CN111996053A - 一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机制兰炭制备领域,具体关于一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺;本发明提供了一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,本发明提供了一种脱硫剂的制备方法,该种脱硫剂具有硫容高、脱硫精度高的优点,能够最大限度降低成品炭燃烧时产生的硫化物挥发,是一种健康环保的烧烤碳,本发明还提供了一种由阳离子改性淀粉制备的淀粉基胶黏剂,该种胶黏剂粘性强,成本低,在低浓度下仍然具有较好的粘结性能,解决了小粒径机制兰炭胶黏剂使用量大,成本高的缺点;本发明制成的成品烧烤炭具有抗破碎强度高、安全环保的优点,具有较高的经济价值。

Description

一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺
技术领域
本发明涉及机制兰炭制备领域,尤其是一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺。
背景技术
人们对于烧烤的热爱是有目共睹的,烧烤用炭制备技术受到了人们的关注。
CN1196382A公开了一种烧烤炭,属于型煤燃料,它由主体层和点火层组成,主体层各组分及其重量百分比为优质无烟煤65—68、稻壳炭10—13、淀粉2—2.8、火碱0.6—1.2、水16—19;点火层各组分及其重量百分比为优质无烟煤22—25、硝酸钡22—25、硝酸钠7—9、稻壳炭22—25、淀粉2—2.8、火碱0.6—1.2、水16—19、香精0.02;点火层按与主体层1∶4的厚度压制在主体层上方。本发明点火快速简便,无异味,污染水,使用方便。
CN1057111C公开了一种烧烤炭,属于型煤燃料,它由主体层和点火层组成,主体层各组份及其重量百分比为优质无烟煤65-68、稻壳炭10-13、淀粉2-2.8、火碱0.6-1.2、水16-19;点火层各组份及其重量百分比为优质无烟煤22-25、硝酸钡22-25、硝酸钠7-9、稻壳炭22-25、淀粉2-2.8、火碱0.6-1.2、水16-19、香精0.02;点火层按与主体层1∶4的厚度压制在主体层上方。本发明点火快速简便,无异味,污染小,使用方便。
CN1080653A公开了一种固体燃料,可用于烤肉、野炊、烧烤各种食品。是一种上燃式块状燃料,采用二合一式的构造。由点火层,本体层组成,点火层中的组分有褐煤半焦、锯末炭、氧化剂、粘结剂;本体层中的组分有褐煤半焦、无烟煤、硼泥、锯末炭、柏木粉、粘结剂。其形状为长方体,正方形的上下端面的中心有一个十字形点火通孔。该发明的易燃烧烤炭的冷强度好,发热量高,可用火柴点燃,在燃烧过程中基本无烟无味,具有起火快,燃烧时间长,对环境污染小等优点,符合外贸出口的要求。
机制兰炭是采用了先进的干馏配烧工艺,固定炭比土炼兰炭提高了5-10个百分点,灰分和挥发份降低了3—5个百分点,炉内装有可控的测温设备,质量比较稳定,用回收的煤气二次发火燃烧烘干所生产的兰炭,使水分降低,而且机械强度也较土炼兰炭有了明显提高的兰炭。兰炭具有固定炭高、比电阻率高、化学活性高、灰分低、硫低、磷低、水分低等“三高四低”的优点,机制兰炭作为烧烤炭需要考虑健康隐患,特别是烧烤炭含硫物燃烧产生的硫化物的挥发,对烧烤食品的安全性有着关键的影响作用。另一方面机制兰炭的粒度越小,粘合剂使用量越大,企业生产成本越高。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺。
一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其具体制备方案如下:
