CN108277055A - 一种生物质炭粉成型燃料制备方法 - Google Patents

一种生物质炭粉成型燃料制备方法 Download PDF

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赵立欣
李丽洁
丛宏斌
姚宗路
霍丽丽
贾吉秀
马腾
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Abstract

本发明公开了一种生物质炭粉成型燃料制备方法，制备方法包含如下三个步骤：1)胶黏剂配置，2)生物质炭粉调制，制备预成型料3)炭粉成型，制备生物质炭粉成型燃料。生物质炭粉成型燃料制备所需原料组分为胶黏剂、生物质炭粉(干基)、水，各原料组分比例如下：胶黏剂生物质炭粉(干基)：水＝1:69:30。胶黏剂配置方法如下：1)粘合剂(糯米粉、小麦面粉)30‑40％，2)助黏剂粘合剂(高岭土、膨润土)40‑60％，3)粘合强化剂(高纤维素、木质素)10‑20％。在碾滚式搅拌机各组分充分混匀后，生物质炭粉调制完成，得到生物质炭粉预成型料；挤压成型，得到生物质炭粉成型燃料。利用本发明制备的生物质炭粉成型燃料耐压抗跌落、无毒无害，环保成本低。

Description

一种生物质炭粉成型燃料制备方法
技术领域
本发明属于生物质能源生物炭成型领域，具体涉及一种生物质炭粉成型工艺及成型胶黏剂制备，包括胶黏剂的配方及配制方法，生物质炭粉调制，利用调制方法、采用该胶黏剂进行生物质炭粉成型燃料制备方法。
背景技术
我国农林废弃物资源丰富，居世界首位。每年有数亿吨的秸秆得不到有效的处理，收获季节常发生秸秆就地焚烧现象，严重污染了环境，同时造成资源极大浪费。农业秸秆炭化技术是秸秆资源化利用的有效形式，可将农林秸秆转换成高品质的固体燃料。通过秸秆热解炭化技术，能够将废弃的秸秆转化为燃气和生物炭等，既能提供清洁能源，改善用能结构，又能有效还田和固碳，经济与环境效益良好。具有较好的推广应用潜力。生物炭粉成型炭棒是利用成型设备将粉状生物炭制成的具有一定形状的产品。棒状成型炭相比松散生物炭能量密度有所增加，有利于生产生活中利用。成型炭的制备分为两种途径，一种是先将生物质原料制成成型燃料，再对成型燃料进行炭化，缺点是生产棒状成型炭表面裂纹多，抗跌落性能差 1。另一种方法是，秸秆炭化获得生物炭后将生物炭挤压成成型炭。此法得到的成型炭品相较好，节约能源。
秸秆炭粉成型效果优劣取决于原料调制。秸秆炭粉调制包括两部分内容：第一，生物质炭粉粉碎程度；第二，胶黏剂选用与添加量、含水量的控制。炭粉调制合理能够使炭粉成型燃料耐压耐摔的物理品性得到保证。专利CN107324773A公开了一种生物质炭基环保砖及制备方案，主要原料有生物炭黑35～45％，土料55～65％，成型助剂膨润土、黄腐酸粉、木薯粉。此法成本低、但成型燃料热值较低。专利CN105219303A专利公开了一种活性炭粘结剂及制备方法，主要成分有聚乙烯醇、消泡剂、环氧树脂，在成型方面，健康环保、成型效果稳定。此法随环保，粘结剂原料价格较高。已有专利均未针对高品质生物质炭粉成型燃料的制备方法，因此，需要开发一种胶黏剂，提出一种炭粉调制方法，以促进生物质炭粉成型与高值化利用，达到节约能源和保护环境的目的。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种生物质炭粉调制方法。
本发明的第二个目的在于提供所述生物质炭粉成型燃料制备过程需用的胶黏剂配制方法。
本发明的第三个目的在于提供采用所述胶黏剂利用所述的生物质炭粉调制方法制备生物质炭粉成型燃料的方法。
本发明所述的生物质炭粉成型燃料，其制备方法如下：1)胶黏剂配置，2)生物质炭粉调制，制备预成型料3)炭粉成型，制备生物质炭粉成型燃料。
本发明所述一种生物质炭粉成型用胶黏剂，其特征在于，所述的胶黏剂，其具体配方如下：1)粘合剂30-40％，2)助黏剂粘合剂40-60％，3)粘合强化剂10-20％。
本发明所述的胶黏剂，其特征在于，所述粘合剂为糯米粉。
本发明所述的胶黏剂，其特征在于，所述助黏剂为高岭土。
本发明所述的胶黏剂，其特征在于，所述粘合强化剂为纤维素。
本发明所述的生物质炭粉成型燃料制备方法，其特征在于包括以下组分胶黏剂、生物质炭粉(干基)、水。
本发明所述的生物质炭粉成型燃料制备方法，其特征在于各组分比例如下：胶黏剂生物质炭粉(干基)：水＝1:69:30。
本发明所述的生物质炭粉调制方法，其特征在于按权利要求2所述配方将各组分置于盛有适量生物质炭粉的磙碾式搅拌机中，粉碎至炭粉粒度为20～30目，搅拌时间不低于20min，磙碾式搅拌机关机；在室温条件下，向加入胶黏剂并混合均匀后的生物质炭粉中加入水，打开磙碾式搅拌机，搅拌10min，待各组分充分混匀后，生物质炭粉调制完成，得到生物质炭粉预成型料。
本发明所述的生物质炭粉成型燃料制备方法，其特征在于将权利要求7中所述的生物质炭粉预成型料放入变径螺杆挤压式成型机中，挤压成型，得到生物质炭粉成型燃料。
本发明所述的生物质炭粉成型燃料制备方法，其特征在于将权利要求7中所述的生物质炭粉预成型料放入变径螺杆挤压式成型机中，挤压成型，得到生物质炭粉成型燃料。
本发明的生物质炭粉成型燃料及其配制的胶黏剂具有以下特点：
(1)本发明所述生物质炭粉成型燃料的抗压应力在约1200n，抗跌落强度在约98％。
(2)利用本发明的方法配制的胶黏剂粘合力强、稳定性好、完全燃烧不产生有害物质，价格低廉约6.6元/kg。
具体实施方式：
以下结合具体实施例，对本发明作进一步阐释和说明。所述实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
实施例：制备生物质炭粉成型燃料
按表1所示的配方配置胶黏剂，糯米粉35％、高岭土50％、纤维素15％。将各组分充分混匀。将胶黏剂放入盛有适量生物质炭粉的磙碾式搅拌机(处理量200kg/h，功率为5.5kW) 中，粉碎至炭粉粒度为20～30目，搅拌时间30min，磙碾式搅拌机关机；在室温条件下，向加入胶黏剂并混合均匀后的生物质炭粉中加入水，打开磙碾式搅拌机，搅拌10min，待各组分充分混匀后，生物质炭粉调制完成，得到生物质炭粉预成型料，将生物质炭粉预成型料放入变径螺杆挤压式成型机(处理量200kg/h，功率为11kW)中，挤压成型，得到生物质炭粉成型燃料。
表1成型原料与胶黏剂配方
表2成型成本
表3成型燃料物理品性
综上所述，本发明在生物质炭粉成型技术上实现了突破，利用本发明所提出的胶黏剂配制方法与炭粉调制方法，可制得物理品性良好的生物质炭粉成型燃料，为生物质的高值化利用奠定了基础，具有显著的节能环保效果。

