CN106987292B - 一种生物质能蜂窝煤及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及能源技术领域，具体涉及一种生物质能蜂窝煤,按重量份数计，包括以下原料：1～3份引燃剂、20～27份废机油、4～9份固硫剂、1800～2500份压制富水碳粒、40～90份粗砂、15～28份增氧剂、100～150份粘土、50～75份炭粉、12～17份氢氧化钙粉和100～120份水。本发明还公开了种生物质能能蜂窝煤，本发明制备的生物质能蜂窝煤，具有热值高、燃烧时间长、容易点着，污染少等特点，具有很好的推广价值。
Description
【技术领域】
本发明涉及能源技术领域，具体涉及一种生物质能蜂窝煤及其制备方法。
【背景技术】
蜂窝煤是一种用于家庭生火、取暖的煤球，具有成本低廉、使用方便、制作简单等优点。传统蜂窝煤是由煤炭加工而成的，一般煤含煤量都在60％以上，煤炭是一种不可再生资源，同时也是一种重要的化工原料，可以加工成许多附加值很高的化工产品，把煤炭做成蜂窝煤这种廉价的商品在资源利用上是极大的浪费。
蘑菇种植产生了大量的废弃培养基，废弃的蘑菇培养基、长期以来都得不到很好的利用，基本是堆积，但它们本身依旧还有很高的利用价值，是很好的有机燃料可以通过加工再利用，减少煤炭使用。
在造纸过程中产生的大量的造纸废渣和污泥，由于含水量高(60％以上)，呈淤泥状态，成份复杂，含有大量的纤维素类大分子有机物，处理利用难度大，目前大部份仍然只采取简单的堆放和填埋，这造成了很大的环境污染。
虽然目前在蜂窝煤的加工中加入生物质能已经成为趋势，但是目前的生物质能蜂窝煤依旧没能完全脱离对煤炭的依赖，而且目前的生物质能蜂窝煤成存在燃烧时长比较短、点着耗时长等问题。
【发明内容】
本发明的发明目的在于提供种一种生物质能蜂窝煤及其制备方法，通过引入压制富水碳粒、引燃剂解决上述问题。本发明中压制富水碳粒通过改变燃烧过程延长燃烧时间、而引燃剂燃烧的高温可以迅速促进蜂窝煤体的燃烧，因此本发明的蜂窝煤具有燃烧时间长，易点燃的优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种生物质能蜂窝煤，按重量份数计，包括以下原料：1～3份引燃剂、20～27份废机油、4～9份固硫剂、1800～2500份压制富水碳粒、40～90份粗砂、15～28份增氧剂、100～150份粘土、50～75份炭粉、12～17份氢氧化钙粉和100～120份水。
在本发明中，作为进一步说明，所述的压制富水碳粒由下述方法制备：按重量份数计，将150～200份废弃蘑菇培养基和20～35份锯末混合后放进60℃干燥炉除去水分得到干料，然后将干料放进干馏式炭化炉使用碳化温度为400～550℃碳化5～10min，再使用球磨机粉碎并过200目筛，得到碳粉，往碳粉中加入50～100份造纸污泥和10～17份保水剂，使用搅拌速度为250～300r/min的搅拌机搅拌10min,得到富水碳泥，最后用压粒机将富水碳泥压制成直径为0.5cm、长度为2cm的圆柱碳体，得到压制富水碳粒。
在本发明中，作为进一步说明，所述的引燃剂由下述方法制备：按重量份数计，将5～10份石蜡加热到60℃融化后，加入2～3份KMnO4、1～3份镁粉和3～8份木屑，在150r/min的搅拌下速度搅拌3min，冷却后即得到引燃剂。
在本发明中，作为进一步说明，所述的增氧剂由按重量比为10～16：13～20的KClO3和KMnO4混合而成。
在本发明中，作为进一步说明，所述的固硫剂为K2CO3。
