CN108822915A - 一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法 - Google Patents

一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，称取以下重量份原料：改性废弃秸秆56‑62份、木屑24‑28份、粘合剂4‑8份、凹凸棒黏土粉2‑5份。本发明本发明的改性废弃秸秆中先将废弃秸秆进行蒸汽爆破处理，废弃秸秆膨胀，提高其体积，进一步的提高废弃秸秆碳化面积，继而增加与处理液作用面积，处理液中高锰酸钾释放出氧气，促进秸秆充分燃烧，同时沉积矿物中铁、锰可促进燃料进一步燃烧。

Description

一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法
技术领域
本发明涉及生物质燃料技术领域，具体涉及一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法。
背景技术
生物质燃料是指将生物质材料燃烧作为燃料，一般主要是农林废弃物(如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等)，主要区别于化石燃料，在目前的国家政策和环保标准中，直接燃烧生物质属于高污染燃料，只在农村的大灶中使用，不允许在城市中使用，生物质燃料的应用，实际主要是生物质成型燃料，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。
现有中国专利文献(公开号：CN105419899B)公开了一种生物质燃料及其制备方法，所述生物质燃料包括如下重量份的成分：木质素，农业废弃物，海泥，海泡石绒，氧化铝，硅烷偶联剂，氯化铵，二甲基硅油，酵母粉，辣椒素，二叔丁基对苯二酚，增氧剂，抗震防爆剂，助燃剂，疏松剂，该燃料采用木质素、海泥等成分易吸潮，影响燃料的品质。
中国专利文献(公开号：CN108251178A)公开了一种防霉生物质成型颗粒燃料的制备方法，其原料包括农作物秸秆、木屑、粘结剂、复合助剂和润滑剂，其中粘合剂包括由变性淀粉改性得到，助剂包括氧化钙、过氧化钙、轻烧煤矸石粉、氯酸钠、轻质碳酸镁，该材料采用原料较为常规，因此本发明进一步研发制备出性能更完善的燃料。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，该燃料不仅具有高效的热效率和热值，同时防霉、防潮能力同样优异。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，称取以下重量份原料：改性废弃秸秆56-62份、木屑24-28份、粘合剂4-8份、凹凸棒黏土粉2-5份；
步骤二，将步骤一木屑进行粉碎，粉碎至145-155目，随后进行干燥至含水率为6-10％，加入到高速混合机中，随后再加入凹凸棒黏土粉、改性废弃秸秆、粘合剂，搅拌转速为200-220r/min，搅拌时间1-2h，随后送入压辊式成型机进行压缩，压缩压力为8-14Mpa，再喷涂防潮防霉剂，烘干，即得本发明的生物质燃料。
优选地，所述改性废弃秸秆制备方法为将废弃秸秆置于水中进行清洗，随后沥干，再送入烘箱中进行烘干，随后再送入粉碎机中进行粉碎，过200-300目筛，随后送入蒸汽爆破机物料仓中，通入饱和蒸汽，随后进行泄压，再送入管式炉中进行碳化，随后送入处理液中进行混合搅拌，随后再抽滤、干燥，即得改性废弃秸秆。
优选地，所述废弃秸秆废弃油菜秸秆、废弃小麦秸秆、废弃水稻秸秆中的一种或多种的组合物。
优选地，所述处理液由高锰酸钾、沉积矿物和乙醇配制的质量分数为45-55％的处理液。
优选地，所述沉积矿物中铁含量为12-22％，锰含量为0.8-4.0％。
优选地，所述沉积矿物中铁含量为17％，锰含量为2.4％。
优选地，所述蒸汽爆破机物料仓中压力为0.6-1.0MPa，时间为10-12s。
优选地，所述碳化条件为将温度以8-12℃/min从室温升至320℃，保温25-35min，随后在将温度以4-6℃/min从320℃升至560℃。
优选地，所述粘合剂为电石渣粉，所述防潮防霉剂为含Mn2+的滑石粉悬浮液。
