CN112080326B - 一种高热值低结渣生物质颗粒燃料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高热值低结渣生物质颗粒燃料的制备方法，先将秸秆粉末与碳酸钙、细菌纤维素配制的混合悬液混合、烘干后经过蒸汽爆破处理得到汽爆改性秸杆粉末，再将汽爆改性秸杆粉末与正辛醇按一定比例混合均匀，在负压条件下高温搅拌反应，得到秸秆基复合材料，最后将秸秆基复合材料成型加工，即得高热值低结渣生物质颗粒燃料。本发明的生物质颗粒燃料热值高、结渣率低，而且成型效果好，不易破碎，品质优良。

Description

一种高热值低结渣生物质颗粒燃料及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物质燃料技术领域，尤其涉及一种高热值低结渣生物质颗粒燃料及其制备方法。
背景技术
随着石化资源的日益枯竭，以及人们对环保问题的愈发重视，对新型清洁能源的需求应运而生。生物质成型燃料是以农林废弃物，如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等作为原料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺制成的一种新型成型燃料，主要分为块状和颗粒状，具有可直接燃烧、使用方便的优点，由于不含硫磷，燃烧时不产生二氧化硫和五氧化二磷，是一种可再生的清洁能源。但是，生物质成型燃料的原料，尤其是秸秆类原料富含K、Na等碱金属元素，容易与灰中的SiO2及硅酸盐反应加速灰分结渣，不仅导致生物质成型燃料燃烧效率的降低，而且影响燃烧设备的正常运行。而且，生物质成型燃料的燃烧热值远远低于石化燃料，这也在一定程度上影响了生物质成型燃料的推广应用。因此，提高热值、降低结渣倾向成为目前生物质成型燃料研发的重点方向。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高热值低结渣生物质颗粒燃料及其制备方法。
本发明提出的一种高热值低结渣生物质颗粒燃料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将碳酸钙和细菌纤维素加入水中分散均匀，得到混合悬液；
S2、将秸秆粉碎得到秸秆粉末，然后将所述混合悬液与秸秆粉末按一定比例混合均匀，烘干后得到改性秸秆粉末；
S3、将所述改性秸秆粉末进行蒸汽爆破处理，然后洗涤、烘干，得到汽爆改性秸杆粉末；
S4、将所述汽爆改性秸杆粉末与正辛醇按一定比例混合均匀，在负压条件下高温搅拌反应，得到秸秆基复合材料；
S5、将所述秸秆基复合材料进行成型制粒，即得。
优选地，所述混合悬液中，碳酸钙、细菌纤维素和水的质量比为(10-20)：(3-5):100。
优选地，所述混合悬液与秸秆粉末的质量比为(0.5-1.5)：10。
优选地，所述改性秸秆粉末的含水量为8-15％。
优选地，所述蒸汽爆破处理的条件为：110-130℃、1-1.5MPa、4-8min。
优选地，所述汽爆改性秸杆粉末与正辛醇的质量比为1：(0.03-0.06)。
优选地，所述步骤S4中，反应的具体条件为：在温度为120-130℃、真空度为0.001-0.05MPa的条件下搅拌反应，即可；优选地，反应时间为2-4h。
优选地，所述成型制粒的具体方法为：在90-110MPa、70-90℃条件下挤压成型制粒。
优选地，所述秸秆为小麦秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆中的至少一种。
一种高热值低结渣生物质颗粒燃料，由所述的制备方法制得。
本发明的有益效果如下：
