CN107488477A - 环保生物质燃料及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保生物质燃料及其生产工艺,所述环保生物质燃料的生产工艺包括以下步骤:(1)将生物质原料粉碎,得到生物质原料粉末;(2)将生物质原料粉末干燥,除去水分;(3)将干燥后的生物质原料粉末采用成型颗粒机挤压成型。本发明所述环保生物质燃料,既能解决生物质燃料燃烧过程中的结渣结焦问题,又减少了烟气中SO2、SO3排放浓度,有利于大气环境的保护,显著提高了生物质燃料的燃烧效率,使得生物质燃料成为代替煤炭的高品质燃料。
Description
技术领域
本发明属于生物能源技术领域,尤其涉及一种环保生物质燃料及其生产工艺。
背景技术
随着能源价格的不断上涨,以及石油、煤炭等资源的日益枯竭,生物质燃料开始逐渐受到人们的重视。生物质燃料大都取材于农业生产中所产生的废弃物,例如秸秆、谷壳等。
生物质固体燃料是生物质能的一种利用方式,其生产原料是林业“三剩物”(木材加工剩余物、森林采伐剩余物、造材剩余物)、各种木质下脚料、木质废弃物、农作物秸秆、以及灌木等。生产过程是将质地疏松的生物质原料,经过粉碎、干燥等工序,然后经环模压辊挤压成型方式加工成生物质固体颗粒燃料。生物质颗粒燃料的粒度均匀,单位密度可达到1~1.4g/cm3,强度增加,运输和储存方便,燃烧性能明显改善,燃烧后能源利用率可提高80%以上,几乎没有二氧化硫排放,燃烧后的炉灰还是优质的有机肥料。
我国各类农作物秸秆资源十分丰富,年产量达6亿多吨,其中3.5亿吨用作燃料或就地荒烧,约占总量的58%,经过技术处理作饲料的仅占2.6%。农作物秸秆是一种可再生的能源,但它作为能源的利用基本上还处于直接燃烧的原始阶段,有的农民甚至收获完后直接就地燃烧,年约有2亿多吨的农作物秸秆露天焚烧,由此产生的CO2排放量高达5亿多吨,给村容村貌的整洁、农村环境的改善带来了严峻的挑战。
生物质的成分复杂,尤其是其中的氯和碱金属含量比化石燃料的成分高,燃烧过程极易结焦,在燃烧时产生烟气、飞灰、炉渣等会对锅炉管道产生剧烈高温腐蚀和磨损,严重影响生物质锅炉的正常运行。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足,本发明所要解决的技术问题是提供一种环保生物质燃料,在提高燃烧效率的同时,有效防止燃烧过程中结渣结焦。
本发明目的是通过如下技术方案实现的:
本发明提供一种环保生物质燃料的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将生物质原料粉碎,得到生物质原料粉末;
(2)将生物质原料粉末干燥,除去水分;
(3)将干燥后的生物质原料粉末采用成型颗粒机挤压成型。
本发明提供一种环保生物质燃料的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将生物质原料粉碎,过30-40目筛,得到生物质原料粉末;
(2)将生物质原料粉末干燥至水分含量为10-12wt%;
(3)将干燥后的生物质原料粉末采用成型颗粒机挤压成型,得到密度0.8-1.4g/cm3、直径8-10mm、水分含量3-5wt%的生物质燃料。
本发明提供一种环保生物质燃料的生产工艺,包括以下步骤:
(1)按重量份称取各原料:生物质原料75-90重量份,高锰酸钾1-3重量份,硝酸钡2-5重量份,防结焦添加剂6-10重量份,脱硫剂2-4重量份,木质素磺酸钙3-5重量份;
(2)将生物质原料粉碎,过30-40目筛,得到生物质原料粉末;
(3)将生物质原料粉末与摩尔浓度为0.4-0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1:(20-30)(g/mL)混合均匀,于25-30℃浸泡12-24h后,采用80-100目滤布过滤,用去离子水将生物质原料粉末洗涤至中性;
(4)将步骤(3)得到的生物质原料粉末干燥至水分含量为10-12wt%;
(5)将干燥后的生物质原料粉末、高锰酸钾、硝酸钡、防结焦添加剂、脱硫剂以及木质素磺酸钙投入混料机,以500-800转/分钟的转速搅拌40-60分钟,得到混合均匀的混合料;
