CN113214883A - 一种生物质复合燃料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质复合燃料及其制备方法，按重量份数计，包括以下成分：生物质处理物30～40份、煤粉14～18份、助剂4～8份和过氧化钙3～6份。将生物质原料收集粉碎干燥，过100～200目网晒，然后加入到发酵罐中，然后在发酵罐中加入白砂糖、醋酸溶液，微波处理1～2h，继续加入酶解液、酵母膏和水，调节pH值，通氮气保护在30～36℃下发酵2～4天，得发酵物；将发酵物、抗生素菌渣、酒渣废弃物和陈醋渣废弃物混合均匀，高压均质，在36～40℃下固态发酵，然后干燥粉碎过150～200目网晒，然后加入水中，通氮气保护并升温至140～145℃保温2～3h，过滤，将过滤物抽真空，干燥，得生物质处理物；将生物质处理物、煤粉、助剂和过氧化钙比例混合，然后加入成型机，冷却，制得生物质复合染料。

Description

一种生物质复合燃料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合燃料技术领域，具体涉及一种生物质复合燃料及其制备方法。
背景技术
目前，对于农作物秸秆、工程废木料、城市园林绿化所产生的干枝以及城市居民废弃的木质家具的处理，一般采用开放式焚烧和填埋的方式进行处理，给生态环境造成污染。以木屑、竹屑、树枝、秸秆、植物壳等为原料，经过专业机械、特殊工艺，无任何化学添加剂，高压低温压缩成型的颗粒状燃料统称为生物质颗粒燃料。煤泥泛指煤粉含水形成的半固体物，是煤炭生产过程中的一种产品，其本身具有高湿、高粘结性，根据品种的不同和形成机理的不同，其性质差别非常大，可利用性也有较大差别，其中，煤矿的洗煤厂洗煤所产生的煤泥，一般被当作废料处理了，处理方式主要有填埋。
生物质是指有机物中除石化燃料外的所有来源于动植物并能再生的物质，因此，它是地球上一个巨大的能源库。植物的光合作用是燃烧反应的逆过程，而燃烧反应是人类获取和使用能源的主要方式，如果这两个过程能相互匹配，形成完整循环，生物质能源将取之不尽，用之不竭。利用林木加工废弃物，秸杆等粉碎加工后制成生物质颗粒燃料的研究和应用也逐渐增加，目前生物质能源主要通过直接挤压成型直接形成条状、颗粒状或块状，成型厚度和压实密度互相制约，存在着燃烧存在着燃烧时间短，热量不高，颗粒物、SO2和NOx排放大的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物质复合燃料，按重量份数计，包括以下成分：生物质处理物30～40份、煤粉14～18份、助剂4～8份和过氧化钙3～6份。
本发明的另一目的是提供一种生物质复合燃料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1：将生物质原料收集粉碎干燥，过100～200目网晒，然后加入到发酵罐中，然后在发酵罐中加入白砂糖、醋酸溶液，微波处理1～2h，继续加入酶解液、酵母膏和水，调节pH值，通氮气保护在30～36℃下发酵2～4天，得发酵物。
S2：将步骤S1中的发酵物、抗生素菌渣、酒渣废弃物和陈醋渣废弃物按重量份数(20～30):(7～10):(4～6):(4～6)混合均匀，高压均质，在36～40℃下固态发酵，然后干燥粉碎过150～200目网晒，然后加入水中，通氮气保护并升温至140～145℃保温2～3h，过滤，将过滤物抽真空，干燥，得生物质处理物。
S3：将步骤S2中的生物质处理物、煤粉、助剂和过氧化钙按上述比例混合，然后加入成型机，冷却，制得生物质复合染料。
作为优选方案，上述所述的生物质原料为玉米秸秆、稻草、木屑、竹屑、水稻秸秆、马铃薯秸秆、高粱秸秆、小麦秸秆、花生壳、甘蔗渣和棉花秸秆中的任意一种或任意比例混合而成。
