CN108865311A - 一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法 - Google Patents

一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108865311A
CN108865311A CN201810556291.0A CN201810556291A CN108865311A CN 108865311 A CN108865311 A CN 108865311A CN 201810556291 A CN201810556291 A CN 201810556291A CN 108865311 A CN108865311 A CN 108865311A
Authority
CN
China
Prior art keywords
biomass
low
solid fuel
order coal
organic solvent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810556291.0A
Other languages
English (en)
Inventor
左海滨
赵骏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN201810556291.0A priority Critical patent/CN108865311A/zh
Publication of CN108865311A publication Critical patent/CN108865311A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/04—Raw material of mineral origin to be used; Pretreatment thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/04—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/02—Combustion or pyrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/54—Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
    • C10L2290/544—Extraction for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

本发明公开了一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法，主要是采用有机溶剂热溶解低阶煤和生物质的混合物，低阶煤、生物质和有机溶剂的质量比为1:(0.3‑1):(40‑50)。所述工艺步骤如下：将低阶煤和生物质分别烘干粉碎后搅拌，混合均匀制成原料，然后按照一定的原料/有机溶剂的比例放入高压反应釜中，在压力0‑3MPa、热解温度为300‑400℃的条件下液化，将产物进行闪蒸，过滤，蒸馏，干燥得到固体燃料；将得到的固体燃料压制脱模，进行包装，该燃料运输方便，易于储存，燃烧后不易产生氮硫化合物，本发明中作为生物质的玉米秆，松木渣，稻草秸秆，玉米芯，甘蔗渣，杉木渣均为农村较为常见的、且量较大的物料，采用上述方法所制得的固体燃料不但制备方法简单，而且灰分较少，燃烧性也较好。

Description

一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法
技术领域
本发明涉及一种生物质/低阶煤制备固体燃料的工艺，基于生物质的高挥发份和氢碳比，得到燃烧性能好的固体燃料。
背景技术
煤炭是国民经济和社会发展的基础，中国煤炭的基础储量占化石能源基础储量的96.14％。而低阶煤的基础储量占煤炭总量的50％左右。因此，未来我国将是最大的低阶煤生产和消费的国家。大量的研究表明，煤炭的无序燃烧是造成雾霾，酸雨和烟尘污染的主要原因之一。由于我国未来的能源结构在短时间内很难改变，我国还将在很长一段时间依赖煤炭。可以预见，随着优质煤开采殆尽，低阶煤将会被大量的开发和使用。因此，提高低阶煤利用效率并最大限度地减少低阶煤使用过程排放的污染，成为一个迫切需要攻克的技术难题。
生物质作为一种可再生资源，使用过程中基本不产生任何污染，是一种理想的能源。但由于其具有体积大，质量轻，易燃，分布面积广，收获具有季节性等缺点，导致大量的生物质在产生过程中被直接焚烧，即污染了空气也浪费了资源。