(6)将混合料采用成型颗粒机挤压成型,得到密度0.8-1.4g/cm3、直径8-10mm、水分含量3-5wt%的生物质燃料。
本发明提供一种环保生物质燃料的生产工艺,包括以下步骤:
(1)按重量份称取各原料:生物质原料75-90重量份,高锰酸钾1-3重量份,硝酸钡2-5重量份,防结焦添加剂6-10重量份,脱硫剂2-4重量份,木质素磺酸钙3-5重量份;
(2)将生物质原料粉碎,过30-40目筛,得到生物质原料粉末;
(3)将生物质原料粉末与摩尔浓度为0.4-0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1:(20-30)(g/mL)混合均匀,于25-30℃浸泡12-24h后,采用80-100目滤布过滤,用去离子水将生物质原料粉末洗涤至中性;
(4)将步骤(3)得到的生物质原料粉末与摩尔浓度为0.5-0.8mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1:(20-30)(g/mL)混合均匀,于25-30℃浸泡12-24h后,采80-100目滤布过滤;
(5)将步骤(4)得到的生物质原料粉末干燥至水分含量为10-12wt%;
(6)将干燥后的生物质原料粉末、高锰酸钾、硝酸钡、防结焦添加剂、脱硫剂以及木质素磺酸钙投入混料机,以500-800转/分钟的转速搅拌40-60分钟,得到混合均匀的混合料;
(7)将混合料采用成型颗粒机挤压成型,得到密度0.8-1.4g/cm3、直径8-10mm、水分含量3-5wt%的生物质燃料。
优选地,所述生物质原料为秸秆、果壳、废木材、城市垃圾、人畜粪便中的一种或多种。
优选地,所述脱硫剂为氧化钙,所述氧化钙的制备过程为:将氧化钙前驱体在800-900℃锻烧6-8小时,使其完全分解成为氧化钙,随后将氧化钙粉碎至粒径为80-100μm的颗粒。
优选地,所述氧化钙前驱体为氢氧化钙或醋酸钙;优选为醋酸钙。
优选地,所述防结焦添加剂为白云石、橄榄石、硬硼钙石、绿泥石中的一种或多种的混合物。
优选地,所述绿泥石为改性绿泥石,所述改性绿泥石的制备过程为:向绿泥石中加入绿泥石重量2-5%的碳酸钠水溶液,所述碳酸钠水溶液中碳酸钠的质量分数为10-20%,将其采用对辊挤压机挤压1-2小时,得到混合料;然后将混合料浸入摩尔浓度为6-8mol/L的的盐酸中,绿泥石与盐酸的体积比为1∶(120-150),于70-80℃反应6-12小时,反应液采用200-300目滤布过滤,收集滤饼;随后将滤饼与去离子水以1∶(40-50)的体积比混合,以300-500转/分钟的转速搅拌20-30分钟后,静置24-36小时,采用200-300目滤布过滤,将滤饼于100-120℃干燥4-6小时,即得。
更优选地,所述防结焦添加剂为白云石和改性绿泥石的混合物,其中改性绿泥石和白云石的重量比为(3-5):1。
本发明还提供一种环保生物质燃料,采用上述任一种环保生物质燃料的生产工艺制备而成。
本发明所述生物质燃料,既能解决生物质燃料燃烧过程中的结渣结焦问题,又减少了烟气中SO2、SO3排放浓度,有利于大气环境的保护,显著提高了生物质燃料的燃烧效率,使得生物质燃料成为代替煤炭的高品质燃料。
具体实施方式
以下实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
实施例中各原料介绍:
粉碎机,具体采用江阴市昶衡机械设备有限公司提供的型号为CSJ的粉碎机。
滚筒风送烘干机,具体采用济南神龙环保科技有限公司提供的型号为GHG-2.2X20的滚筒风送烘干机。
成型颗粒机,具体采用郑州卓航机械设备有限公司提供的型号为TCZL850的成型颗粒机。
对辊挤压机,具体采用郑州天赐重工机械有限公司提供的型号为DZJ-I3.0的对辊挤压机。
小麦秸秆,具体采用河南三赢商贸有限公司提供的小麦秸秆。
白云石,具体采用东港市晟威矿业有限公司提供的300目的白云石。
高锰酸钾,CAS号:7722-64-7,具体采用郑州宇腾化工产品有限公司提供的300目的工业级高锰酸钾。
硝酸钡,CAS号:10022-31-8,具体采用上海瀚鸿科技股份有限公司提供的产品编号为RE01010273的工业级硝酸钡。
