CN108315075A - 一种高能环保型生物质燃料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物燃料技术领域，具体为一种高能环保型生物质燃料及其制备方法，包括以下重量份的组分：秸秆30‑40份、花生壳30‑40份、锯末30‑40份、无烟煤粉20‑30份、污泥15‑20份、海藻生物燃料20‑30份、苯甲酸钠1‑3份、燃烧助剂5‑8份、防爆剂3‑5份、发泡剂5‑10份。本发明所述的生物质燃料中各组分相互配合，燃烧充分、燃烧热值高，作为高效、环保的替代燃料具有较大的发展潜力和重要的经济效益、社会价值。

Description

一种高能环保型生物质燃料及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物燃料技术领域，具体为一种高能环保型生物质燃料及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，石化能源逐渐面向枯竭，面对石化能源枯竭的问题，国家大力支持积极开发具有潜力的新型代替再生资源，以解决国家石油资源短缺、缓解石油供需矛盾。在世界能源紧张的大背景下，各国都在投入人力物力大力开发替代能源。生物质燃料是指将生物质材料燃烧作为燃料，主要是将农林废物作为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型(如块状、颗粒状等)的，可直接燃烧的一种新型清洁燃料。
藻类具有分布广泛、油脂含量高、环境适应能力强、生长周期短、生产成本相对较低等优势，因此藻类在生物质燃料开发过程中吸引了越来越多的关注。
污泥是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质，据不完全统计我国每天的污水排放量为4.47×107m3/d，全国的污水处理厂有超过100座，每天产生的污泥量是污水处理量的0.15-1.10%，其数量十分惊人。由此产生的污泥处理问题开始日益受到人们的关注，污泥处理不当会对环境产生二次污染，而传统的处理方法需要对污泥进行干燥脱水，耗能巨大、投入成本高，不利于大范围推广。
技术方案
为解决现有技术中存在的问题，本发明公开了一种高能环保型生物质燃料，具体技术方案如下。
一种高能环保型生物质燃料，包括以下重量份的组分：秸秆30-40份、花生壳30-40份、锯末30-40份、无烟煤粉20-30份、污泥15-20份、海藻生物燃料20-30份、苯甲酸钠1-3份、燃烧助剂5-8份、防爆剂3-5份、发泡剂5-10份；
所述海藻生物燃料由以下方法得到：
（1）破壁粉碎：清洗除去海藻中掺杂的泥沙等杂质及表面的海盐，然后在海藻中加入海藻重量分数50-60%的水，用破壁粉碎机粉碎成浆液，备用；
（2）发酵：将浆液加入到发酵罐中，加入浆液重量分数0.008-0.01%的复合菌剂，混合均匀，在30-35℃条件下发酵6-8天，得到发酵液，备用；
（3）水热液化：将发酵液加入高压反应釜中，N2加压至1.5 MPa，加热至300℃，以150r/min进行搅拌反应1h，冷却至室温后，放出气体，倒出反应混合物，即得到所述海藻生物燃料。
作为优选，所述燃烧助剂为氧化钙、氧化铝、氧化锌中的一种或多种的混合物。
作为优选，所述发泡剂为无机发泡剂，为碳酸钙和碳酸氢钠的混合物。
作为优选，所述防爆剂为甲基环二烯三羰基锰。
作为优选，所述的高能环保型生物质燃料，包括以下重量份的组分：秸秆40份、花生壳40份、锯末30份、无烟煤粉30份、污泥15份、海藻生物燃料30份、苯甲酸钠3份、燃烧助剂5份、防爆剂3份、发泡剂5份。
作为优选，所述的高能环保型生物质燃料，包括以下重量份的组分：秸秆30份、花生壳30份、锯末40份、无烟煤粉20份、污泥20份、海藻生物燃料20份、苯甲酸钠3份、燃烧助剂8份、防爆剂5份、发泡剂10份。
本发明还公开了上述高能环保型生物质燃料的制备方法，具体方案如下。
所述的高能环保型生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将秸秆、花生壳、锯末进行粉碎；
（2）将污泥和餐厨垃圾生物燃料混合均匀，然后加入粉碎后的秸秆、花生壳、锯末搅拌均匀，然后分别加入苯甲酸钠、燃烧助剂、防爆剂、发泡剂，搅拌使其混合均匀；
（3）将步骤2所得的混合物压制成型，然后将成型后的燃料放入烘干炉中，在250-300℃的条件下进行烘干，即得到所述高能环保型生物质燃料。