在本发明中，作为进一步说明，所述的粗砂的细度模数为3.2～4.1的河砂。
在本发明中，作为进一步说明，所述的保水剂由下述方法制备：按重量份数计，取2～5:13～19：10～15的浓度为20％甘油、吸水硅胶和六水氯化钙混合而成。
在本发明中，作为进一步说明，所述的一种生物质能蜂窝煤的由下述方法制备：按照原料配方中各材料的重量份数称取材料，将废机油、固硫剂、粗砂、增氧剂、粘土、炭粉、氢氧化钙粉和水混合后，使用搅拌速速为300～500r/min的搅拌机搅拌10～15min，然后加入压制富水碳粒继续搅拌2min后，利用蜂窝煤成型机压成蜂窝状煤球，放到晾晒房，晾晒5～8h,最后将引燃剂融化后涂刷在煤球的一端，即得到一种生物质能蜂窝煤。
部分原料的功能介绍如下：
引燃剂，在本发明中引燃剂的作用是帮助点火，缩短点火耗时。
废机油，废弃的润滑油，在本发明中废机油的作用是用作助燃剂，使燃烧连续。
固硫剂，在本发明中固硫剂的作用是除去蜂窝煤燃烧过程中产生的硫化物，减少环境污染。
压制富水碳粒，在本发明中压制富水碳粒的作用是作为主要的能源物质，
粗砂，在本发明中粗砂的作用是作为填充剂，让蜂窝煤中间具有空隙有利于燃烧。
增氧剂，在本发明中增氧剂的作用是为燃烧提供氧气，使燃烧更充分，提高燃料的利用率。
粘土，在本发明中粘土的作用是粘结剂，用于把各种物料粘结一起。
氢氧化钙粉，在本发明中氢氧化钙粉的作用是用于吸收燃烧过程中产生的酸性气体，减少污染。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明一种生物质能蜂窝煤中，引入了压制富水碳粒，可以延长燃烧时间，在蜂窝煤燃烧时着火点的上层高温使下层未燃烧部分温度升高，下层压制富水碳粒受热分解释放出水蒸气，带走大部分热量，防止下层同步燃烧，上升的水蒸气带着热量和上层燃烧的热碳反应生成水煤气，使燃烧层火力更旺；因此，通过使用压制富水碳粒，可以使燃烧层充分燃烧，非燃烧层不同步燃烧，热量始终集中在燃烧上层，减少热量的多面流失，不但延长了燃烧时间，也提高了能量的利用率。
2.本发明一种生物质能蜂窝煤中，使用了点燃剂，大大缩短了点燃时间，点燃剂中的镁粉燃烧发出大量热，可以迅速将生物质能蜂窝煤点着，使蜂窝煤的使用变得更加简便。
3.本发明充分利用了废弃的蘑菇培养基、造纸污泥变废等，解决了废弃物的存放问题，减少了环境污染，同时本发明的生物质能蜂窝煤在加工过程中完全脱离了对煤炭的使用，在化石能源现状日益严峻的今天具有积极的意义。
【具体实施方式】
实施例1：
1.准备：
压制富水碳粒的制备：按重量份数计，将150份废弃蘑菇培养基和20份锯末混合后放进60℃干燥炉除去水分，然后放进干馏式炭化炉使用碳化温度为400℃碳化5min，再使用球磨机粉碎并过200目筛，得到碳粉，加入50份造纸污泥和10份保水剂，使用搅拌速度为250r/min的搅拌机搅拌10min,得到富水碳泥，最后用压粒机将富水碳泥压制成直径为0.5cm、长度为2cm的圆柱碳体，得到压制富水碳粒。
引燃剂的制备：按重量份数计，将5份石蜡加热到60℃融化后，加入2份KMnO4、1份镁粉和3份木屑，在150r/min的搅拌下速度搅拌3min，冷却后即得到引燃剂。
增氧剂的制备：按重量份将10份的KClO3和13份KMnO4混合，得到增氧剂。
保水剂的制备：按重量份数计，将2份的浓度为20％甘油、13份吸水硅胶和10份六水氯化钙混合，得到保水剂。
将上述前期制备而得的物质用于下述蜂窝煤的制备方法上。
