CN1944598A - 生物质动力用炭的制备工艺及其在发电中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质动力用炭的制备工艺及其在发电中的应用。它解决了目前采用秸秆发电技术中存在的成本高、有污染等问题，具有投资少、见效快、无污染、无需改造设备即可实现秸秆发电等优点。其方法为：1)将生物质即秸秆，收集后晾晒、粉碎；2)粉碎后的生物质送入炭化池，进行炭化并除去其中的焦油；3)炭化后生成的生物质炭粉与黏结剂和掺料按重量份为：生物质炭粉70－80份，黏结剂10－15份，掺料10－15份比例充分搅拌混合；4)搅拌好的物料送成型机成型，制成生物质动力用炭；5)晾晒干燥后制得成品。

Description

生物质动力用炭的制备工艺及其在发电中的应用
技术领域
本发明涉及一种利用农作物秸秆的发电技术，尤其涉及一种生物质动力用炭的制备工艺及其在发电中的应用。
背景技术
电力工业是能源工业的重要组成部分，为经济的发展提供着动力支持，而采用动力用煤的火力发电又是目前最主要的发电方式，但我国现有的火力发电机组煤耗高、效率低、污染严重。
由于煤炭是一种不可再生的能源且其在燃烧时会产生大量有害气体，污染环境，因此人们纷纷寻找一种可再生能源以替代煤炭的使用，保证经济的可持续发展，而用农作物秸秆发电就是一种新兴的发电技术。
现在国内采用农作物秸秆发电有三种模式：1、秸秆直燃发电；2、秸秆混燃发电；3、秸秆气化发电。这三种秸秆发电方式存在的问题是：一、进口机组价格昂贵，国内燃料无法满足其生产需要，发电成本高；二、秸秆收集、分选、运输、储存、防腐等问题也导致收购成本上升；三、大型秸秆直燃、混燃和气化发电投资大，无法大规模展开；四、秸秆发电厂的秸秆利用率低，存在焦油和烟尘难以处理，硫污染较大和发电不稳定的问题。由于上述问题的存在，制约了秸秆发电技术的进一步发展和普及。
发明内容
本发明的目的就是为了解决目前采用秸秆发电技术中存在的成本高、有污染等问题，提供一种投资少、见效快、无污染、无需改造设备即可实现秸秆发电的生物质动力用炭的制备工艺及其在发电中的应用。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种生物质动力用炭的制备工艺，它的工艺过程为，
1)将生物质即秸秆，收集后晾晒、粉碎；
2)粉碎后的生物质送入炭化池，进行炭化并除去其中的焦油；
3)炭化后生成的生物质炭粉与黏结剂和掺料按重量份为：生物质炭粉70-80份，黏结剂10-15份，掺料10-15份比例充分搅拌混合；
4)搅拌好的物料送成型机成型，制成生物质动力用炭；
5)晾晒干燥后制的成品。
所述生物质还可为树木、杂草或其它有机生物质。
所述晾晒后生物质的含水量小于30％。
所述步骤2)中，粉碎后生物质入炭化池后在隔绝空气下，在燃点温度进行低温炭化，时间为6-8小时。
所述步骤3)中，所用的黏合剂为无机黏合剂或有机黏合剂或复合黏合剂。
所述步骤3)中，所用的掺料为泥质煤矸石、沙质煤矸石、细沙中的至少一种。
所述步骤4)中，成型的生物质动力用炭为柱状或颗粒状或球状或块状。
一种生物质动力用炭在发电中的应用，所述成品生物质动力用炭直接送入发电厂的燃烧锅炉燃烧发电，其所得的秸秆灰作为秸秆肥还田。