由于生物质是富氢物质，因此利用低阶煤与生物质共热解来制取固体燃料，即可以减少煤热解过程中的氢消耗，降低直接热解的苛刻度，也可以提高固体燃料中氢碳比，增加产品的热值。由于固体燃料具有低灰，燃烧性能优异，可直接作为具有一定高温强度和粒度要求的燃料，减少了污染，提高了燃烧效率，降低了生产成本。
发明内容
本发明鉴于上述情况，提供一种以生物质和低阶煤为原料，制备固体燃料的工艺。用以解决现有优质燃料短缺、低阶煤利用率低、生物质焚烧污染严重等问题，有效利用生物质资源开发利用中的难处理物质，提供一种以生物质和低阶煤为原料，生产清洁固体燃料的技术，包括以下生产步骤：
一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法，制备步骤如下：
(1)将含灰量为1-10％的生物质干燥粉碎至200目以下；
(2)将含灰量为10-25％的低阶煤干燥粉碎至100目以下；
(3)将上述煤粉，生物质按照一定比例进行混合，高温高压下通过有机溶剂热解得到固体燃料；所述固体燃料由煤和生物质中可溶于有机溶剂的成分构成，富含有大量的脂肪烃及部分芳香烃。
进一步地，所述固体燃料是指在无氧环境使用有机溶剂对固定碳含量在57％-77％的低阶煤和30％-50％的生物质热溶解，从而得到的可溶成分，以含氮杂环和多环芳烃作为有机溶剂，其中，溶出温度300-400℃，原料和有机溶剂的比例4g/400mL-32g/400mL。
进一步地，所述制备步骤如下：
(1)采用1L高压反应釜作为生物质/低阶煤和有机溶剂的反应容器，将生物质和低阶煤破碎混合，搅拌均匀配置原料；量取4g-32g原料和400mL有机溶剂加入高压反应釜内并使其混合；
(2)向反应釜内以400mL/min的速率通入高纯氮气以保证釜内无氧环境及保持一定的釜内压力，关闭出气口和进气口，釜内初始压力为0-3Mpa，控制反应釜升温至300-400℃，保温1h；
(3)整个制备过程采用机械搅拌桨不断搅拌，确保固液两相充分接触。
进一步地，所述有机溶剂主要包括极性溶剂(氮甲基吡咯烷酮、一甲基萘、二甲基萘)以及非极性溶剂(二硫化碳、苯、四氢呋喃)组成的混合溶液。有机溶剂的浓度为99％，沸点区间为200-400℃。
进一步地，所述含氮杂环为N-甲基吡咯烷酮。
进一步地，所述多环芳烃为一甲基萘或四氢化萘或两种的组合。进一步地，所述生物质是指废弃的、主要由纤维素、半纤维素和木质素组成的木质纤维素类生物质材料。包含玉米秆，松木渣，稻草秸秆，玉米芯，甘蔗渣，杉木渣，林业和农业加工的废弃物和它们的混合物，所述生物质的平均粒径200目。
进一步地，所述机械搅拌速率为100-200r/min，搅拌时间为45-60min。
进一步地，所述完全无氧环境具体为在氢气或氮气气氛下。
进一步地，所述干燥为两段式干燥；第一段干燥温度为40-60℃，干燥时间为1-2h；第二段为真空干燥，温度100-120℃，干燥时间为10-12h。
进一步地，所述原煤包括经过分选的煤炭原料，具有一定热值的低阶煤。所述低阶煤的最大粒径为100目。
进一步地，所述固体燃料可以作为高炉和汽轮机的固体燃料。
进一步地，所述反应的釜内分压为1-3MPa
进一步地，所述固体燃料的成型压力为5-10MPa。
本发明具有如下有益效果：
(1)本发明所提供的固体燃料，由于其主要由生物质和低阶煤中溶出脂肪烃类组成，因此比普通的煤质燃料的挥发分高，灰分低。制备出的固体燃料的冷强度大于150N/个，热强度大于200N/个，高位发热量大于25MJ/kg，灰分含量小于1％。制备出的固体燃料既可以作为汽轮机和高炉的燃料，也可以作为粘结剂进行配煤炼焦。(2)本发明提供的固体燃料强度高、灰分低、高位发热量高，制备出的固体燃料便于运输、储存和使用。
(3)本发明提供的燃料，强度好，且其挥发分含量高，灰分低，特别适合用于燃烧。由于低阶煤和生物质经过有机溶剂的萃取，能够脱除大部分的氮和硫，因此，燃烧时能有效减少CO2和SO2的排放。
(4)由于生物质和低阶煤来源广泛、价格低廉，降低了固体燃料的生产成本。
(5)本发明所提供的制备上述固体燃料的方法十分简单，对相应设备的要求也很低，容易工业化推广应用。
具体实施方式
对本发明的固体燃料及其再制造方法进行详细说明
本发明的固体燃料是作为满足汽轮机和高炉燃料使用，通过有机溶剂对低阶煤/生物质萃取而得到。以下，对作为固体燃料的原料煤和生物质进行说明。本领域技术人员不付出创造性劳动的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。
煤
本发明所涉及的低阶煤仅适用于自身难以成为燃料使用的煤，主要为褐煤，弱粘结煤或非粘结性煤。这里的低阶煤主要是固定碳(干燥基)含量介于57％到77％之间和灰分(干燥基)含量介于9％到15％。煤可以通过真空干燥等成为干燥煤，也可以在包含少量水分的情况下与生物质混合，进行热溶解。