优选地，所述防潮防霉剂中滑石粉、改性废弃秸秆物质的质量比为3:2。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明的改性废弃秸秆中先将废弃秸秆进行蒸汽爆破处理，废弃秸秆膨胀，提高其体积，进一步的提高废弃秸秆碳化面积，继而增加与处理液作用面积，处理液中高锰酸钾释放出氧气，促进秸秆充分燃烧，同时沉积矿物中铁、锰可促进燃料进一步燃烧。
(2)生物质燃料在压缩成型后，喷涂防潮防霉剂，防潮防霉剂中滑石粉包覆在燃料表面可增强防潮防霉效果，燃烧时，改性废弃秸秆在Mn2+促进下，剧烈燃烧，滑石粉会脱落，继而生物质燃料可起到燃烧效果，该燃料不仅具有高效的热效率和热值，同时防霉、防潮能力同样优异。
(3)本发明实施例3相对于对比例4，含湿量相差不大，均可达到防潮防霉效果，但燃烧热值，即测相差240kcal/kg，1月后测量相差360kcal/kg，可知本发明相对于对比例4燃烧热值具有稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的本发明提供了一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，称取以下重量份原料：改性废弃秸秆56份、木屑24份、粘合剂4份、凹凸棒黏土粉2份；
步骤二，将步骤一木屑进行粉碎，粉碎至145目，随后进行干燥至含水率为6％，加入到高速混合机中，随后再加入凹凸棒黏土粉、改性废弃秸秆、粘合剂，搅拌转速为200r/min，搅拌时间1h，随后送入压辊式成型机进行压缩，压缩压力为8Mpa，再喷涂防潮防霉剂，烘干，即得本发明的生物质燃料。
本实施例的改性废弃秸秆制备方法为将废弃秸秆置于水中进行清洗，随后沥干，再送入烘箱中进行烘干，随后再送入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，随后送入蒸汽爆破机物料仓中，通入饱和蒸汽，随后进行泄压，再送入管式炉中进行碳化，随后送入处理液中进行混合搅拌，随后再抽滤、干燥，即得改性废弃秸秆。
本实施例的废弃秸秆废弃油菜秸秆、废弃小麦秸秆、废弃水稻秸秆中的一种或多种的组合物。
本实施例的处理液由高锰酸钾、沉积矿物和乙醇配制的质量分数为45％的处理液。
本实施例的沉积矿物中铁含量为12％，锰含量为0.8％。
本实施例的蒸汽爆破机物料仓中压力为0.6MPa，时间为10s。
本实施例的碳化条件为将温度以8℃/min从室温升至320℃，保温25min，随后在将温度以4℃/min从320℃升至560℃。
本实施例的粘合剂为电石渣粉。
本实施例的防潮防霉剂为含Mn2+的滑石粉悬浮液。
本实施例的防潮防霉剂中滑石粉、改性废弃秸秆物质的质量比为3:2。
实施例2.
本实施例的本发明提供了一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，称取以下重量份原料：改性废弃秸秆62份、木屑28份、粘合剂8份、凹凸棒黏土粉5份；
步骤二，将步骤一木屑进行粉碎，粉碎至155目，随后进行干燥至含水率为6-10％，加入到高速混合机中，随后再加入凹凸棒黏土粉、改性废弃秸秆、粘合剂，搅拌转速为220r/min，搅拌时间2h，随后送入压辊式成型机进行压缩，压缩压力为14Mpa，再喷涂防潮防霉剂，烘干，即得本发明的生物质燃料。
本实施例的改性废弃秸秆制备方法为将废弃秸秆置于水中进行清洗，随后沥干，再送入烘箱中进行烘干，随后再送入粉碎机中进行粉碎，过300目筛，随后送入蒸汽爆破机物料仓中，通入饱和蒸汽，随后进行泄压，再送入管式炉中进行碳化，随后送入处理液中进行混合搅拌，随后再抽滤、干燥，即得改性废弃秸秆。
本实施例的废弃秸秆废弃油菜秸秆、废弃小麦秸秆、废弃水稻秸秆中的一种或多种的组合物。
本实施例的处理液由高锰酸钾、沉积矿物和乙醇配制的质量分数为55％的处理液。
本实施例的沉积矿物中铁含量为22％，锰含量为4.0％。
本实施例的蒸汽爆破机物料仓中压力为1.0MPa，时间为120s。
本实施例的碳化条件为将温度以12℃/min从室温升至320℃，保温35min，随后在将温度以6℃/min从320℃升至560℃。
本实施例的粘合剂为电石渣粉。
本实施例的防潮防霉剂为含Mn2+的滑石粉悬浮液。
本实施例的防潮防霉剂中滑石粉、改性废弃秸秆物质的质量比为3:2。
实施例3.
