混合均匀后经板框压滤机脱水，使含水率降至60％左右，经造粒机制成3～5mm的污泥颗粒。柠条粉和污泥颗粒以重量比7:3在混料罐中搅拌均匀。设置平模压块机功率，压块温度控制在120℃，压力40MPa，模具孔直径4cm，将混合后的原料投入平模压块机中压块，制成直径4cm，长度5～10cm，含水率20～30％的成型柠条复合煤。柠条复合煤经晾晒烘干，使含水率降低至10％以下，代替化石燃料进行供热发电。

Claims (7)

1.一种柠条复合煤的制备方法，步骤为：
1)柠条粉碎；
2)污泥脱水至含水率低于60％，制成颗粒；
3)粉碎的柠条和脱水的污泥颗粒以质量比5:5～8:2混合均匀；
4)将混合后的原料压制成柠条复合煤，压块温度120～150℃，压力10～50MPa。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，柠条为新鲜柠条，经揉丝机或破碎机粉碎成长5～7mm，宽1～2mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，污泥为污水处理厂污泥或下水道污泥，经100～150℃湿热预处理0.5～2小时至含水率低于60％后经板框压滤脱水，制成粒径为3～5mm的颗粒。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，混合后的原料是经压块机制成柠条复合煤。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，压块机为平模压块机或环模压块机。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，柠条复合煤产品直径为1～4cm，长度为5～10cm。
7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其中，柠条复合煤经烘干，使含水率低于10％后储存或使用。
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陶帮彦: "《热电工程与环保》", 31 October 2009, 中国电力出版社 *

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