所选煤种为被细微粉碎的粒状，具体来说优选该煤的90％以上为直径小于0.15mm(负100目)的粒状。本说明书中煤粒的直径是指颗粒的最大长度，90％以上为直径小于0.15mm的颗粒是指，使煤通过筛眼大小为0.15mm的筛子时，90％以上通过筛眼。需要说明的是，例如粒径为0.15mm以下的煤是指，用网孔0.15mm以下的筛子(金属制网筛)使粉碎后的粉碎煤过筛时的筛子下的粉末和颗粒。
生物质
生物质与有机溶剂反应释放一定量的还原性氢，生成大量脂肪烃类有机物。它是一种氢碳比高，灰分低，活性很高的有机物。这些有机物能够使煤粉的碳骨架结构松弛，使有机溶剂进入碳骨架结构的阻力变小，从而更多的小分子化合物被脱除。此外，生物质的挥发分高于煤、软化温度低于低阶煤，因此有助于促进萃取物的生成。本发明采用生物质为农业和林业废弃物，既实现了生物质资源的有效利用，而且能够降低固体燃料的成本，具有绿色环保、成本低廉的优点。
本发明所用的生物质可为玉米秆，松木渣，稻草秸秆，玉米芯，甘蔗渣，杉木渣或其他。稻草秸秆、玉米杆、小麦秸秆和木屑属于生产或加工的废料，价格十分低廉。由于热值和再利用性不大，这六种生物质大部分被遗弃或就地焚烧，不仅造成了资源的浪费，还会引起环境污染。
经过发明人大量的实验发现，所述低阶煤、所述生物质和所述有机溶剂的质量比为1:(0.3-1):(40-50)时，低阶煤，生物质和有机溶剂之间的反应比较完全，得到的固体燃料的热值高，灰分低。将其压制脱模所得到的产品强度好、挥发分高。低阶煤、生物质和有机溶剂的具体比例由低阶煤的固定碳含量决定。
进一步地，所述低阶煤的最大粒径为100目。
进一步地，所述生物质的平均粒径200目。
本发明中，低阶煤的粒径和生物质的粒径并不需要特别限定。但低阶煤的粒径和生物质的粒径太大，难以与有机溶剂充分接触，有机溶剂也难以进入到低阶煤的碳骨架结构中去，制得的固体燃料灰分含量高，热值低。发明人经过大量的实验发现，当低阶煤的最大粒径为100-200目、生物质的平均粒径200目时，其与有机溶剂的反应更好，且更有利于提高固体燃料的热值，降低灰分。
进一步地，所述有机溶剂的浓度为90-99％。
发明人经过大量的实验发现，有机溶剂的浓度为90-99％时，其与低阶煤和生物质的反应更好，制得的固体燃料的燃烧性能优异。
进一步地，所述固体燃料为任何清洁燃烧的设备用燃料。
本发明所提供的固体燃料，由于其主要由生物质和低阶煤中溶出脂肪烃类组成，因此比普通的煤质燃料的挥发分高，灰分低。因此对机器的腐蚀和侵蚀差，非常适合用于燃烧。由于溶出物中含有大量的胶质体，因此可以作为粘结剂，进行配煤炼焦。
实施例
接着，对本发明的型煤及其制备方法进行详细的说明，但本发明并不被下述实施例限制，不脱离本发明的主旨范围内的变更和实施形态都包含在本发明内。
实施例1
首先，准备原料。本实施例采用衫木渣和99％的氮甲基吡咯烷酮溶液。将衫木渣破碎至平均粒径为200目，将低阶煤破碎成煤粉，过200目筛，取过筛粉末备用。
进一步，对衫木渣和低阶煤粉，混合均匀，将其放入1L的高压反应釜，然后倒入99％氮甲基吡咯烷酮，在无氧条件下，常温搅拌半小时，使固液两相充分接触。然后持续升温到400℃，保温一小时。
进一步，制备固体燃料。将萃取液多次过滤，得到萃取物，对萃取物进行多次清洗，干燥后破碎至平均粒径为100目的粉末状颗粒。称取部分萃取物，送入压力为10MPa的成型设备中制备固体燃料。将固体燃料送入两段式干燥设备中进行干燥，第一段干燥的温度为50℃左右，干燥时间为2h；第二段真空干燥的温度为120℃，干燥时间为12h。
测试干燥后固体燃料的冷强度、热强度、高位发热量和灰分含量。
固体燃料的冷强度为200N/个，热强度为300N/个、高位发热值为27.25MJ/kg，灰分含量为0.59％。
实施例2
首先，准备原料。本实施例采用衫木渣和95％的氮甲基吡咯烷酮溶液。将衫木渣破碎至平均粒径为200目，将低阶煤破碎成煤粉，过150目筛，取过筛粉末备用。
进一步，对衫木渣和低阶煤粉，混合均匀，将其放入1L的高压反应釜，然后倒入95％氮甲基吡咯烷酮，在无氧条件下，常温搅拌半小时，使固液两相充分接触。然后持续升温到350℃，保温1.5h。
进一步，制备固体燃料。将萃取液多次过滤，得到萃取物，对萃取物进行多次清洗，干燥后破碎至平均粒径为80目的粉末状颗粒。称取部分萃取物，送入压力为8MPa的成型设备中制备固体燃料。将固体燃料送入两段式干燥设备中进行干燥，第一段干燥的温度为45℃左右，干燥时间为1.5h；第二段真空干燥的温度为110℃，干燥时间为10h。
测试干燥后固体燃料的冷强度、热强度、高位发热量和灰分含量。
固体燃料的冷强度为165N/个，热强度为225N/个、高位发热值为26.18MJ/kg，灰分含量为0.72％。
实施例3
首先，准备原料。本实施例采用衫木渣和90％的氮甲基吡咯烷酮溶液。将衫木渣破碎至平均粒径为200目，将低阶煤破碎成煤粉，过100目筛，取过筛粉末备用。
进一步，对衫木渣和低阶煤粉，混合均匀，将其放入1L的高压反应釜，然后倒入90％氮甲基吡咯烷酮，在无氧条件下，常温搅拌半小时，使固液两相充分接触。然后持续升温到300℃，保温2h。