有益效果
（1）本发明所述的生物质燃料中各组分相互配合，燃烧充分、燃烧热值高，作为高效、环保的替代燃料具有较大的发展潜力和重要的经济效益、社会价值。秸秆、花生壳、锯末作为农业废弃物，来源广泛，价格低廉，而且属于可再生资源；加入了污泥，既可作为粘结剂将各组分黏结成型，而且可对污泥进行燃烧化处理，可以在高温燃烧的作用下使污泥中的有机质燃烧成灰，而且还可有效杀灭污泥中的有害细菌，经过燃烧后，污泥体积大大减少，而且燃烧后的剩余物无毒无害，可以放心处理；苯甲酸钠作为抗菌剂，可以延长燃料的保质期；燃烧助剂的加入可以提高氧含量，促进燃烧更加充分；防爆剂可以保证燃料燃烧的稳定性，提高其安全性；发泡剂的加入使成型的燃料在组织内部形成大量孔隙，可以使燃料内部更加蓬松，有利于充分燃烧，防止板结。
（2）本发明所述的生物质燃料的制备方法，直接在污泥和海藻生物质燃料中加入秸秆、花生壳、锯末等干性原料，省去了前期对污泥除水干燥的成本，而且发泡剂的加入使后期烘干过程中水分更易脱出，干燥更加彻底。制备方法简单易操作，可大范围推广应用。发明所述的海藻生物燃料的制备方法中，将海藻进行破壁处理，可以破碎海藻的细胞壁，使海藻中的有效物质得到释放，可以最大限度提取有效成分，提高海藻的利用价值，而且还可以缩短酶解时间；将破壁处理后的浆液进行发酵处理，可以使浆液反应生成可燃烧的燃料，可大大提高产率；将发酵液进行水热液化，可以使发酵液进一步反应，转化成燃料油。
具体实施方式
实施例1
一种高能环保型生物质燃料，包括以下重量份的组分：秸秆40份、花生壳40份、锯末30份、无烟煤粉30份、污泥15份、海藻生物燃料30份、苯甲酸钠3份、燃烧助剂5份、防爆剂3份、发泡剂5份；
所述海藻生物燃料由以下方法得到：
（1）破壁粉碎：清洗除去海藻中掺杂的泥沙等杂质及表面的海盐，然后在海藻中加入海藻重量分数50-60%的水，用破壁粉碎机粉碎成浆液，备用；
（2）发酵：将浆液加入到发酵罐中，加入浆液重量分数0.008-0.01%的复合菌剂，混合均匀，在30-35℃条件下发酵6-8天，得到发酵液，备用；
（3）水热液化：将发酵液加入高压反应釜中，N2加压至1.5 MPa，加热至300℃，以150r/min进行搅拌反应1h，冷却至室温后，放出气体，倒出反应混合物，即得到所述海藻生物燃料。
作为优选，所述燃烧助剂为氧化钙、氧化铝、氧化锌中的一种或多种的混合物。
作为优选，所述发泡剂为无机发泡剂，为碳酸钙和碳酸氢钠的混合物。
作为优选，所述防爆剂为甲基环二烯三羰基锰。
所述的高能环保型生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将秸秆、花生壳、锯末进行粉碎；
（2）将污泥和餐厨垃圾生物燃料混合均匀，然后加入粉碎后的秸秆、花生壳、锯末搅拌均匀，然后分别加入苯甲酸钠、燃烧助剂、防爆剂、发泡剂，搅拌使其混合均匀；
（3）将步骤2所得的混合物压制成型，然后将成型后的燃料放入烘干炉中，在250-300℃的条件下进行烘干，即得到所述高能环保型生物质燃料。
实施例2
一种高能环保型生物质燃料，包括以下重量份的组分：秸秆30份、花生壳30份、锯末40份、无烟煤粉20份、污泥20份、海藻生物燃料20份、苯甲酸钠3份、燃烧助剂8份、防爆剂5份、发泡剂10份；
所述海藻生物燃料由以下方法得到：
（1）破壁粉碎：清洗除去海藻中掺杂的泥沙等杂质及表面的海盐，然后在海藻中加入海藻重量分数50-60%的水，用破壁粉碎机粉碎成浆液，备用；
（2）发酵：将浆液加入到发酵罐中，加入浆液重量分数0.008-0.01%的复合菌剂，混合均匀，在30-35℃条件下发酵6-8天，得到发酵液，备用；
（3）水热液化：将发酵液加入高压反应釜中，N2加压至1.5 MPa，加热至300℃，以150r/min进行搅拌反应1h，冷却至室温后，放出气体，倒出反应混合物，即得到所述海藻生物燃料。
作为优选，所述燃烧助剂为氧化钙、氧化铝、氧化锌中的一种或多种的混合物。
作为优选，所述发泡剂为无机发泡剂，为碳酸钙和碳酸氢钠的混合物。
作为优选，所述防爆剂为甲基环二烯三羰基锰。
所述的高能环保型生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将秸秆、花生壳、锯末进行粉碎；