2.一种生物质能蜂窝煤的制备：按重量份数计，按照原料配方中各材料的重量份数称取材料，将20份废机油、4份K2CO3、40份细度模数为3.2的河砂、15份增氧剂、100份粘土、50份炭粉、12份氢氧化钙粉和100份水混合后，使用搅拌速速为300r/min的搅拌机搅拌10min，然后加入1800份压制富水碳粒继续搅拌2min后，利用蜂窝煤成型机压成蜂窝状煤球，放到晾晒房，晾晒5h,最后将1份引燃剂融化后涂刷在煤球的一端，即得到一种生物质能蜂窝煤。
实施例2：
1.准备：
压制富水碳粒的制备：按重量份数计，将200份废弃蘑菇培养基和35份锯末混合后放进60℃干燥炉除去水分，然后放进干馏式炭化炉使用碳化温度为550℃碳化10min，再使用球磨机粉碎并过200目筛，得到碳粉，加入100份造纸污泥和17份保水剂，使用搅拌速度为300r/min的搅拌机搅拌10min,得到富水碳泥，最后用压粒机将富水碳泥压制成直径为0.5cm、长度为2cm的圆柱碳体，得到压制富水碳粒。
引燃剂的制备：按重量份数计，将10份石蜡加热到60℃融化后，加入3份KMnO4、3份镁粉和8份木屑，在150r/min的搅拌下速度搅拌3min，冷却后即得到引燃剂。
增氧剂的制备：按重量份数计，将16份KClO3和20份KMnO4混合，得到增氧剂。
保水剂的制备：按重量份数计，将5份浓度为20％甘油、19份吸水硅胶和15份六水氯化钙混合，得到保水剂。
将上述前期制备而得的物质用于下述蜂窝煤的制备方法上。
2.一种生物质能蜂窝煤的制备：按重量份数计，按照原料配方中各材料的重量份数称取材料，将27份废机油、9份K2CO3、90份细度模数为4.1的河砂、28份增氧剂、150份粘土、75份炭粉、17份氢氧化钙粉和120份水使用搅拌速速为500r/min的搅拌机搅拌15min，然后加入2500份压制富水碳粒，继续搅拌2min后，利用蜂窝煤成型机压成蜂窝状煤球，放到晾晒房，晾晒8h,最后将3份引燃剂融化后涂刷在煤球的一端，即得到一种生物质能蜂窝煤。
实施例3：
1.准备：
压制富水碳粒的制备：按重量份数计，将175份废弃蘑菇培养基和27.5份锯末混合后放进60℃干燥炉除去水分，然后放进干馏式炭化炉使用碳化温度为475℃碳化7.5min后，使用球磨机粉碎并过200目筛，得到碳粉，加入75份造纸污泥和13.5份保水剂，使用搅拌速度为275r/min的搅拌机搅拌10min,得到富水碳泥，最后用压粒机将富水碳泥压制成直径为0.5cm、长度为2cm的圆柱碳体，得到压制富水碳粒。
引燃剂的制备：按重量份数计，将7.5份石蜡加热到60℃融化后，加入2.2份KMnO4、2份镁粉和5.5份木屑，在150r/min的搅拌下速度搅拌3min，冷却后即得到引燃剂。
增氧剂的制备：由按重量比为13份KClO3和16.5份KMnO4混合，得到增氧剂。
保水剂的制备：按重量份数计，取3.5份浓度为20％甘油、16份吸水硅胶和12.5份六水氯化钙混，得到保水剂。
将上述前期制备而得的物质用于下述蜂窝煤的制备方法上。
2.一种生物质能蜂窝煤的制备：按重量份数计，按照原料配方中各材料的重量份数称取材料，将23.5份废机油、6.5份K2CO3、65份细度模数为3.6的河砂、21.5份增氧剂、125份粘土、62.5份炭粉、14.5份氢氧化钙粉和110份水使用搅拌速速为400r/min的搅拌机搅拌12.5min，然后加入2150份压制富水碳粒继续搅拌2min后，利用蜂窝煤成型机压成蜂窝状煤球，放到晾晒房，晾晒6.5h,最后将2份引燃剂融化后涂刷在煤球的一端，即得到一种生物质能蜂窝煤。
实施例4：
1.准备：