进一步，制备固体燃料。将萃取液多次过滤，得到萃取物，对萃取物进行多次清洗，干燥后破碎至平均粒径为50目的粉末状颗粒。称取部分萃取物，送入压力为5MPa的成型设备中制备固体燃料。将固体燃料送入两段式干燥设备中进行干燥，第一段干燥的温度为40℃左右，干燥时间为2h；第二段真空干燥的温度为105℃，干燥时间为8h。
测试干燥后固体燃料的冷强度、热强度、高位发热量和灰分含量。
固体燃料的冷强度为158N/个，热强度为205N/个、高位发热量25.59MJ/kg，灰分含量为0.89％。
对比例
首先，准备原料。本实施例采用蒸馏水溶液。将衫木渣破碎至平均粒径为200目，将低阶煤破碎成煤粉，过100目筛，取过筛粉末备用。
进一步，对衫木渣和低阶煤粉，混合均匀，将其放入1L的高压反应釜，然后倒入蒸馏水，在无氧条件下，常温搅拌半小时，使固液两相充分接触。然后持续升温到300℃，保温2h。
进一步，制备固体燃料。将萃取液多次过滤，得到萃取物，对萃取物进行多次清洗，干燥后破碎至平均粒径为50目的粉末状颗粒。称取部分萃取物，送入压力为5MPa的成型设备中制备固体燃料。将固体燃料送入两段式干燥设备中进行干燥，第一段干燥的温度为40℃左右，干燥时间为2h；第二段真空干燥的温度为105℃，干燥时间为8h。
测试干燥后固体燃料的冷强度、热强度、高位发热量和灰分含量。
固体燃料的冷强度为78N/个，热强度为112N/个、高位发热量22.14MJ/Kg，灰分含量为5.56％。
表1-1不同条件下制备固体燃料的性能参数
编号 冷强度 热强度 高位发热值 灰分含量
实施例1 200N/个 300N/个 27.25MJ/Kg 0.59％
实施例2 165N/个 225N/个 26.18MJ/Kg 0.72％
实施例3 158N/个 205N/个 25.59MJ/Kg 0.89％
对比例 78N/个 112N/个 22.14MJ/Kg 5.56％
如表1-1所示，本发明所列举的实施例制备出的固体燃料的冷强度大于150N/个，热强度大于200N/个，高位发热量大于25MJ/kg，灰分含量小于1％。和对比例相比，实施例在冷热态强度，燃烧性能和灰分含量改善较大，达到了固体燃料的要求。制备出的固体燃料可以作为任何清洁燃烧用设备的燃料。由此可见，本发明提供的固体燃料强度高、灰分低、高位发热量高，制备出的固体燃料便于运输、储存和使用。
综上，可以得出，本发明提供的燃料，强度好，且其挥发分含量高，灰分低，特别适合用于燃烧。由于低阶煤和生物质经过有机溶剂的萃取，能够脱除大部分的氮和硫，因此，燃烧时能有效减少CO2和SO2的排放。此外，由于生物质和低阶煤来源广泛、价格低廉，降低了固体燃料的生产成本。
本发明所提供的制备上述固体燃料的方法十分简单，对相应设备的要求也很低，容易工业化推广应用。再次说明，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法，其特征在于，制备步骤如下：
(1)将含灰量为1-10％的生物质干燥粉碎至200目以下；
(2)将含灰量为10-25％的低阶煤干燥粉碎至100目以下；
(3)将上述煤粉，生物质按照一定比例进行混合，高温高压下通过有机溶剂热解得到固体燃料；所述固体燃料由煤和生物质中可溶于有机溶剂的成分构成，富含有大量的脂肪烃及部分芳香烃。
2.根据权利要求1所述的一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法，其特征在于，所述固体燃料是指在无氧环境使用有机溶剂对固定碳含量在57％-77％的低阶煤和30％-50％的生物质热溶解，从而得到的可溶成分，以含氮杂环和多环芳烃作为有机溶剂，其中，溶出温度300-400℃，原料和有机溶剂的比例4g/400mL-32g/400mL。对溶出组分进行闪蒸，过滤，蒸馏，干燥得到固体燃料。
3.根据权利要求2所述的一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法，其特征在于，所述制备步骤如下：
(1)采用1L高压反应釜作为生物质/低阶煤和有机溶剂的反应容器，将生物质和低阶煤破碎混合，搅拌均匀配置原料；量取4g-32g原料和400mL有机溶剂加入高压反应釜内并使其混合；
(2)向反应釜内以400mL/min的速率通入高纯氮气以保证釜内无氧环境及保持一定的釜内压力，关闭出气口和进气口，釜内初始压力为0-3Mpa，控制反应釜升温至300-400℃，保温1h；
(3)整个制备过程采用机械搅拌桨不断搅拌，确保固液两相充分接触。
4.根据权利要求2所述的一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法，其特征在于所述有机溶剂主要包括极性溶剂(氮甲基吡咯烷酮、一甲基萘、二甲基萘)以及非极性溶剂(二硫化碳、苯、四氢呋喃)组成的混合溶液。有机溶剂的浓度为99％，沸点区间为200-400℃。