本发明先将碳酸钙和细菌纤维素包覆在秸秆粉末上得到改性秸秆粉末，然后经过蒸汽爆破处理，利用蒸汽爆破的作用力，使纤维的表面结构发生破坏，纤维束发生分离，木质素部分降解，秸秆中的大量碱金属元素溶出，同时碳酸钙和细菌纤维素通过分子间作用力均匀、牢固地与秸秆纤维发生结合，从而得到汽爆改性秸杆粉末，再与正辛醇按一定比例混合均匀，在负压条件下高温搅拌反应，使正辛醇与羟基活性基团发生作用，从而接枝结合在材料内部，得到秸秆基复合材料，最后成型制粒得到生物质颗粒燃料。本发明通过对秸秆粉末进行汽爆改性，可以使秸秆中的大量碱金属元素溶出，降低结渣倾向；汽爆改性还能使纤维结构疏松，活性基团增加，与细菌纤维素、碳酸钙更均匀、紧密地结合，均匀结合在纤维内部的碳酸钙能更好地起到抗结渣作用，细菌纤维素在挤压成型过程中可以与秸秆纤维发生缠绕作用，能够增加颗粒内部的结合力，提高粘结性能，从而提高颗粒的成型性能和机械强度，细菌纤维素还具有多孔性和高比表面积，使正辛醇能更牢固地结合在颗粒材料内部；正辛醇的添加可以有效提高材料的热值，同时，通过接枝作用将正辛醇均匀地固定在材料内部，可以避免直接添加正辛醇，由于正辛醇与亲水性的纤维相容性差，在材料中分布不均对颗粒燃料燃烧性能产生的负面影响，以及成型性差、易破碎的问题。因此，本发明的生物质颗粒燃料不仅热值高、结渣率低，而且具有成型效果好，不易破碎的优点，品质优良。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种高热值低结渣生物质颗粒燃料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将碳酸钙和细菌纤维素加入水中分散均匀，得到混合悬液，其中碳酸钙、细菌纤维素和水的质量比为10：3:100；
S2、将玉米秸秆粉碎得到秸秆粉末，然后将步骤S1制得的混合悬液与秸秆粉末按质量比为1.5：10混合均匀，烘干后得到含水量为8％的改性秸秆粉末；
S3、将步骤S2制得的改性秸秆粉末在110℃、1MPa的条件下进行蒸汽爆破处理4min，然后洗涤、烘干，得到汽爆改性秸杆粉末；
S4、将所述汽爆改性秸杆粉末与正辛醇按质量比为1：0.03混合均匀，在温度为120℃、真空度为0.001MPa的条件下搅拌反应4h，得到秸秆基复合材料；
S5、将所述秸秆基复合材料在90MPa、90℃条件下挤压成型制粒，即得。
实施例2
一种高热值低结渣生物质颗粒燃料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将碳酸钙和细菌纤维素加入水中分散均匀，得到混合悬液，其中碳酸钙、细菌纤维素和水的质量比为15：4.5:100；
S2、将玉米秸秆粉碎得到秸秆粉末，然后将步骤S1制得的混合悬液与秸秆粉末按质量比为1：10混合均匀，烘干后得到含水量为12％的改性秸秆粉末；
S3、将步骤S2制得的改性秸秆粉末在120℃、1.2MPa的条件下进行蒸汽爆破处理5min，然后洗涤、烘干，得到汽爆改性秸杆粉末；
S4、将所述汽爆改性秸杆粉末与正辛醇按质量比为1：0.05混合均匀，在温度为125℃、真空度为0.02MPa的条件下搅拌反应3h，得到秸秆基复合材料；
S5、将所述秸秆基复合材料在100MPa、80℃条件下挤压成型制粒，即得。
实施例3
一种高热值低结渣生物质颗粒燃料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将碳酸钙和细菌纤维素加入水中分散均匀，得到混合悬液，其中碳酸钙、细菌纤维素和水的质量比为20：5:100；
S2、将玉米秸秆粉碎得到秸秆粉末，然后将步骤S1制得的混合悬液与秸秆粉末按质量比为0.5：10混合均匀，烘干后得到含水量为15％的改性秸秆粉末；
S3、将步骤S2制得的改性秸秆粉末在130℃、1.5MPa的条件下进行蒸汽爆破处理8min，然后洗涤、烘干，得到汽爆改性秸杆粉末；
S4、将所述汽爆改性秸杆粉末与正辛醇按质量比为1：0.06混合均匀，在温度为130℃、真空度为0.05MPa的条件下搅拌反应2h，得到秸秆基复合材料；
S5、将所述秸秆基复合材料在110MPa、70℃条件下挤压成型制粒，即得。
对比例1
一种生物质颗粒燃料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将玉米秸秆粉碎得到秸秆粉末，将秸秆粉末的含水量调节至12％，然后在120℃、1.2MPa的条件下进行蒸汽爆破处理5min，然后洗涤、烘干，得到汽爆秸杆粉末；
S2、将所述汽爆秸杆粉末与氧化钙按质量比为98.5：1.5混合均匀，然后在100MPa、80℃条件下挤压成型制粒，即得。
将实施例1-3以及对比例1制得的生物质颗粒燃料进行性能测试，其中发热量测试参照GB/T 213；结渣率测试参照GB/T 1572，结渣率计算方法为：将生物质颗粒燃料燃烧后的底灰的质量记为m1，将该底灰中粒度＞6mm的渣块的质量记为m2，则结渣率＝m2/m1×100％。结果如表1所示：