按照质量份数,在反应釜中加入将15-36份的氧化镁、6-9份的碳酸锰、1.2-3.6份的氧化钙和0.5-5份的醋酸钠,搅拌混合均匀后加入0.8-1.6份的硼泥和8-12份的表面改性稻壳纤维,控温90-120℃,搅拌反应5-10h,完成后控温120-150℃烘干60-120min,然后在200-300℃下热处理120-180min,得到脱硫剂;将得到的脱硫剂与1000-1800份的粉碎好的煤颗粒,5-10份的氧化剂和40-60份的质量份数为3%-10%高效粘合剂溶液混合均匀后在100-150℃下保温处理10-60min,完成后在6-12MPa下冲压成型,干燥后即可得到所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳。
所述的高效粘合剂为一种淀粉基水性粘结剂,其制备方法如下:
按照质量份数,将100-150份的淀粉加入到反应釜中,加水配置成质量份数为25%-40%的淀粉浆,用质量份数为5%-10%的氢氧化钠溶液调节淀粉浆pH值为7.6-9.0,然后加入12.5-18.6份的环氧丙基三甲基氯化铵,搅拌混合均匀后再将0.5-1.8份的甲基环硅氧烷,控温60-80℃反应1-5h,然后加入0.1-1份的硼酸钠,继续搅拌30-60min后加入0.6-1.7份的木质素磺酸钠,1-8份的质量份数为5%-10%的壳聚糖溶液,控温90-100℃下保温搅拌反应60-120min,反应结束前,调pH值为6.5-7.0,出料即得一种淀粉基水性粘结剂。
所述的表面改性稻壳纤维,其制备方法为:
所述的表面改性稻壳纤维,其制备方法为:
按质量份,在反应釜中,将50-70份稻壳纤维浸入到200-300份质量百分比含量为5%-10%的氢氧化钠溶液中,加热到60-70℃,处理2-5h,过滤,将稻壳纤维清洗干净,再加入200-250份质量百分比浓度20-30%的硝酸,控温50-60℃,搅拌反应3-8h,过滤,洗涤,得到含羧基的稻壳纤维,
然后将上述含羧基的稻壳纤维放入到100-200份水中,加入2-5份羟基乙叉二磷酸,0.2-0.8份乙二醇棕榈酸酯,0.2-0.8份硫酸,控温50-60℃,反应5-10h,完成后过滤,烘干,滤液循环使用,即可得到所述的一种表面改性的稻壳纤维。
其部分反应示意为:
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE004
所述的淀粉为玉米淀粉或土豆淀粉。
所述的壳聚糖的乙酰度为60%-80%。
所述的煤颗粒的平均粒径为0.5-3mm。
所述的氧化剂为高锰酸钾或硝酸钾或硝酸钡。
所述的成型炭的干燥温度为120-150℃。
本发明的一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,本发明提供了一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,本发明提供了一种脱硫剂的制备方法,该种脱硫剂具有硫容高、脱硫精度高的优点,能够最大限度降低成品炭燃烧时产生的硫化物挥发,是一种健康环保的烧烤碳,本发明还提供了一种由阳离子改性淀粉制备的淀粉基胶黏剂,该种胶黏剂粘性强,成本低,在低浓度下仍然具有较好的粘结性能,解决了小粒径机制兰炭胶黏剂使用量大,成本高的缺点;本发明制成的成品烧烤炭具有抗破碎强度高、安全环保的优点,具有较高的经济价值。
含羧基的稻壳纤维与羟基乙叉二磷酸,乙二醇棕榈酸酯发生了缩合反应,生成了含有二磷酸以及壳聚糖官能团的改性稻壳纤维,与煤颗粒界面结合性提高,与煤颗粒发生化学反应,对硫的吸附作用显著,有效填充了烧烤炭的微裂纹,改善烧烤炭的抗压强度。本发明利用废弃的稻壳纤维制备生物质炭,实现了废物利用,制备的活性炭比表面积大,吸附效果好。
附图说明
图1为实施例2的表面改性的稻壳纤维样品所做的傅里叶红外光谱图;