5.根据权利要求2所述的一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法，其特征在于所述含氮杂环为N-甲基吡咯烷酮。
6.根据权利要求2所述的一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法，其特征在于所述多环芳烃为一甲基萘或四氢化萘或两种的组合。
7.根据权利要求2所述的一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法，其特征在于所述生物质是指废弃的、主要由纤维素、半纤维素和木质素组成的木质纤维素类生物质材料，包含玉米秆，松木渣，稻草秸秆，玉米芯，甘蔗渣，杉木渣，林业和农业加工的废弃物和它们的混合物。
8.根据权利要求2所述的一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法，其特征在于所述机械搅拌速率为100-200r/min，搅拌时间为45-60min。
9.根据权利要求2所述的一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法，其特征在于所述完全无氧环境具体为在氢气或氮气气氛下。
10.根据权利要求2所述的一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法，其特征在于所述干燥为两段式干燥；第一段干燥温度为40-60℃，干燥时间为1-2h；第二段为真空干燥，温度100-120℃，干燥时间为10-12h。
CN201810556291.0A 2018-06-01 2018-06-01 一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法 Pending CN108865311A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810556291.0A CN108865311A (zh) 2018-06-01 2018-06-01 一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810556291.0A CN108865311A (zh) 2018-06-01 2018-06-01 一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108865311A true CN108865311A (zh) 2018-11-23

Family

ID=64336433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810556291.0A Pending CN108865311A (zh) 2018-06-01 2018-06-01 一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108865311A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114854453A (zh) * 2022-03-22 2022-08-05 北京科技大学 用于高炉喷吹的生物质富氢微粉及合成气的制备方法
CN114875192A (zh) * 2022-04-20 2022-08-09 北京科技大学 生物质富氢微粉应用于熔融炼铁炉的耦合方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130338411A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-19 Ramesh K. Sharma Liquefaction of carbonaceous material and biomass to produce a synthetic fuel
CN103525500A (zh) * 2013-10-28 2014-01-22 安徽工业大学 一种采用共溶剂解聚中低阶煤的方法
CN105498279A (zh) * 2015-12-23 2016-04-20 河北科技大学 一种有效提高煤热萃取收率的方法
CN107903971A (zh) * 2017-11-28 2018-04-13 北京科技大学 一种基于hpc的型煤制造方法