作为优选方案，上述所述的白砂糖和醋酸溶液的重量份数比为(1～2):(14～20)；所述酶解液、酵母膏和水的重量份数比为(2～4):(0.96～2.88):(120～240)。
作为优选方案，上述所述的酶解液为质量比(1～1.4):(3.6～7.2):(22～35):(2.8～4.4):(8～15)的蔗糖水解酶、马来酸酐、硫酸铵、蛋白粉和乙酸钠。
作为优选方案，上述所述的助剂为淀粉、氢氧化镁和氧化锰按重量份数比为(1.5～3):(0.8～1.5):(1～2)。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中，以抗生素菌渣原料、生物质原料与酒渣废弃物和陈醋渣废弃物等成分配合，固态发酵，提高其内部的有机质，干燥后使得获得的固体生物燃料固含量和热值随着水处理温度的上升和保温作用使得其内部细胞破裂，细胞内溢物与胞外聚合物分别分解，形成超胶体分散作用，大大提高其热值，活化其中焦油的成分，使得部分非凯式有机氮转化为凯氏有机氮，并最终以NH4 +-N的形式进入液相迁移途径，减少氮氧化物的生成；本发明中用助剂，其中助剂中二氧化锰可在生物质复合燃料燃烧作用时缓慢提供助燃效果，添加的MnO2、MgOH受热作用下会分解释放活性氧，淀粉含有的高分子多糖和多种金属离子可起到促进氧流动，达到加强燃烧作用，各组分相互配合，起到提高燃烧热效的作用。
具体实施方式
下面对本发明实施例作具体详细的说明，本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，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。
实施例1
一种生物质复合燃料的制备方法，按重量份数计，包括以下成分：生物质处理物30份、煤粉14份、助剂4份和过氧化钙3份。
所述制备方法包括以下步骤：
S1：将生物质原料收集粉碎干燥，过100目网晒，然后加入到发酵罐中，然后在发酵罐中加入重量份数比为1:14的白砂糖、醋酸溶液，微波处理1h，继续加入重量份数比为2:0.96:120的酶解液、酵母膏和水，调节pH值，通氮气保护在30℃下发酵2天，得发酵物。
S2：将步骤S1中的发酵物、抗生素菌渣、酒渣废弃物和陈醋渣废弃物按重量份数20:7:4:4混合均匀，高压均质，在36℃下固态发酵，然后干燥粉碎过150目网晒，然后加入水中，通氮气保护并升温至140℃保温2h，过滤，将过滤物抽真空，干燥，得生物质处理物。
S3：将步骤S2中的生物质处理物、煤粉、助剂和过氧化钙按上述比例混合，然后加入成型机，冷却，制得生物质复合染料。
实施例2
一种生物质复合燃料的制备方法，按重量份数计，包括以下成分：生物质处理物40份、煤粉18份、助剂8份和过氧化钙6份。
所述制备方法包括以下步骤：
S1：将生物质原料收集粉碎干燥，过200目网晒，然后加入到发酵罐中，然后在发酵罐中加入重量份数比为2:20的白砂糖、醋酸溶液，微波处理2h，继续加入重量份数比为4:2.88:240的酶解液、酵母膏和水，调节pH值，通氮气保护在36℃下发酵4天，得发酵物。
S2：将步骤S1中的发酵物、抗生素菌渣、酒渣废弃物和陈醋渣废弃物按重量份数30:10:6:6混合均匀，高压均质，在40℃下固态发酵，然后干燥粉碎过200目网晒，然后加入水中，通氮气保护并升温至145℃保温3h，过滤，将过滤物抽真空，干燥，得生物质处理物。
S3：将步骤S2中的生物质处理物、煤粉、助剂和过氧化钙按上述比例混合，然后加入成型机，冷却，制得生物质复合染料。
实施例3
一种生物质复合燃料的制备方法，按重量份数计，包括以下成分：生物质处理物36份、煤粉16份、助剂6份和过氧化钙5份。
所述制备方法包括以下步骤：
S1：将生物质原料收集粉碎干燥，过150目网晒，然后加入到发酵罐中，然后在发酵罐中加入重量份数比为1.6:18的白砂糖、醋酸溶液，微波处理1.5h，继续加入重量份数比为3:1.98:190的酶解液、酵母膏和水，调节pH值，通氮气保护在34℃下发酵3天，得发酵物。