在2962cm-1附近存在碳氢的伸缩吸收峰,在918cm-1附近存在醚键的反对称伸缩吸收峰,在1748cm-1附近存在羰基的伸缩吸收峰,说明含羧基稻壳纤维参与了反应;在1194cm-1附近存在磷氧双键的伸缩吸收峰,说明羟基乙叉二磷酸参与了反应;在1155cm-1附近存在碳氧单键的吸收峰,说明乙二醇棕榈酸酯参与了反应。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明:
取实施例的脱硫剂分别测定硫容,具体方法为:取样品100g,在25℃、常压下,用含硫化氢为40000ppm的标准气进行评测。定量检测,采用国产WK-2C综合微库仑仪(江苏电分析仪器厂)进行检测。成品炭的冷压强度依照《工业型煤冷压强度测定方法》(MT/T748-2007)测定,取10个制备的成品炭,将其放在抗压强度仪施力面的中心,记录成品炭散裂时的数值。取10个型煤球测定的冷压强度的算术平均值作为样品的冷压强度,以SCC表示,单位为“N/个”。
实施例1
一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其具体制备方案如下:
在反应釜中加入将15kg氧化镁、6kg碳酸锰、1.2kg氧化钙和0.5kg醋酸钠,搅拌混合均匀后加入0.8kg硼泥和8kg表面改性稻壳纤维,控温90℃,搅拌反应5h,完成后控温120℃烘干60min,然后在200℃下热处理120min,得到脱硫剂;将得到的脱硫剂与1000kg粉碎好的煤颗粒,5kg氧化剂和40kg质量kg数为3%高效粘合剂溶液混合均匀后在100℃下保温处理10min,完成后在6MPa下冲压成型,干燥后即可得到所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳。
所述的高效粘合剂为一种淀粉基水性粘结剂,其制备方法如下:
将100kg淀粉加入到反应釜中,加水配置成质量kg数为25%的淀粉浆,用质量kg数为5%的氢氧化钠溶液调节淀粉浆pH值为7.6,然后加入12.5kg环氧丙基三甲基氯化铵,搅拌混合均匀后再将0.5kg甲基环硅氧烷,控温60℃反应1h,然后加入0.1kg硼酸钠,继续搅拌30min后加入0.6kg木质素磺酸钠,1kg质量kg数为5%的壳聚糖溶液,控温90℃下保温搅拌反应60min,反应结束前,调pH值为6.5,出料即得一种淀粉基水性粘结剂。
所述的表面改性稻壳纤维,其制备方法为:
步骤一:在反应釜中,将50kg稻壳纤维浸入到200kg质量百分比含量为5%的氢氧化钠溶液中,加热到60℃,处理2h,过滤,将稻壳纤维清洗干净,再加入200kg质量百分比浓度20%的硝酸,控温50℃,搅拌反应3h,过滤,洗涤,得到含羧基的稻壳纤维,
步骤二:然后将上述含羧基的稻壳纤维放入到100kg水中,加入2kg羟基乙叉二磷酸,0.2kg乙二醇棕榈酸酯,0.2kg硫酸,控温50℃,反应5h,完成后过滤,烘干,滤液循环使用,即可得到所述的一种表面改性的稻壳纤维。
所述的淀粉为玉米淀粉。
所述的壳聚糖的乙酰度为60%。
所述的煤颗粒的平均粒径为0.5mm。
所述的氧化剂为高锰酸钾。
所述的成型炭的干燥温度为120℃。
实施例2
一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其具体制备方案如下:
在反应釜中加入将28kg氧化镁、8kg碳酸锰、2.4kg氧化钙和2.5kg醋酸钠,搅拌混合均匀后加入1.2kg硼泥和10kg表面改性稻壳纤维,控温100℃,搅拌反应8h,完成后控温130℃烘干90min,然后在240℃下热处理150min,得到脱硫剂;将得到的脱硫剂与1400kg粉碎好的煤颗粒,8kg氧化剂和50kg质量kg数为6%高效粘合剂溶液混合均匀后在120℃下保温处理30min,完成后在9MPa下冲压成型,干燥后即可得到所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳。
所述的高效粘合剂为一种淀粉基水性粘结剂,其制备方法如下:
将120kg淀粉加入到反应釜中,加水配置成质量kg数为35%的淀粉浆,用质量kg数为8%的氢氧化钠溶液调节淀粉浆pH值为8.2,然后加入15.6kg环氧丙基三甲基氯化铵,搅拌混合均匀后再将1.2kg甲基环硅氧烷,控温70℃反应3h,然后加入0.5kg硼酸钠,继续搅拌45min后加入1.2kg木质素磺酸钠,4kg质量kg数为8%的壳聚糖溶液,控温95℃下保温搅拌反应90min,反应结束前,调pH值为6.8,出料即得一种淀粉基水性粘结剂。
所述的表面改性稻壳纤维,其制备方法为:
在反应釜中,将55kg稻壳纤维浸入到255kg质量百分比含量为7%的氢氧化钠溶液中,加热到66℃,处理3h,过滤,将稻壳纤维清洗干净,再加入220kg质量百分比浓度27%的硝酸,控温55℃,搅拌反应5h,过滤,洗涤,得到含羧基的稻壳纤维,
然后将上述含羧基的稻壳纤维放入到200kg水中,加入3kg羟基乙叉二磷酸,0.5kg乙二醇棕榈酸酯,0.5kg硫酸,控温58℃,反应7h,完成后过滤,烘干,滤液循环使用,即可得到所述的一种表面改性的稻壳纤维。
所述的淀粉为土豆淀粉。
所述的壳聚糖的乙酰度为70%。
所述的煤颗粒的平均粒径为2mm。
所述的氧化剂为硝酸钾。
所述的成型炭的干燥温度为140℃。
实施例3
一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其具体制备方案如下:
在反应釜中加入将36kg氧化镁、9kg碳酸锰、3.6kg氧化钙和5kg醋酸钠,搅拌混合均匀后加入1.6kg硼泥和12kg表面改性稻壳纤维,控温120℃,搅拌反应10h,完成后控温150℃烘干120min,然后在300℃下热处理180min,得到脱硫剂;将得到的脱硫剂与1800kg粉碎好的煤颗粒,10kg氧化剂和60kg质量kg数为10%高效粘合剂溶液混合均匀后在150℃下保温处理60min,完成后在12MPa下冲压成型,干燥后即可得到所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳。
所述的高效粘合剂为一种淀粉基水性粘结剂,其制备方法如下:
将150kg淀粉加入到反应釜中,加水配置成质量kg数为40%的淀粉浆,用质量kg数为10%的氢氧化钠溶液调节淀粉浆pH值为9.0,然后加入18.6kg环氧丙基三甲基氯化铵,搅拌混合均匀后再将1.8kg甲基环硅氧烷,控温80℃反应5h,然后加入1kg硼酸钠,继续搅拌60min后加入1.7kg木质素磺酸钠,8kg质量kg数为10%的壳聚糖溶液,控温100℃下保温搅拌反应120min,反应结束前,调pH值为7.0,出料即得一种淀粉基水性粘结剂。
所述的表面改性稻壳纤维,其制备方法为:
在反应釜中,将70kg稻壳纤维浸入到300kg质量百分比含量为10%的氢氧化钠溶液中,加热到70℃,处理5h,过滤,将稻壳纤维清洗干净,再加入250kg质量百分比浓度30%的硝酸,控温60℃,搅拌反应8h,过滤,洗涤,得到含羧基的稻壳纤维,
然后将上述含羧基的稻壳纤维放入到200kg水中,加入5kg羟基乙叉二磷酸,0.8kg乙二醇棕榈酸酯,0.8kg硫酸,控温60℃,反应10h,完成后过滤,烘干,滤液循环使用,即可得到所述的一种表面改性的稻壳纤维。
所述的淀粉为土豆淀粉。
所述的壳聚糖的乙酰度为80%。
所述的煤颗粒的平均粒径为3mm。
所述的氧化剂为硝酸钡。
所述的成型炭的干燥温度为150℃。
以上实施例所制备的脱硫剂以及成品炭的性能如下表所示:
硫容(%) 冷压强度(N/个)
实施例1 82.4 752.6
实施例2 83.1 784.5
实施例3 83.9 797.1
对比例1
一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其具体制备方案如下:
在反应釜中加入将15kg氧化镁、6kg碳酸锰、1.2kg氧化钙和0.5kg醋酸钠,搅拌混合均匀后加入0.8kg硼泥和8kg含羧基的稻壳纤维,控温90℃,搅拌反应5h,完成后控温120℃烘干60min,然后在200℃下热处理120min,得到脱硫剂;将得到的脱硫剂与1000kg粉碎好的煤颗粒,5kg氧化剂和40kg质量kg数为3%高效粘合剂溶液混合均匀后在100℃下保温处理10min,完成后在6MPa下冲压成型,干燥后即可得到所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳。
所述的表面改性稻壳纤维,其制备方法为:
在反应釜中,将50kg稻壳纤维浸入到200kg质量百分比含量为5%的氢氧化钠溶液中,加热到60℃,处理2h,过滤,将稻壳纤维清洗干净,再加入200kg质量百分比浓度20%的硝酸,控温50℃,搅拌反应3h,过滤,洗涤,得到含羧基的稻壳纤维。
其它同实施例1。
对比例2
一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其具体制备方案如下:
在反应釜中加入将15kg氧化镁、6kg碳酸锰、1.2kg氧化钙,搅拌混合均匀后加入0.8kg硼泥和8kg稻壳纤维,控温90℃,搅拌反应5h,完成后控温120℃烘干60min,然后在200℃下热处理120min,得到脱硫剂;将得到的脱硫剂与1000kg粉碎好的煤颗粒,5kg氧化剂和40kg质量kg数为3%高效粘合剂溶液混合均匀后在100℃下保温处理10min,完成后在6MPa下冲压成型,干燥后即可得到所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳。
所述的高效粘合剂为一种淀粉基水性粘结剂,其制备方法如下:
将100kg淀粉加入到反应釜中,加水配置成质量kg数为25%的淀粉浆,用质量kg数为5%的氢氧化钠溶液调节淀粉浆pH值为7.6,然后加入12.5kg环氧丙基三甲基氯化铵,搅拌混合均匀后再将0.5kg甲基环硅氧烷,控温60℃反应1h,然后加入0.1kg硼酸钠,继续搅拌30min后加入0.6kg木质素磺酸钠,1kg质量kg数为5%的壳聚糖溶液,控温90℃下保温搅拌反应60min,反应结束前,调pH值为6.5,出料即得一种淀粉基水性粘结剂。
所述的淀粉为玉米淀粉。
所述的壳聚糖的乙酰度为60%。
所述的煤颗粒的平均粒径为0.5mm。
所述的氧化剂为高锰酸钾。
所述的成型炭的干燥温度为120℃。
对比例3
一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其具体制备方案如下:
在反应釜中加入将15kg氧化镁、6kg碳酸锰、1.2kg氧化钙和0.5kg醋酸钠,搅拌混合均匀后加入0.8kg硼泥和8kg表面改性稻壳纤维,控温90℃,搅拌反应5h,完成后控温120℃烘干60min,然后在200℃下热处理120min,得到脱硫剂;将得到的脱硫剂与1000kg粉碎好的煤颗粒,5kg氧化剂和40kg质量kg数为3%高效粘合剂溶液混合均匀后在100℃下保温处理10min,完成后在6MPa下冲压成型,干燥后即可得到所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳。
所述的高效粘合剂为一种淀粉基水性粘结剂,其制备方法如下:
将100kg淀粉加入到反应釜中,然后加入0.1kg硼酸钠,继续搅拌30min后加入0.6kg木质素磺酸钠,控温90℃下保温搅拌反应60min,反应结束前,调pH值为6.5,出料即得一种淀粉基水性粘结剂。
所述的表面改性稻壳纤维,其制备方法为:
然后将上述含羧基的稻壳纤维放入到100kg水中,加入2kg羟基乙叉二磷酸,0.2kg乙二醇棕榈酸酯,0.2kg硫酸,控温50℃,反应5h,完成后过滤,烘干,滤液循环使用,即可得到所述的一种表面改性的稻壳纤维。
所述的淀粉为玉米淀粉。
所述的壳聚糖的乙酰度为60%。
所述的煤颗粒的平均粒径为0.5mm。
所述的氧化剂为高锰酸钾。
所述的成型炭的干燥温度为120℃。
对比例4
