CN108329970A - 一种环保型生物质燃料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新能源技术领域，提供了一种环保型生物质燃料及制备方法，本发明为了改善现有生物质燃料因含硫含氮量高燃烧后释放出大量的二氧化氮和二氧化碳等有害物质，对空气环境造成污染的现象，在重新调整了生物质燃料的成分的基础上增加了脱硫剂、脱氮剂和脱氯剂，由此减少生物质燃料中的含硫量、含氮量和含氯量，降低二氧化氮和二氧化碳等有害物质的释放，防治对空气环境的污染，环保节能，值得推广应用。

Description

一种环保型生物质燃料及制备方法
技术领域
本发明属于新能源加工技术领域，具体地，涉及一种环保型生物质燃料及制备方法。
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。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，由此产生的二氧化碳排放量高达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，尤其是其中的硫和氮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。
为了克服上述不足，本发明提供一种环保型生物质燃料及制备方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种环保型生物质燃料及制备方法。
根据本发明的一个方面提供一种环保型生物质燃料，所述环保型生物质燃料包括如下重量份数的原料：小麦秸秆10-35份、高粱壳5-25份、碎树枝5-13份、木屑3-9份、餐余垃圾5-12份、煤泥1-3份、蓖麻秸秆3-9份、腐殖酸2-5份、鸡粪1-5份、脱硫剂2-4份、脱氮剂1-5份、脱氯剂1-3份；
所述脱硫剂以凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料，凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉的质量比为1-2：0.3：3-4。
优选地，所述环保型生物质燃料包括如下重量份数的原料：小麦秸秆10-31份、高粱壳5-15份、碎树枝7-13份、木屑3-6份、餐余垃圾5-11份、煤泥1-2份、蓖麻秸秆3-5份、腐殖酸2-4份、鸡粪1-3份、脱硫剂2-3份、脱氮剂3-5份、脱氯剂1-2份；
所述脱硫剂以凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料，凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉的质量比为1-2：0.3：3-4。
优选地，所述环保型生物质燃料包括如下重量份数的原料：小麦秸秆22份、高粱壳9份、碎树枝8份、木屑5份、餐余垃圾7份、煤泥1份、蓖麻秸秆4份、腐殖酸3份、鸡粪2份、脱硫剂2份、脱氮剂4份、脱氯剂1份；
所述脱硫剂以凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料，凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉的质量比为1-2：0.3：3-4。
优选地，所述脱硫剂的制备方法如下：
（1）取凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料；
（2）将凹凸棒土单层紧密铺放，在其上均匀淋洒粘结剂，之后再均匀摊铺氧化铁粉，直至氧化铁粉完全充满蜂窝填料的间隙，第一层脱硫剂制备铺装完成；
（3）进行干燥后，重复步骤（2），在第一层脱硫剂之上铺装第二层脱硫剂；
（4）按同样步骤继续制备各层脱硫剂，将若干层脱硫剂作为一个填料层单元，若干填料层单元构成脱硫剂。
优选地，所述的氧化铁粉为颗粒状，粒径大于10μm，密度大于5.0g/cm 3，纯度大于99.9%。
优选地，所述脱氮剂由60-80wt％的二氧化硅和20-40wt％的氧化铝组成。
本发明的另一个方面提供一种环保型生物质燃料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量配比称量小麦秸秆、高粱壳、碎树枝、木屑、餐余垃圾、煤泥、蓖麻秸秆、腐殖酸、鸡粪、脱硫剂、脱氮剂、脱氯剂；
（2）将小麦秸秆、高粱壳、碎树枝、木屑、餐余垃圾、煤泥、蓖麻秸秆、腐殖酸、鸡粪粉碎，得到生物质原料粉末；
（3）将生物质原料粉末干燥，除去水分，加入脱硫剂、脱氮剂、脱氯剂，混合搅拌，得混合物；
（4）将混合物采用成型颗粒机挤压成型，即可。