（2）将污泥和餐厨垃圾生物燃料混合均匀，然后加入粉碎后的秸秆、花生壳、锯末搅拌均匀，然后分别加入苯甲酸钠、燃烧助剂、防爆剂、发泡剂，搅拌使其混合均匀；
（3）将步骤2所得的混合物压制成型，然后将成型后的燃料放入烘干炉中，在250-300℃的条件下进行烘干，即得到所述高能环保型生物质燃料。
实施例3
一种高能环保型生物质燃料，包括以下重量份的组分：秸秆35份、花生壳35份、锯末40份、无烟煤粉20份、污泥15份、海藻生物燃料20份、苯甲酸钠3份、燃烧助剂5份、防爆剂3份、发泡剂5份；
所述海藻生物燃料由以下方法得到：
（1）破壁粉碎：清洗除去海藻中掺杂的泥沙等杂质及表面的海盐，然后在海藻中加入海藻重量分数50-60%的水，用破壁粉碎机粉碎成浆液，备用；
（2）发酵：将浆液加入到发酵罐中，加入浆液重量分数0.008-0.01%的复合菌剂，混合均匀，在30-35℃条件下发酵6-8天，得到发酵液，备用；
（3）水热液化：将发酵液加入高压反应釜中，N2加压至1.5 MPa，加热至300℃，以150r/min进行搅拌反应1h，冷却至室温后，放出气体，倒出反应混合物，即得到所述海藻生物燃料。
作为优选，所述燃烧助剂为氧化钙、氧化铝、氧化锌中的一种或多种的混合物。
作为优选，所述发泡剂为无机发泡剂，为碳酸钙和碳酸氢钠的混合物。
作为优选，所述防爆剂为甲基环二烯三羰基锰。
所述的高能环保型生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将秸秆、花生壳、锯末进行粉碎；
（2）将污泥和餐厨垃圾生物燃料混合均匀，然后加入粉碎后的秸秆、花生壳、锯末搅拌均匀，然后分别加入苯甲酸钠、燃烧助剂、防爆剂、发泡剂，搅拌使其混合均匀；
（3）将步骤2所得的混合物压制成型，然后将成型后的燃料放入烘干炉中，在250-300℃的条件下进行烘干，即得到所述高能环保型生物质燃料。

Claims (7)

1.一种高能环保型生物质燃料，其特征在于，包括以下重量份的组分：秸秆30-40份、花生壳30-40份、锯末30-40份、无烟煤粉20-30份、污泥15-20份、海藻生物燃料20-30份、苯甲酸钠1-3份、燃烧助剂5-8份、防爆剂3-5份、发泡剂5-10份；
所述海藻生物燃料由以下方法得到：
（1）破壁粉碎：清洗除去海藻中掺杂的泥沙等杂质及表面的海盐，然后在海藻中加入海藻重量分数50-60%的水，用破壁粉碎机粉碎成浆液，备用；
（2）发酵：将浆液加入到发酵罐中，加入浆液重量分数0.008-0.01%的复合菌剂，混合均匀，在30-35℃条件下发酵6-8天，得到发酵液，备用；
（3）水热液化：将发酵液加入高压反应釜中，N2加压至1.5 MPa，加热至300℃，以150r/min进行搅拌反应1h，冷却至室温后，放出气体，倒出反应混合物，即得到所述海藻生物燃料。
2.根据权利要求1所述的高能环保型生物质燃料，其特征在于，所述燃烧助剂为氧化钙、氧化铝、氧化锌中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的高能环保型生物质燃料，其特征在于，所述发泡剂为无机发泡剂，为碳酸钙和碳酸氢钠的混合物。
4.根据权利要求1所述的高能环保型生物质燃料，其特征在于，所述防爆剂为甲基环二烯三羰基锰。
5.根据权利要求1所述的高能环保型生物质燃料，其特征在于，包括以下重量份的组分：秸秆40份、花生壳40份、锯末30份、无烟煤粉30份、污泥15份、海藻生物燃料30份、苯甲酸钠3份、燃烧助剂5份、防爆剂3份、发泡剂5份。
6.根据权利要求1所述的高能环保型生物质燃料，其特征在于，包括以下重量份的组分：秸秆30份、花生壳30份、锯末40份、无烟煤粉20份、污泥20份、海藻生物燃料20份、苯甲酸钠3份、燃烧助剂8份、防爆剂5份、发泡剂10份。
7.根据权利要求1-6任一所述的高能环保型生物质燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将秸秆、花生壳、锯末进行粉碎；
（2）将污泥和餐厨垃圾生物燃料混合均匀，然后加入粉碎后的秸秆、花生壳、锯末搅拌均匀，然后分别加入苯甲酸钠、燃烧助剂、防爆剂、发泡剂，搅拌使其混合均匀；
（3）将步骤2所得的混合物压制成型，然后将成型后的燃料放入烘干炉中，在250-300℃的条件下进行烘干，即得到所述高能环保型生物质燃料。
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