压制富水碳粒的制备：按重量份数计，将162.5份废弃蘑菇培养基和24份锯末混合后放进60℃干燥炉除去水分，然后放进干馏式炭化炉使用碳化温度为437.5℃碳化6min，再使用球磨机粉碎并过200目筛，得到碳粉，加入62.5份造纸污泥和12份保水剂，使用搅拌速度为263r/min的搅拌机搅拌10min,得到富水碳泥，最后用压粒机将富水碳泥压制成直径为0.5cm、长度为2cm的圆柱碳体，得到压制富水碳粒。
引燃剂的制备：按重量份数计，将6份石蜡加热到60℃融化后，加入2份KMnO4、1.5份镁粉和4份木屑，在150r/min的搅拌下速度搅拌3min，冷却后即得到引燃剂。
增氧剂的制备：按重量份数计，将11.5份KClO3和15份KMnO4混合，得到增氧剂。
保水剂的制备：按重量份数计，将3份浓度为20％甘油、14.5份吸水硅胶和11份六水氯化钙混合，得到保水剂。
将上述前期制备而得的物质用于下述蜂窝煤的制备方法上。
2.一种生物质能蜂窝煤的制备方法，按重量份数计，按照原料配方中各材料的重量份数称取材料，将52份废机油、5份K2CO3、52.5份细度模数为3.4的河砂、18份增氧剂、112.5份粘土、56份炭粉、13份氢氧化钙粉和105份水使用搅拌速速为350r/min的搅拌机搅拌11min，然后加入1975份压制富水碳粒继续搅拌2min后，利用蜂窝煤成型机压成蜂窝状煤球，放到晾晒房，晾晒6h,最后将1.5份引燃剂融化后涂刷在煤球的一端，即得到一种生物质能蜂窝煤。
实施例5：
1.准备：
压制富水碳粒的制备：按重量份数计，将187.5份废弃蘑菇培养基和31份锯末混合后放进60℃干燥炉除去水分，然后放进干馏式炭化炉使用碳化温度为513℃碳化9mim，再使用球磨机粉碎并过200目筛，得到碳粉，加入87.5份造纸污泥和15份保水剂，使用搅拌速度为288r/min的搅拌机搅拌10min,得到富水碳泥，最后用压粒机将富水碳泥压制成直径为0.5cm、长度为2cm的圆柱碳体，得到压制富水碳粒。
引燃剂的制备：按重量份数计，将9份石蜡加热到60℃融化后，加入3份KMnO4、2.5份镁粉和7份木屑，在150r/min的搅拌下速度搅拌3min，冷却后即得到引燃剂。
增氧剂的制备：按重量份数计,将14.5份KClO3和18份KMnO4混合，得到增氧剂。
保水剂的制备：按重量份数计，将4份浓度为20％甘油、17.5份吸水硅胶和14份六水氯化钙混合，得到保水剂。
将上述前期制备而得的物质用于下述蜂窝煤的制备方法上。
2.一种生物质能蜂窝煤的制备方法，按重量份数计，按照原料配方中各材料的重量份数称取材料，将25份废机油、8份K2CO3、77.5份细度模数为3.9的河砂、25份增氧剂、137.5份粘土、69份炭粉、16份氢氧化钙粉和115份水使用搅拌速速为450r/min的搅拌机搅拌14min，然后加入2325份压制富水碳粒继续搅拌2min后，利用蜂窝煤成型机压成蜂窝状煤球，放到晾晒房，晾晒7h,最后将2.5份引燃剂融化后涂刷在煤球的一端，即得到一种生物质能蜂窝煤。
对比例1：蜂窝煤制备方法的具体步骤、原料与实施例1基本相同，不同点在于：没有使用压制富水碳粒而是使用普通碳粒。
对比例2：蜂窝煤制备方法的具体步骤、原料与实施例1基本相同，不同点在于：没有使用引燃剂。
对比实验1：
燃烧时间：准备按对比例1-2和实施例1-5的方法制备的统一规格大小的蜂窝煤各3块，同时点着，在无风条件下，记录燃烧时长，计算燃烧时长取平均值。
对比实验2：
点燃耗时：准备按对比例1-2和实施例1-5的方法制备的统一规格大小的蜂窝煤各1块，分别使用同一点火枪点火，统计每组点着所需要的时间。