本实施例的本发明提供了一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，称取以下重量份原料：改性废弃秸秆59份、木屑26份、粘合剂6份、凹凸棒黏土粉3.5份；
步骤二，将步骤一木屑进行粉碎，粉碎至150目，随后进行干燥至含水率为8％，加入到高速混合机中，随后再加入凹凸棒黏土粉、改性废弃秸秆、粘合剂，搅拌转速为210r/min，搅拌时间1.5h，随后送入压辊式成型机进行压缩，压缩压力为11Mpa，再喷涂防潮防霉剂，烘干，即得本发明的生物质燃料。
本实施例的改性废弃秸秆制备方法为将废弃秸秆置于水中进行清洗，随后沥干，再送入烘箱中进行烘干，随后再送入粉碎机中进行粉碎，过250目筛，随后送入蒸汽爆破机物料仓中，通入饱和蒸汽，随后进行泄压，再送入管式炉中进行碳化，随后送入处理液中进行混合搅拌，随后再抽滤、干燥，即得改性废弃秸秆。
本实施例的废弃秸秆废弃油菜秸秆、废弃小麦秸秆、废弃水稻秸秆中的一种或多种的组合物。
本实施例的处理液由高锰酸钾、沉积矿物和乙醇配制的质量分数为50％的处理液。
本实施例的沉积矿物中铁含量为17％，锰含量为2.4％。
本实施例的蒸汽爆破机物料仓中压力为0.8MPa，时间为11s。
本实施例的碳化条件为将温度以10℃/min从室温升至320℃，保温30min，随后在将温度以5℃/min从320℃升至560℃。
本实施例的粘合剂为电石渣粉。
本实施例的防潮防霉剂为含Mn2+的滑石粉悬浮液。
本实施例的防潮防霉剂中滑石粉、改性废弃秸秆物质的质量比为3:2。
对比例1.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是改性废弃秸秆中未采用蒸汽爆破处理。
对比例2.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是改性废弃秸秆中处理液未添加沉积矿物。
对比例3.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未采用防潮防霉剂处理。
对比例4.
采用中国专利文献(公开号：CN108251178A)公开了一种防霉生物质成型颗粒燃料的制备方法中实施例1原料及方法。
将实施例3及对比例1-4涂料涂布在玻璃表面上，涂布厚度为0.3-0.5um，随后进行性能测试
实施例3及对比例1-4性能测试结果如下
本发明实施例3相对于对比例4，含湿量相差不大，均可达到防潮防霉效果，但燃烧热值，即测相差240kcal/kg，1月后测量相差360kcal/kg，可知本发明相对于对比例4燃烧热值具有稳定性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，称取以下重量份原料：改性废弃秸秆56-62份、木屑24-28份、粘合剂4-8份、凹凸棒黏土粉2-5份；
步骤二，将步骤一木屑进行粉碎，粉碎至145-155目，随后进行干燥至含水率为6-10％，加入到高速混合机中，随后再加入凹凸棒黏土粉、改性废弃秸秆、粘合剂，搅拌转速为200-220r/min，搅拌时间1-2h，随后送入压辊式成型机进行压缩，压缩压力为8-14Mpa，再喷涂防潮防霉剂，烘干，即得本发明的生物质燃料。
2.根据权利要求1所述的一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，其特征在于，所述改性废弃秸秆制备方法为将废弃秸秆置于水中进行清洗，随后沥干，再送入烘箱中进行烘干，随后再送入粉碎机中进行粉碎，过200-300目筛，随后送入蒸汽爆破机物料仓中，通入饱和蒸汽，随后进行泄压，再送入管式炉中进行碳化，随后送入处理液中进行混合搅拌，随后再抽滤、干燥，即得改性废弃秸秆。
3.根据权利要求2所述的一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，其特征在于，所述废弃秸秆废弃油菜秸秆、废弃小麦秸秆、废弃水稻秸秆中的一种或多种的组合物。
4.根据权利要求2所述的一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，其特征在于，所述处理液由高锰酸钾、沉积矿物和乙醇配制的质量分数为45-55％的处理液。
5.根据权利要求4所述的一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，其特征在于，所述沉积矿物中铁含量为12-22％，锰含量为0.8-4.0％。
6.根据权利要求5所述的一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，其特征在于，所述沉积矿物中铁含量为17％，锰含量为2.4％。
7.根据权利要求2所述的一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，其特征在于，所述蒸汽爆破机物料仓中压力为0.6-1.0MPa，时间为10-12s。
8.根据权利要求2所述的一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，其特征在于，所述碳化条件为将温度以8-12℃/min从室温升至320℃，保温25-35min，随后在将温度以4-6℃/min从320℃升至560℃。
9.根据权利要求1所述的一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，其特征在于，所述粘合剂为电石渣粉；所述防潮防霉剂为含Mn2+的滑石粉和改性废弃秸秆的混合液。
10.根据权利要求9所述的一种基于废弃秸秆可防潮防霉生物质燃料的制备方法，其特征在于，所述防潮防霉剂中滑石粉、改性废弃秸秆物质的质量比为3:2。
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