优选地，所述脱氯剂为硫代硫酸钠。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供一种环保型生物质燃料，本发明为了改善现有生物质燃料因含硫含氮量高燃烧后释放出大量的二氧化氮和二氧化碳等有害物质，对空气环境造成污染的现象，在重新调整了生物质燃料的成分的基础上增加了脱硫剂、脱氮剂和脱氯剂，由此减少生物质燃料中的含硫量、含氮量和含氯量，降低二氧化氮和二氧化碳等有害物质的释放，防治对空气环境的污染，环保节能，值得推广应用。
2、本发明提供一种环保型生物质燃料，制得的生物质燃料颗粒具有抗结渣性能，提高了生物质燃料的燃烧效率和热能，制备的成型燃料粘结度高，燃烧热值高，燃烧污染小，灰分少，利于生态环境的建设。
3、本发明提供一种环保型生物质燃料，由于脱硫剂成分中含有凹凸棒土，因此
制备得到的生物质燃料比表面积增加，接触时间延长，脱硫效果明显提升，减少了二氧化硫的释放。
4、本发明提供一种环保型生物质燃料，本发明配方中加入的脱氮剂，对于微量
氮化物的脱除率可以高达99.9％，该脱氮剂比表面积很高且其表面具有丰富的酸性中心，而且这些酸性中心的酸强度又不高，这样有利于对碱性氮化物的选择性吸附，提高脱氮效率，减少了二氧化氮等氮化物的释放。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供的一种环保型生物质燃料，所述环保型生物质燃料包括如下重量份数的原料：小麦秸秆35份、高粱壳5份、碎树枝13份、木屑3份、餐余垃圾12份、煤泥1份、蓖麻秸秆9份、腐殖酸2份、鸡粪5份、脱硫剂2份、脱氮剂5份、脱氯剂1份；
所述脱硫剂以凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料，凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉的质量比为2：0.3：3。
作为优选方案，所述脱硫剂的制备方法如下：
（1）取凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料；
（2）将凹凸棒土单层紧密铺放，在其上均匀淋洒粘结剂，之后再均匀摊铺氧化铁粉，直至氧化铁粉完全充满蜂窝填料的间隙，第一层脱硫剂制备铺装完成；
（3）进行干燥后，重复步骤（2），在第一层脱硫剂之上铺装第二层脱硫剂；
（4）按同样步骤继续制备各层脱硫剂，将若干层脱硫剂作为一个填料层单元，若干填料层单元构成脱硫剂。
作为优选方案，所述的氧化铁粉为颗粒状，粒径大于10μm，密度大于5.0g/cm 3，纯度大于99.9%。
作为优选方案，所述脱氮剂由80wt％的二氧化硅和20wt％的氧化铝组成。
本发明的另一个方面提供一种环保型生物质燃料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量配比称量小麦秸秆、高粱壳、碎树枝、木屑、餐余垃圾、煤泥、蓖麻秸秆、腐殖酸、鸡粪、脱硫剂、脱氮剂、脱氯剂；
（2）将小麦秸秆、高粱壳、碎树枝、木屑、餐余垃圾、煤泥、蓖麻秸秆、腐殖酸、鸡粪粉碎，得到生物质原料粉末；
（3）将生物质原料粉末干燥，除去水分，加入脱硫剂、脱氮剂、脱氯剂，混合搅拌，得混合物；
（4）将混合物采用成型颗粒机挤压成型，即可。
作为优选方案，所述脱氯剂为硫代硫酸钠。
实施例2
本实施例提供的一种环保型生物质燃料，所述环保型生物质燃料包括如下重量份数的原料：小麦秸秆10份、高粱壳25份、碎树枝5份、木屑9份、餐余垃圾5份、煤泥3份、蓖麻秸秆3份、腐殖酸5份、鸡粪1份、脱硫剂4份、脱氮剂1份、脱氯剂3份；
所述脱硫剂以凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料，凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉的质量比为1：0.3：4。
作为优选方案，所述脱硫剂的制备方法如下：
（1）取凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料；
（2）将凹凸棒土单层紧密铺放，在其上均匀淋洒粘结剂，之后再均匀摊铺氧化铁粉，直至氧化铁粉完全充满蜂窝填料的间隙，第一层脱硫剂制备铺装完成；
（3）进行干燥后，重复步骤（2），在第一层脱硫剂之上铺装第二层脱硫剂；
（4）按同样步骤继续制备各层脱硫剂，将若干层脱硫剂作为一个填料层单元，若干填料层单元构成脱硫剂。
作为优选方案，所述的氧化铁粉为颗粒状，粒径大于10μm，密度大于5.0g/cm 3，纯度大于99.9%。
作为优选方案，所述脱氮剂由60wt％的二氧化硅和40wt％的氧化铝组成。
本发明的另一个方面提供一种环保型生物质燃料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量配比称量小麦秸秆、高粱壳、碎树枝、木屑、餐余垃圾、煤泥、蓖麻秸秆、腐殖酸、鸡粪、脱硫剂、脱氮剂、脱氯剂；
（2）将小麦秸秆、高粱壳、碎树枝、木屑、餐余垃圾、煤泥、蓖麻秸秆、腐殖酸、鸡粪粉碎，得到生物质原料粉末；