木质素磺酸钙,CAS号:8061-52-7,具体采用上海将来实业股份有限公司提供的产品编号为F12254的120目的工业级木质素磺酸钙。
氢氧化钙,CAS号:1305-62-0,具体采用上海缘钛化工产品有限公司提供的工业级氢氧化钙。
醋酸钙,CAS号:62-54-4,具体采用上海耐今实业有限公司提供的工业级醋酸钙。
绿泥石,具体采用大石桥市三龙矿业有限公司提供的300目的绿泥石。
实施例1
环保生物质燃料的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将小麦秸秆粉碎,过30目筛,得到秸秆粉末;
(2)将秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥,功率15kw,转速8转/分钟,水分蒸发量2300kg/h,使秸秆粉末水分含量达到10wt%;
(3)将干燥后的秸秆粉末采用成型颗粒机挤压成型,得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt%的生物质燃料。
实施例2
环保生物质燃料的生产工艺,包括以下步骤:
(1)按重量份称取各原料:小麦秸秆90重量份,高锰酸钾3重量份,硝酸钡5重量份,白云石10重量份,氧化钙4重量份,木质素磺酸钙3重量份;
(2)将小麦秸秆粉碎,过30目筛,得到秸秆粉末;
(3)将秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1:20(g/mL)混合均匀,于30℃浸泡24h后,采用80目滤布过滤,用去离子水将秸秆粉末洗涤至中性;
(4)将步骤(3)得到的秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥,功率15kw,转速8转/分钟,水分蒸发量2300kg/h,使秸秆粉末水分含量达到10wt%;
(5)将干燥后的秸秆粉末、高锰酸钾、硝酸钡、白云石、氧化钙以及木质素磺酸钙投入混料机,以800转/分钟的转速搅拌40分钟,得到混合均匀的混合料;
(6)将混合料采用成型颗粒机挤压成型,得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt%的生物质燃料。
所述氧化钙的制备过程为:将氢氧化钙在900℃锻烧6小时,使其完全分解成为氧化钙,随后将氧化钙粉碎至粒径为100μm,密封储存。
实施例3
环保生物质燃料的生产工艺,包括以下步骤:
(1)按重量份称取各原料:小麦秸秆90重量份,高锰酸钾3重量份,硝酸钡5重量份,白云石10重量份,氧化钙4重量份,木质素磺酸钙3重量份;
(2)将小麦秸秆粉碎,过30目筛,得到秸秆粉末;
(3)将秸秆粉末与与摩尔浓度为0.6mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1:20(g/mL)混合均匀,于30℃浸泡12h后,采用80目滤布过滤,用去离子水将秸秆粉末洗涤至中性;
(4)将步骤(3)得到的秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥,功率15kw,转速8转/分钟,水分蒸发量2300kg/h,使秸秆粉末水分含量达到10wt%;
(5)将干燥后的秸秆粉末、高锰酸钾、硝酸钡、白云石、氧化钙以及木质素磺酸钙投入混料机,以800转/分钟的转速搅拌40分钟,得到混合均匀的混合料;
(6)将混合料采用成型颗粒机挤压成型,得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt%的生物质燃料。
所述氧化钙的制备过程为:将氢氧化钙在900℃锻烧6小时,使其完全分解成为氧化钙,随后将氧化钙粉碎至粒径为100μm,密封储存。
实施例4
环保生物质燃料的生产工艺,包括以下步骤:
(1)按重量份称取各原料:小麦秸秆90重量份,高锰酸钾3重量份,硝酸钡5重量份,白云石10重量份,氧化钙4重量份,木质素磺酸钙3重量份;
(2)将小麦秸秆粉碎,过30目筛,得到秸秆粉末;
(3)将秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1:20(g/mL)混合均匀,于30℃浸泡12h后,采用80目滤布过滤,用去离子水将秸秆粉末洗涤至中性;