表1生物质颗粒燃料性能测试结果
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
发热量(MJ/kg) 21.75 22.86 22.63 19.02
结渣率(％) 8.6 7.9 8.3 11.7
由此可见，本发明的制备方法制得的生物质颗粒燃料与常规的汽爆法预处理制得的生物质颗粒燃料相比，不仅发热量得到显著的提升，而且结渣率也有所降低，具有高热值、低结渣的优良性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高热值低结渣生物质颗粒燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将碳酸钙和细菌纤维素加入水中分散均匀，得到混合悬液；
S2、将秸秆粉碎得到秸秆粉末，然后将所述混合悬液与秸秆粉末按一定比例混合均匀，烘干后得到改性秸秆粉末；
S3、将所述改性秸秆粉末进行蒸汽爆破处理，然后洗涤、烘干，得到汽爆改性秸杆粉末；
S4、将所述汽爆改性秸杆粉末与正辛醇按一定比例混合均匀，在负压条件下高温搅拌反应，得到秸秆基复合材料；
S5、将所述秸秆基复合材料进行成型制粒，即得。
2.根据权利要求1所述的高热值低结渣生物质颗粒燃料的制备方法，其特征在于，所述混合悬液中，碳酸钙、细菌纤维素和水的质量比为(10-20)：(3-5):100。
3.根据权利要求1或2所述的高热值低结渣生物质颗粒燃料的制备方法，其特征在于，所述混合悬液与秸秆粉末的质量比为(0.5-1.5)：10。
4.根据权利要求1所述的高热值低结渣生物质颗粒燃料的制备方法，其特征在于，所述改性秸秆粉末的含水量为8-15％。
5.根据权利要求1所述的高热值低结渣生物质颗粒燃料的制备方法，其特征在于，所述蒸汽爆破处理的条件为：110-130℃、1-1.5MPa、4-8min。
6.根据权利要求1所述的高热值低结渣生物质颗粒燃料的制备方法，其特征在于，所述汽爆改性秸杆粉末与正辛醇的质量比为1：(0.03-0.06)。
7.根据权利要求1所述的高热值低结渣生物质颗粒燃料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，反应的具体条件为：在温度为120-130℃、真空度为0.001-0.05MPa的条件下搅拌反应，即可；反应时间为2-4h。
8.根据权利要求1所述的高热值低结渣生物质颗粒燃料的制备方法，其特征在于，所述成型制粒的具体方法为：在90-110MPa、70-90℃条件下挤压成型制粒。
9.一种高热值低结渣生物质颗粒燃料，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010111687A (ko) * 2000-06-13 2001-12-20 손병현 음식폐기물의 고체 연료 제법
CN104945788A (zh) * 2015-07-28 2015-09-30 苏州荣昌复合材料有限公司 一种改性CaCO3-PVC复合材料的制备方法
CN109097132A (zh) * 2018-08-29 2018-12-28 佛山皖和新能源科技有限公司 一种高燃效生物质燃料
CN110423638A (zh) * 2019-08-25 2019-11-08 武建云 一种抗结渣复合生物质颗粒燃料的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010111687A (ko) * 2000-06-13 2001-12-20 손병현 음식폐기물의 고체 연료 제법
CN104945788A (zh) * 2015-07-28 2015-09-30 苏州荣昌复合材料有限公司 一种改性CaCO3-PVC复合材料的制备方法
CN109097132A (zh) * 2018-08-29 2018-12-28 佛山皖和新能源科技有限公司 一种高燃效生物质燃料
CN110423638A (zh) * 2019-08-25 2019-11-08 武建云 一种抗结渣复合生物质颗粒燃料的制备方法

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