（3）将生物质原料粉末干燥，除去水分，加入脱硫剂、脱氮剂、脱氯剂，混合搅拌，得混合物；
（4）将混合物采用成型颗粒机挤压成型，即可。
作为优选方案，所述脱氯剂为硫代硫酸钠。
实施例3
本实施例提供的一种环保型生物质燃料，所述环保型生物质燃料包括如下重量份数的原料：小麦秸秆31份、高粱壳5份、碎树枝13份、木屑3份、餐余垃圾11份、煤泥1份、蓖麻秸秆5份、腐殖酸2份、鸡粪3份、脱硫剂2份、脱氮剂5份、脱氯剂1份；
所述脱硫剂以凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料，凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉的质量比为1：0.3：3。
作为优选方案，所述脱硫剂的制备方法如下：
（1）取凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料；
（2）将凹凸棒土单层紧密铺放，在其上均匀淋洒粘结剂，之后再均匀摊铺氧化铁粉，直至氧化铁粉完全充满蜂窝填料的间隙，第一层脱硫剂制备铺装完成；
（3）进行干燥后，重复步骤（2），在第一层脱硫剂之上铺装第二层脱硫剂；
（4）按同样步骤继续制备各层脱硫剂，将若干层脱硫剂作为一个填料层单元，若干填料层单元构成脱硫剂。
作为优选方案，所述的氧化铁粉为颗粒状，粒径大于10μm，密度大于5.0g/cm 3，纯度大于99.9%。
作为优选方案，所述脱氮剂由70wt％的二氧化硅和30wt％的氧化铝组成。
本发明的另一个方面提供一种环保型生物质燃料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量配比称量小麦秸秆、高粱壳、碎树枝、木屑、餐余垃圾、煤泥、蓖麻秸秆、腐殖酸、鸡粪、脱硫剂、脱氮剂、脱氯剂；
（2）将小麦秸秆、高粱壳、碎树枝、木屑、餐余垃圾、煤泥、蓖麻秸秆、腐殖酸、鸡粪粉碎，得到生物质原料粉末；
（3）将生物质原料粉末干燥，除去水分，加入脱硫剂、脱氮剂、脱氯剂，混合搅拌，得混合物；
（4）将混合物采用成型颗粒机挤压成型，即可。
作为优选方案，所述脱氯剂为硫代硫酸钠。
实施例4
本实施例提供的一种环保型生物质燃料，所述环保型生物质燃料包括如下重量份数的原料：小麦秸秆10份、高粱壳15份、碎树枝7份、木屑6份、餐余垃圾5份、煤泥2份、蓖麻秸秆3份、腐殖酸4份、鸡粪1份、脱硫剂3份、脱氮剂3份、脱氯剂2份；
所述脱硫剂以凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料，凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉的质量比为2：0.3：4。
作为优选方案，所述脱硫剂的制备方法如下：
（1）取凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料；
（2）将凹凸棒土单层紧密铺放，在其上均匀淋洒粘结剂，之后再均匀摊铺氧化铁粉，直至氧化铁粉完全充满蜂窝填料的间隙，第一层脱硫剂制备铺装完成；
（3）进行干燥后，重复步骤（2），在第一层脱硫剂之上铺装第二层脱硫剂；
（4）按同样步骤继续制备各层脱硫剂，将若干层脱硫剂作为一个填料层单元，若干填料层单元构成脱硫剂。
作为优选方案，所述的氧化铁粉为颗粒状，粒径大于10μm，密度大于5.0g/cm 3，纯度大于99.9%。
作为优选方案，所述脱氮剂由80wt％的二氧化硅和40wt％的氧化铝组成。
本发明的另一个方面提供一种环保型生物质燃料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量配比称量小麦秸秆、高粱壳、碎树枝、木屑、餐余垃圾、煤泥、蓖麻秸秆、腐殖酸、鸡粪、脱硫剂、脱氮剂、脱氯剂；
（2）将小麦秸秆、高粱壳、碎树枝、木屑、餐余垃圾、煤泥、蓖麻秸秆、腐殖酸、鸡粪粉碎，得到生物质原料粉末；
（3）将生物质原料粉末干燥，除去水分，加入脱硫剂、脱氮剂、脱氯剂，混合搅拌，得混合物；
（4）将混合物采用成型颗粒机挤压成型，即可。
作为优选方案，所述脱氯剂为硫代硫酸钠。
实施例5
本实施例提供的一种环保型生物质燃料，所述环保型生物质燃料包括如下重量份数的原料：小麦秸秆22份、高粱壳9份、碎树枝8份、木屑5份、餐余垃圾7份、煤泥1份、蓖麻秸秆4份、腐殖酸3份、鸡粪2份、脱硫剂2份、脱氮剂4份、脱氯剂1份；
所述脱硫剂以凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料，凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉的质量比为1：0.3：3。
作为优选方案，所述脱硫剂的制备方法如下：
（1）取凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料；