(4)将步骤(3)得到的秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1:20(g/mL)混合均匀,于30℃浸泡12h后,采用80目滤布过滤;
(5)将步骤(4)得到的秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥,功率15kw,转速8转/分钟,水分蒸发量2300kg/h,使秸秆粉末水分含量达到10wt%;
(6)将干燥后的秸秆粉末、高锰酸钾、硝酸钡、白云石、氧化钙以及木质素磺酸钙投入混料机,以800转/分钟的转速搅拌40分钟,得到混合均匀的混合料;
(7)将混合料采用成型颗粒机挤压成型,得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt%的生物质燃料。
所述氧化钙的制备过程为:将氢氧化钙在900℃锻烧6小时,使其完全分解成为氧化钙,随后将氧化钙粉碎至粒径为100μm,密封储存。
实施例5
环保生物质燃料的生产工艺,包括以下步骤:
(1)按重量份称取各原料:小麦秸秆90重量份,高锰酸钾3重量份,硝酸钡5重量份,白云石10重量份,氧化钙4重量份,木质素磺酸钙3重量份;
(2)将小麦秸秆粉碎,过30目筛,得到秸秆粉末;
(3)将秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1:20(g/mL)混合均匀,于30℃浸泡12h后,采用80目滤布过滤,用去离子水将秸秆粉末洗涤至中性;
(4)将步骤(3)得到的秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1:20(g/mL)混合均匀,于30℃浸泡12h后,采用80目滤布过滤;
(5)将步骤(4)得到的秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥,功率15kw,转速8转/分钟,水分蒸发量2300kg/h,使秸秆粉末水分含量达到10wt%;
(6)将干燥后的秸秆粉末、高锰酸钾、硝酸钡、白云石、氧化钙以及木质素磺酸钙投入混料机,以800转/分钟的转速搅拌40分钟,得到混合均匀的混合料;
(7)将混合料采用成型颗粒机挤压成型,得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt%的生物质燃料。
所述氧化钙的制备过程为:将醋酸钙在900℃锻烧6小时,使其完全分解成为氧化钙,随后将氧化钙粉碎至粒径为100μm,密封储存。
实施例6
环保生物质燃料的生产工艺,包括以下步骤:
(1)按重量份称取各原料:小麦秸秆90重量份,高锰酸钾3重量份,硝酸钡5重量份,绿泥石10重量份,氧化钙4重量份,木质素磺酸钙3重量份;
(2)将小麦秸秆粉碎,过30目筛,得到秸秆粉末;
(3)将秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1:20(g/mL)混合均匀,于30℃浸泡12h后,采用80目滤布过滤,用去离子水将秸秆粉末洗涤至中性;
(4)将步骤(3)得到的秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1:20(g/mL)混合均匀,于30℃浸泡12h后,采用80目滤布过滤;
(5)将步骤(4)得到的秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥,功率15kw,转速8转/分钟,水分蒸发量2300kg/h,使秸秆粉末水分含量达到10wt%;
(6)将干燥后的秸秆粉末、高锰酸钾、硝酸钡、绿泥石、氧化钙以及木质素磺酸钙投入混料机,以800转/分钟的转速搅拌40分钟,得到混合均匀的混合料;
(7)将混合料采用成型颗粒机挤压成型,得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt%的生物质燃料。
所述氧化钙的制备过程为:将醋酸钙在900℃锻烧6小时,使其完全分解成为氧化钙,随后将氧化钙粉碎至粒径为100μm,密封储存。