S2：将步骤S1中的发酵物、抗生素菌渣、酒渣废弃物和陈醋渣废弃物按重量份数25:9:5:5混合均匀，高压均质，在38℃下固态发酵，然后干燥粉碎过150～200目网晒，然后加入水中，通氮气保护并升温至142℃保温2.5h，过滤，将过滤物抽真空，干燥，得生物质处理物。
S3：将步骤S2中的生物质处理物、煤粉、助剂和过氧化钙按上述比例混合，然后加入成型机，冷却，制得生物质复合染料。
实验例
性能测试1—将实施例1～3所得生物质燃料按照标准GB/T 30727-2014进行测试，测试结果如表1所示，
表1.性能测试结果：
Figure BDA0003057335930000041
从表1中可以看出，本发明实施例1～3制备的生物质燃料的热值均在5590kcal/kg以上，燃烧值均在97.5％以上，热效率均在96％以上，说本发明制备的生物质燃料具有较优异的燃烧性能指标。
性能测试2—检测环保性能，通过生物质锅炉燃烧实施例1～3制备的生物质复合燃料，并使用崂应3012H型自动型烟尘测试仪和崂应8040型智能高精度综合标准仪对生物质锅炉排放的组织废气进行监测，主要监测颗粒物、SO2和NOx，在生物质过路出口设1个监测点位，监测时间为24小时，检测次数为3次，
表2.测试结果：
Figure BDA0003057335930000051
从表2中可以看出，本发明还实施例1～3制备的生物质燃料燃烧后颗粒物、SO2和NOx的排放标准远低于排放标准，具有优异的节能环保性能。

Claims (6)

1.一种生物质复合燃料，其特征在于，按重量份数计，包括以下成分：生物质处理物30～40份、煤粉14～18份、助剂4～8份和过氧化钙3～6份。
2.根据权利要求1所述的一种生物质复合燃料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1：将生物质原料收集粉碎干燥，过100～200目网晒，然后加入到发酵罐中，然后在发酵罐中加入白砂糖、醋酸溶液，微波处理1～2h，继续加入酶解液、酵母膏和水，调节pH值，通氮气保护在30～36℃下发酵2～4天，得发酵物；
S2：将步骤S1中的发酵物、抗生素菌渣、酒渣废弃物和陈醋渣废弃物按重量份数(20～30):(7～10):(4～6):(4～6)混合均匀，高压均质，在36～40℃下固态发酵，然后干燥粉碎过150～200目网晒，然后加入水中，通氮气保护并升温至140～145℃保温2～3h，过滤，将过滤物抽真空，干燥，得生物质处理物；
S3：将步骤S2中的生物质处理物、煤粉、助剂和过氧化钙按上述比例混合，然后加入成型机，冷却，制得生物质复合染料。
3.根据权利要求2所述的一种生物质复合燃料的制备方法，其特征在于，所述的生物质原料为玉米秸秆、稻草、木屑、竹屑、水稻秸秆、马铃薯秸秆、高粱秸秆、小麦秸秆、花生壳、甘蔗渣和棉花秸秆中的任意一种或任意比例混合而成。
4.根据权利要求2所述的一种生物质复合燃料的制备方法，其特征在于，所述的白砂糖和醋酸溶液的重量份数比为(1～2):(14～20)；所述酶解液、酵母膏和水的重量份数比为(2～4):(0.96～2.88):(120～240)。
5.根据权利要求2所述的一种生物质复合燃料的制备方法，其特征在于，所述的酶解液为质量比(1～1.4):(3.6～7.2):(22～35):(2.8～4.4):(8～15)的蔗糖水解酶、马来酸酐、硫酸铵、蛋白粉和乙酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种生物质复合燃料的制备方法，其特征在于，所述的助剂为淀粉、氢氧化镁和氧化锰按重量份数比为(1.5～3):(0.8～1.5):(1～2)。
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