将对比实验1-2的实验结果进行计算检测，全部结果见表1。
表1：
| 组别 | 燃烧时长 | 点燃耗时 |
| 对比例1 | 3.5h | 5s |
| 对比例2 | 6.3h | 20s |
| 实施例1 | 6.4h | 4s |
| 实施例2 | 6.5h | 4s |
| 实施例3 | 6.6h | 4s |
| 实施例4 | 6.6h | 4s |
| 实施例5 | 7.0h | 3s |
表1的结果表明：燃烧时长代表一种蜂窝煤的持续燃烧能力，体现了蜂窝煤的耐烧性，对比例1的燃烧时间最短，实施例5的燃烧时间最长，说明通过加入压制富水碳力可以达到延长燃烧时间的目的；
点燃耗时，体现蜂窝煤是否容易使用，耗时越短越容易点着，使用越方便，对比例点燃耗时最长，实施例5点燃耗时最短，说明通过使用引燃剂可以达到缩短点燃耗时的目的。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (7)
1.一种生物质能蜂窝煤，其特征在于：按重量份数计，包括以下原料：1～3份引燃剂、20～27份废机油、4～9份固硫剂、1800～2500份压制富水碳粒、40～90份粗砂、15～28份增氧剂、100～150份粘土、50～75份炭粉、12～17份氢氧化钙粉和100～120份水；所述的压制富水碳粒由下述方法制备：按重量份数计，将150～200份废弃蘑菇培养基和20～35份锯末混合后放进60℃干燥炉除去水分得到干料，然后将干料放进干馏式炭化炉使用碳化温度为400～550℃碳化5～10min，再使用球磨机粉碎并过200目筛，得到碳粉，往碳粉中加入50～100份造纸污泥和10～17份保水剂，使用搅拌速度为250～300r/min的搅拌机搅拌10min,得到富水碳泥，最后用压粒机将富水碳泥压制成直径为0.5cm、长度为2cm的圆柱碳体，得到压制富水碳粒。
2.根据权利要求1所述的一种生物质能蜂窝煤，其特征在于：所述的引燃剂由下述方法制备：按重量份数计，将5～10份石蜡加热到60℃融化后，加入2～3份KMnO4、1～3份镁粉和3～8份木屑，在150r/min的搅拌下速度搅拌3min，冷却后即得到引燃剂。
3.根据权利要求1所述的一种生物质能蜂窝煤，其特征在于：所述的增氧剂由按重量比为10～16：13～20的KClO3和KMnO4混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种生物质能蜂窝煤，其特征在于：所述的固硫剂为K2CO3。
5.根据权利要求1所述的一种生物质能蜂窝煤，其特征在于：所述的粗砂的细度模数为3.2～4.1的河砂。
6.根据权利要求1所述的一种生物质能蜂窝煤，其特征在于：所述的保水剂由下述方法制备：按重量份数计，取2～5:13～19：10～15的浓度为20％甘油、吸水硅胶和六水氯化钙混合而成。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种生物质能蜂窝煤的制备方法，其特征在于：按照原料配方中各材料的重量份数称取材料，将废机油、固硫剂、粗砂、增氧剂、粘土、炭粉、氢氧化钙粉和水混合后，使用搅拌速速为300～500r/min的搅拌机搅拌10～15min，然后加入压制富水碳粒继续搅拌2min后，利用蜂窝煤成型机压成蜂窝状煤球，放到晾晒房，晾晒5～8h,最后将引燃剂融化后涂刷在煤球的一端，即得到一种生物质能蜂窝煤。
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