实施例7
环保生物质燃料的生产工艺,包括以下步骤:
(1)按重量份称取各原料:小麦秸秆90重量份,高锰酸钾3重量份,硝酸钡5重量份,改性绿泥石10重量份,氧化钙4重量份,木质素磺酸钙3重量份;
(2)将小麦秸秆粉碎,过30目筛,得到秸秆粉末;
(3)将秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1:20(g/mL)混合均匀,于30℃浸泡12h后,采用80目滤布过滤,用去离子水将秸秆粉末洗涤至中性;
(4)将步骤(3)得到的秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1:20(g/mL)混合均匀,于30℃浸泡12h后,采用80目滤布过滤;
(5)将步骤(4)得到的秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥,功率15kw,转速8转/分钟,水分蒸发量2300kg/h,使秸秆粉末水分含量达到10wt%;
(6)将干燥后的秸秆粉末、高锰酸钾、硝酸钡、改性绿泥石、氧化钙以及木质素磺酸钙投入混料机,以800转/分钟的转速搅拌40分钟,得到混合均匀的混合料;
(7)将混合料采用成型颗粒机挤压成型,得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt%的生物质燃料。
所述氧化钙的制备过程为:将醋酸钙在900℃锻烧6小时,使其完全分解成为氧化钙,随后将氧化钙粉碎至粒径为100μm,密封储存。
所述改性绿泥石的制备过程为:向绿泥石中加入绿泥石重量5%的碳酸钠水溶液,所述碳酸钠水溶液中碳酸钠的质量分数为10%,将其采用对辊挤压机挤压1小时,得到混合料;然后将混合料浸入摩尔浓度为6mol/L的的盐酸中,绿泥石与盐酸的体积比为1∶140,于70℃反应6小时,反应液采用300目滤布过滤,收集滤饼;随后将滤饼与去离子水以1∶50的体积比混合,以400转/分钟的转速搅拌20分钟后,静置24小时,采用300目滤布过滤,将滤饼于110℃干燥6小时,即得。
实施例8
环保生物质燃料的生产工艺,包括以下步骤:
(1)按重量份称取各原料:小麦秸秆90重量份,高锰酸钾3重量份,硝酸钡5重量份,改性绿泥石8重量份,白云石2重量份,氧化钙4重量份,木质素磺酸钙3重量份;
(2)将小麦秸秆粉碎,过30目筛,得到秸秆粉末;
(3)将秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1:20(g/mL)混合均匀,于30℃浸泡12h后,采用80目滤布过滤,用去离子水将秸秆粉末洗涤至中性;
(4)将步骤(3)得到的秸秆粉末与摩尔浓度为0.6mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1:20(g/mL)混合均匀,于30℃浸泡12h后,采用80目滤布过滤;
(5)将步骤(4)得到的秸秆粉末送入滚筒风送烘干机进行干燥,功率15kw,转速8转/分钟,水分蒸发量2300kg/h,使秸秆粉末水分含量达到10wt%;
(6)将干燥后的秸秆粉末、高锰酸钾、硝酸钡、改性绿泥石、白云石、氧化钙以及木质素磺酸钙投入混料机,以800转/分钟的转速搅拌40分钟,得到混合均匀的混合料;
(7)将混合料采用成型颗粒机挤压成型,得到密度1.4g/cm3、直径8mm、水分含量5wt%的生物质燃料。
所述氧化钙的制备过程为:将醋酸钙在900℃锻烧6小时,使其完全分解成为氧化钙,随后将氧化钙粉碎至粒径为100μm,密封储存。
所述改性绿泥石的制备过程为:向绿泥石中加入绿泥石重量5%的碳酸钠水溶液,所述碳酸钠水溶液中碳酸钠的质量分数为10%,将其采用对辊挤压机挤压1小时,得到混合料;然后将混合料浸入摩尔浓度为6mol/L的的盐酸中,绿泥石与盐酸的体积比为1∶140,于70℃反应6小时,反应液采用300目滤布过滤,收集滤饼;随后将滤饼与去离子水以1∶50的体积比混合,以400转/分钟的转速搅拌20分钟后,静置24小时,采用300目滤布过滤,将滤饼于110℃干燥6小时,即得。
对实施例8的生物质燃料的发热量进行测试,参考GB 5186-1985《生物质燃料发热量测试方法》进行。经测试,生物质燃料的发热量为22400kJ/kg。