CN108064259A (zh) * 2017-11-07 2018-05-22 摩科瑞环保技术（苏州）有限公司 一种生物质-低阶煤共热溶制备无灰煤的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130338411A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-19 Ramesh K. Sharma Liquefaction of carbonaceous material and biomass to produce a synthetic fuel
CN103525500A (zh) * 2013-10-28 2014-01-22 安徽工业大学 一种采用共溶剂解聚中低阶煤的方法
CN105498279A (zh) * 2015-12-23 2016-04-20 河北科技大学 一种有效提高煤热萃取收率的方法
CN108064259A (zh) * 2017-11-07 2018-05-22 摩科瑞环保技术（苏州）有限公司 一种生物质-低阶煤共热溶制备无灰煤的方法
CN107903971A (zh) * 2017-11-28 2018-04-13 北京科技大学 一种基于hpc的型煤制造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
肖钢: "《煤中挥发分-另一种形式的石油馈赠》", 31 October 2015 *
赵骏: "热溶煤的燃烧特性", 《工程科学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114854453A (zh) * 2022-03-22 2022-08-05 北京科技大学 用于高炉喷吹的生物质富氢微粉及合成气的制备方法
CN114875192A (zh) * 2022-04-20 2022-08-09 北京科技大学 生物质富氢微粉应用于熔融炼铁炉的耦合方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Renewable energy from agro-residues in China: Solid biofuels and biomass briquetting technology
Cui et al. Better use of bioenergy: A critical review of co-pelletizing for biofuel manufacturing
CN101302430B (zh) 用农作物废弃物及有机垃圾制备燃气的方法
CN110257575A (zh) 一种基于水热反应处理农林废弃物制备炭化物用于高炉喷煤的工艺
CN102382683A (zh) 一种利用植物枝干制备生物质燃气的方法
CN108865311A (zh) 一种生物质/低阶煤制备固体燃料的方法
CN109652156A (zh) 型煤粘结剂、生物质型煤及其制备方法
Aliyu et al. Production of composite briquettes (orange peels and corn cobs) and determination of its fuel properties
Khardiwar et al. Study on physical and chemical properties of crop residues briquettes for gasification
CN101602954B (zh) 秸秆快速热裂解生产燃料的方法及其燃料产品
CN105969454A (zh) 一种抗结渣生物质成型燃料及其制作方法
CN107384501A (zh) 生物质燃料及其生产工艺
CN102093923B (zh) 生物质还原剂及其制备方法
CN108998139B (zh) 一种秸秆成型燃料的制备方法
CN110776968A (zh) 一种生物质复合燃料
CN102786968A (zh) 一种用云南松松果生产机制木炭的方法
CN108753401A (zh) 一种棉花秸秆生物质燃料
CN204625189U (zh) 一种用于制备膨胀石墨的生物质燃料膨胀炉
Liu et al. Simulate the process of preparing biochar by pyrolysis of biomass via Aspen Plus and evaluate its economic
CN105861092A (zh) 一种环保生物质颗粒燃料
CN110964581A (zh) 一种后成型生物质燃料生产方法
CN101638601A (zh) 永生煤
CN105969443A (zh) 一种高效造气生物质型煤及其制作方法
CN110257121A (zh) 一种生产成型生物质炭发电燃料的制备方法
CN104673418A (zh) 一种用于烟叶烘烤的生物质型煤及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181123