（2）将凹凸棒土单层紧密铺放，在其上均匀淋洒粘结剂，之后再均匀摊铺氧化铁粉，直至氧化铁粉完全充满蜂窝填料的间隙，第一层脱硫剂制备铺装完成；
（3）进行干燥后，重复步骤（2），在第一层脱硫剂之上铺装第二层脱硫剂；
（4）按同样步骤继续制备各层脱硫剂，将若干层脱硫剂作为一个填料层单元，若干填料层单元构成脱硫剂。
作为优选方案，所述的氧化铁粉为颗粒状，粒径大于10μm，密度大于5.0g/cm 3，纯度大于99.9%。
作为优选方案，所述脱氮剂由65wt％的二氧化硅和26wt％的氧化铝组成。
本发明的另一个方面提供一种环保型生物质燃料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量配比称量小麦秸秆、高粱壳、碎树枝、木屑、餐余垃圾、煤泥、蓖麻秸秆、腐殖酸、鸡粪、脱硫剂、脱氮剂、脱氯剂；
（2）将小麦秸秆、高粱壳、碎树枝、木屑、餐余垃圾、煤泥、蓖麻秸秆、腐殖酸、鸡粪粉碎，得到生物质原料粉末；
（3）将生物质原料粉末干燥，除去水分，加入脱硫剂、脱氮剂、脱氯剂，混合搅拌，得混合物；
（4）将混合物采用成型颗粒机挤压成型，即可。
作为优选方案，所述脱氯剂为硫代硫酸钠。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种环保型生物质燃料，其特征在于：所述环保型生物质燃料包括如下重量份数的原料：小麦秸秆10-35份、高粱壳5-25份、碎树枝5-13份、木屑3-9份、餐余垃圾5-12份、煤泥1-3份、蓖麻秸秆3-9份、腐殖酸2-5份、鸡粪1-5份、脱硫剂2-4份、脱氮剂1-5份、脱氯剂1-3份；
所述脱硫剂以凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料，凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉的质量比为1-2：0.3：3-4。
2.根据权利要求1所述的环保型生物质燃料，其特征在于：所述环保型生物质燃料包括如下重量份数的原料：小麦秸秆10-31份、高粱壳5-15份、碎树枝7-13份、木屑3-6份、餐余垃圾5-11份、煤泥1-2份、蓖麻秸秆3-5份、腐殖酸2-4份、鸡粪1-3份、脱硫剂2-3份、脱氮剂3-5份、脱氯剂1-2份；
所述脱硫剂以凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料，凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉的质量比为1-2：0.3：3-4。
3.根据权利要求1所述的环保型生物质燃料，其特征在于：所述环保型生物质燃料包括如下重量份数的原料：小麦秸秆22份、高粱壳9份、碎树枝8份、木屑5份、餐余垃圾7份、煤泥1份、蓖麻秸秆4份、腐殖酸3份、鸡粪2份、脱硫剂2份、脱氮剂4份、脱氯剂1份；
所述脱硫剂以凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料，凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉的质量比为1-2：0.3：3-4。
4.根据权利要求1所述的环保型生物质燃料，其特征在于：所述脱硫剂的制备方法如下：
（1）取凹凸棒土、粘结剂、氧化铁粉作为原料；
（2）将凹凸棒土单层紧密铺放，在其上均匀淋洒粘结剂，之后再均匀摊铺氧化铁粉，直至氧化铁粉完全充满蜂窝填料的间隙，第一层脱硫剂制备铺装完成；
（3）进行干燥后，重复步骤（2），在第一层脱硫剂之上铺装第二层脱硫剂；
（4）按同样步骤继续制备各层脱硫剂，将若干层脱硫剂作为一个填料层单元，若干填料层单元构成脱硫剂。
5.根据权利要求1所述的环保型生物质燃料，其特征在于：所述的氧化铁粉为颗粒状，粒径大于10μm，密度大于5.0g/cm 3，纯度大于99.9%。
6.根据权利要求1所述的环保型生物质燃料，其特征在于：所述脱氮剂由60-80wt％的二氧化硅和20-40wt％的氧化铝组成。
7.根据权利要求1-6任一项所述的环保型生物质燃料的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
（1）按照重量配比称量小麦秸秆、高粱壳、碎树枝、木屑、餐余垃圾、煤泥、蓖麻秸秆、腐殖酸、鸡粪、脱硫剂、脱氮剂、脱氯剂；
（2）将小麦秸秆、高粱壳、碎树枝、木屑、餐余垃圾、煤泥、蓖麻秸秆、腐殖酸、鸡粪粉碎，得到生物质原料粉末；
（3）将生物质原料粉末干燥，除去水分，加入脱硫剂、脱氮剂、脱氯剂，混合搅拌，得混合物；
（4）将混合物采用成型颗粒机挤压成型，即可。
8.根据权利要求1所述的环保型生物质燃料，其特征在于：所述脱氯剂为硫代硫酸钠。
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