对实施例8的生物质燃料的全硫含量进行测试,测试方法采用库仑滴定法参考GB/T214-2007进行。测试仪器采用库伦测硫仪(北京中西远大科技有限公司提供、型号为M42079),样品的进样方式:低温200℃停留2分钟,300℃停留1分钟,高温1150℃停留2分钟。经测试,生物质燃料的全硫含量为0.04%。
对实施例8的生物质燃料的防结焦性能进行测试,具体测试步骤如下:将生物质燃料置于有效容积50mL的密闭金属反应器中,在反应器中挂入经过抛光处理的重量为G1的碳钢片,钢片尺寸为50mm×10mm×2mm。装填生物质燃料前对反应器抽真空以去除其中的空气,生物质燃料的称量在真空下进行。然后将反应器同时缓慢放入380℃的金属锡浴中,恒温120h后取出反应器,迅速降温至室温,打开反应器,并对碳钢片进行称重G2。测试仪器采用上海茂宏电子科技有限公司提供的型号为MH的超微量电子天平。防结焦性能通过碳钢片的增重进行评价,测试5次,求其平均值。经测试,碳钢片增重为30mg。
测试例1
对实施例1-7的生物质燃料的发热量进行测试,参考GB 5186-1985《生物质燃料发热量测试方法》进行。具体测试结果见表1。
表1:发热量测试结果表
测试例2
对实施例1-7的生物质燃料的全硫含量进行测试,测试方法采用库仑滴定法参考GB/T214-2007进行。测试仪器采用库伦测硫仪(北京中西远大科技有限公司提供、型号为M42079)。测试过程中样品的进样方式:低温200℃停留2分钟,300℃停留1分钟,高温1150℃停留2分钟。具体测试结果见表2。
表2:全硫含量测试结果表
测试例3
对实施例5-7的生物质燃料的防结焦性能进行测试,具体测试步骤如下:将生物质燃料分别置于有效容积50mL的密闭金属反应器中,在反应器中挂入经过抛光处理的重量为G1的碳钢片,钢片尺寸为50mm×10mm×2mm。装填生物质燃料前对反应器抽真空以去除其中的空气,生物质燃料的称量在真空下进行。然后将反应器同时缓慢放入380℃的金属锡浴中,恒温120h后取出反应器,迅速降温至室温,打开反应器,并对碳钢片进行称重G2。测试仪器采用上海茂宏电子科技有限公司提供的型号为MH的超微量电子天平。防结焦性能通过碳钢片的增重进行评价,每个实施例测试5次,求其平均值。具体测试结果见表3。
表3:防结焦性能测试结果表
从上述数据可知,实施例2-4相较于实施例1,其发热值和全硫含量均有所改善,这可能是因为实施例1对秸秆进行干燥处理只能将秸秆中的水分脱除,并不会对秸秆的化学结构有明显的影响;而实施例2对秸秆进行酸洗,破坏秸秆的结构,降低秸秆纤维素聚合度和碱金属的含量,增加反应活性;实施例3对秸秆进行金属盐溶液浸渍处理,秸秆的致密结构被破坏,金属盐浸入秸秆内部,在燃烧过程中起到催化作用;实施例4中采用酸洗和金属盐溶液浸渍联合处理的方式,降低着火点,提高燃烧效率,同时减少燃烧灰分的产生,有利于提高脱硫效果。实施例5的全硫含量低于实施例4,这可能是由于醋酸钙煅烧得到的氧化钙吸附比表面积大,吸附效果较好,并且吸附稳定。实施例7采用改性绿泥石增加其粘结性能,通过引入介孔改善催化裂解焦油效果,有效降低焦油含量,减少表面积碳。
Claims (10)
1.一种环保生物质燃料的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将生物质原料粉碎,得到生物质原料粉末;
(2)将生物质原料粉末干燥,除去水分;
(3)将干燥后的生物质原料粉末采用成型颗粒机挤压成型。
2.根据权利要求1所述的环保生物质燃料的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将生物质原料粉碎,过30-40目筛,得到生物质原料粉末;
(2)将生物质原料粉末干燥至水分含量为10-12wt%;
(3)将干燥后的生物质原料粉末采用成型颗粒机挤压成型,得到密度0.8-1.4g/cm3、直径8-10mm、水分含量3-5wt%的生物质燃料。
3.根据权利要求1所述的环保生物质燃料的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按重量份称取各原料:生物质原料75-90重量份,高锰酸钾1-3重量份,硝酸钡2-5重量份,防结焦添加剂6-10重量份,脱硫剂2-4重量份,木质素磺酸钙3-5重量份;