一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其具体制备方案如下:
在反应釜中加入将15kg氧化镁、6kg碳酸锰、1.2kg氧化钙和0.5kg醋酸钠,搅拌混合均匀后加入0.8kg硼泥,控温90℃,搅拌反应5h,完成后控温120℃烘干60min,然后在200℃下热处理120min,得到脱硫剂;将得到的脱硫剂与1000kg粉碎好的煤颗粒,5kg氧化剂和40kg质量kg数为3%淀粉溶液混合均匀后在100℃下保温处理10min,完成后在6MPa下冲压成型,干燥后即可得到所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳。
以上对比例所制备的脱硫剂以及成品炭的性能如下表所示:
硫容(%) 冷压强度(N/个)
对比例1 76.8 748.3
对比例2 74.1 745.2
对比例3 82.1 692.8
对比例4 62.3 382.9

Claims (7)

1.一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其具体制备方案如下:
按照质量份数,在反应釜中加入将15-36份的氧化镁、6-9份的碳酸锰、1.2-3.6份的氧化钙和0.5-5份的醋酸钠,搅拌混合均匀后加入0.8-1.6份的硼泥和8-12份的表面改性稻壳纤维,控温90-120℃,搅拌反应5-10h,完成后控温120-150℃烘干60-120min,然后在200-300℃下热处理120-180min,得到脱硫剂;将得到的脱硫剂与1000-1800份的粉碎好的煤颗粒,5-10份的氧化剂和40-60份的质量份数为3%-10%高效粘合剂溶液混合均匀后在100-150℃下保温处理10-60min,完成后在6-12MPa下冲压成型,干燥后即可得到所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳。
2.根据权利要求1所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其特征在于:所述的高效粘合剂为一种淀粉基水性粘结剂,其制备方法如下:
按照质量份数,将100-150份的淀粉加入到反应釜中,加水配置成质量份数为25%-40%的淀粉浆,用质量份数为5%-10%的氢氧化钠溶液调节淀粉浆pH值为7.6-9.0,然后加入12.5-18.6份的环氧丙基三甲基氯化铵,搅拌混合均匀后再将0.5-1.8份的甲基环硅氧烷,控温60-80℃反应1-5h,然后加入0.1-1份的硼酸钠,继续搅拌30-60min后加入0.6-1.7份的木质素磺酸钠,1-8份的质量份数为5%-10%的壳聚糖溶液,控温90-100℃下保温搅拌反应60-120min,反应结束前,调pH值为6.5-7.0,出料即得一种淀粉基水性粘结剂。
3.根据权利要求2所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其特征在于:所述的淀粉为玉米淀粉或土豆淀粉。
4.根据权利要求2所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其特征在于:所述的壳聚糖的乙酰度为60%-80%。
5.根据权利要求1所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其特征在于:所述的煤颗粒的平均粒径为0.5-3mm。
6.根据权利要求1所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其特征在于:所述的氧化剂为高锰酸钾或硝酸钾或硝酸钡。
7.根据权利要求1所述的一种小粒径机制兰炭烧烤碳的生产工艺,其特征在于:所述的成型炭的干燥温度为120-150℃。
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