Claims (9)

1.一种生物质炭粉成型燃料制备方法，其特征在于，所述的生物质炭粉成型燃料，其制备方法如下：1)胶黏剂配置，2)生物质炭粉调制，制备预成型料3)炭粉成型，制备生物质炭粉成型燃料。
2.如权利要求1所述一种生物质炭粉成型用胶黏剂，其特征在于，所述的胶黏剂，其具体配方如下：1)粘合剂30-40％，2)助黏剂粘合剂40-60％，3)粘合强化剂10-20％。
3.如权利要求2所述的胶黏剂，其特征在于，所述粘合剂为糯米粉、小麦面粉。
4.如权利要求2所述的胶黏剂，其特征在于，所述助黏剂为高岭土、膨润土。
5.如权利要求2所述的胶黏剂，其特征在于，所述粘合强化剂为高纤维素、木质素。
6.如权利要求1中所述的生物质炭粉成型燃料制备方法，其特征在于包括以下组分胶黏剂、生物质炭粉(干基)、水。
7.如权利要求1中所述的生物质炭粉成型燃料制备方法，其特征在于各组分比例如下：胶黏剂生物质炭粉(干基)：水＝1:69:30。
8.如权利要求1中所述的生物质炭粉调制方法，其特征在于按权利要求2所述配方将各组分置于盛有适量生物质炭粉的磙碾式搅拌机中，粉碎至炭粉粒度为20～30目，搅拌时间不低于20min，磙碾式搅拌机关机；在室温条件下，向加入胶黏剂并混合均匀后的生物质炭粉中加入水，打开磙碾式搅拌机，搅拌10min，待各组分充分混匀后，生物质炭粉调制完成，得到生物质炭粉预成型料。
9.利用权利1所述的生物质炭粉成型燃料制备方法，其特征在于将权利要求7中所述的生物质炭粉预成型料放入变径螺杆挤压式成型机中，挤压成型，得到生物质炭粉成型燃料。
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