(2)将生物质原料粉碎,过30-40目筛,得到生物质原料粉末;
(3)将生物质原料粉末与摩尔浓度0.4-0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1:(20-30)(g/mL)混合均匀,于25-30℃浸泡12-24h后,采用80-100目滤布过滤,用去离子水将生物质原料粉末洗涤至中性;
(4)将步骤(3)得到的生物质原料粉末干燥至水分含量为10-12wt%;
(5)将干燥后的生物质原料粉末、高锰酸钾、硝酸钡、防结焦添加剂、脱硫剂以及木质素磺酸钙投入混料机,以500-800转/分钟的转速搅拌40-60分钟,得到混合均匀的混合料;
(6)将混合料采用成型颗粒机挤压成型,得到密度0.8-1.4g/cm3、直径8-10mm、水分含量3-5wt%的生物质燃料。
4.根据权利要求1所述的环保生物质燃料的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按重量份称取各原料:生物质原料75-90重量份,高锰酸钾1-3重量份,硝酸钡2-5重量份,防结焦添加剂6-10重量份,脱硫剂2-4重量份,木质素磺酸钙3-5重量份;
(2)将生物质原料粉碎,过30-40目筛,得到生物质原料粉末;
(3)将生物质原料粉末与摩尔浓度0.4-0.6mol/L的稀硝酸按照固液比1:(20-30)(g/mL)混合均匀,于25-30℃浸泡12-24h后,采用80-100目滤布过滤,用去离子水将生物质原料粉末洗涤至中性;
(4)将步骤(3)得到的生物质原料粉末与摩尔浓度为0.5-0.8mol/L的硝酸镍水溶液按照固液比1:(20-30)(g/mL)混合均匀,于25-30℃浸泡12-24h后,采80-100目滤布过滤;
(5)将步骤(4)得到的生物质原料粉末干燥至水分含量为10-12wt%;
(6)将干燥后的生物质原料粉末、高锰酸钾、硝酸钡、防结焦添加剂、脱硫剂以及木质素磺酸钙投入混料机,以500-800转/分钟的转速搅拌40-60分钟,得到混合均匀的混合料;
(7)将混合料采用成型颗粒机挤压成型,得到密度0.8-1.4g/cm3、直径8-10mm、水分含量3-5wt%的生物质燃料。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的环保生物质燃料的生产工艺,其特征在于,所述生物质原料为秸秆、果壳、废木材、城市垃圾、人畜粪便中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的环保生物质燃料的生产工艺,其特征在于,所述脱硫剂为氧化钙,所述氧化钙的制备过程为:将氧化钙前驱体在800-900℃锻烧6-8小时,使其完全分解成为氧化钙,随后将氧化钙粉碎至粒径为80-100μm的颗粒。
7.根据权利要求6所述的环保生物质燃料的生产工艺,其特征在于,所述氧化钙前驱体为氢氧化钙或醋酸钙。
8.根据权利要求7所述的环保生物质燃料的生产工艺,其特征在于,所述防结焦添加剂为白云石、橄榄石、硬硼钙石、绿泥石中的一种或多种的混合物。
9.根据权利要求8所述的环保生物质燃料的生产工艺,其特征在于,所述绿泥石为改性绿泥石,所述改性绿泥石的制备过程为:向绿泥石中加入绿泥石重量2-5%的碳酸钠水溶液,所述碳酸钠水溶液中碳酸钠的质量分数为10-20%,将其采用对辊挤压机挤压1-2小时,得到混合料;然后将混合料浸入摩尔浓度为6-8mol/L的的盐酸中,绿泥石与盐酸的体积比为1∶(120-150),于70-80℃反应6-12小时,反应液采用200-300目滤布过滤,收集滤饼;随后将滤饼与去离子水以1∶(40-50)的体积比混合,以300-500转/分钟的转速搅拌20-30分钟后,静置24-36小时,采用200-300目滤布过滤,将滤饼于100-120℃干燥4-6小时,即得。
10.一种环保生物质燃料,其特征在于,采用上述任一种环保生物质燃料的生产工艺制备而成。
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