本发明采用以秸秆生物质动力用炭燃烧发电，它以农作物秸秆炭化粉末为主要原料，掺入适量的有机、无机和复合等三大特定黏结剂以及泥质煤矸石、沙质煤矸石、细沙等掺料，经过配料、搅拌、成型、检验、凉山干燥等工序加工成秸秆生物质动力用炭，秸秆在入炭化池时采用了隔绝空气低温方式并去除了焦油，在制备动力用炭时未添加任何的助燃剂，因此其可直接用于燃烧发电，且无秸秆焦油和结块现象发生，产气均匀，不含烟尘和二氧化硫，它采用了炭柱状、颗粒状、球状、块状，其燃烧学形状与燃煤非常相似，比秸秆直接燃烧、秸秆混燃、秸秆气化发电优越，并可直接替代目前所用的动力用煤。
本发明的有益效果是：
一、采用秸秆炭粉作为原料合成生物质动力用炭，用于电厂燃烧发电和工业锅炉，发电成本低，符合环保发电要求；
二、在制备过程中，不需加入助燃剂之类的化工原料，而直接得到含硫量低、发热量高的生物质动力炭产品，用于燃烧发电和工业锅炉，流程短、工艺简单、投资少、见效快、无污染；
三、秸秆生物质动力用炭炭质稳定，易于充分燃烧，基本无二氧化硫和烟尘；
四、在炭化过程中去除了焦油和烟尘，未添加任何化工原料，不存在秸秆焦油和结块不易清除、产气不均匀的问题，不影响内燃机正常生产发电，避免了建厂投资过大的问题；
五、秸秆生物质动力炭为炭柱状、颗粒状等，其燃烧学形状与现有动力用煤相似，适合直接替代动力用煤；
六、秸秆生物质能源能量密度低，高度分散，从秸秆的收集、运输到炭化成型直到发电燃烧是一个完整的系统，具有就地收集秸秆，就地加工炭化，就地配比发电的特点，符合人与自然的和谐循环发展；
七、在投资成本上，其电厂投资成本最低；原料成本低；发电成本低；由于含硫量仅为万分之四，不含挥发成分和烟尘，不存在焦油清除和污水问题，故发电成本低；在环保上，因其CO2实际排放为零，不会增加大气中的CO2含量，也不会加重温室效应。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种生物质动力用炭的制备工艺，其方法为：
1)取生物质即秸秆，收集后晾晒至含水量为30％后粉碎；
2)粉碎后的秸秆送入炭化池，在隔绝空气下，在燃点温度(即将秸秆点燃后，以不见明火为度，立即在其上再铺设一层秸秆，以此类推逐层铺设即可)进行低温炭化，时间为6小时，并利用炭化池除去其中的焦油；
3)炭化后生成的生物质炭粉与无机黏合剂，如：土膨润土、高岭土、黏土、白泥、河泥等，或水泥，或水玻璃、生(熟)灰、电石泥、磷酸盐、硫酸盐等和掺料泥质煤矸石按重量份为：生物质炭粉70份，无机黏合剂15份，泥质煤矸石15份比例充分搅拌混合；
4)搅拌好的物料送成型机成型为炭柱状，制成生物质动力用炭；
5)晾晒干燥后制的成品。
成品生物质动力用炭直接送入发电厂的燃烧锅炉燃烧发电，其所得的秸秆灰作为秸杆肥还田。
实施例2：
一种生物质动力用炭的制备工艺，其方法为：
1)取生物质即草，收集后晾晒至含水量为30％后粉碎；
2)粉碎后的物料送入炭化池，在隔绝空气下，在燃点温度进行低温炭化，时间为7小时，并除去其中的焦油；
3)炭化后生成的生物质炭粉与有机黏合剂，如：煤沥青、煤焦油或PVA、FAA、PA、PE或淀粉类或植物油渣类或动物胶类；或纸浆废液或木质纤维素等和掺料沙质煤矸石按重量份为：生物质炭粉80份，有机黏合剂10份，掺料沙质煤矸石10份比例充分搅拌混合；
4)搅拌好的物料送成型机成型为颗粒状，制成生物质动力用炭；
5)晾晒干燥后制的成品。
成品生物质动力用炭直接送入发电厂的燃烧锅炉燃烧发电，其所得的秸秆灰作为秸秆肥还田。
实施例3：
一种生物质动力用炭的制备工艺，其方法为：
1)取生物质即各类木材，收集后晾晒至含水量为30％后粉碎；
2)粉碎后的物料送入炭化池，在隔绝空气下，在燃点温度进行低温炭化，时间为7.5小时，并除去其中的焦油；
3)炭化后生成的生物质炭粉与复合黏合剂，如：煤焦油与纸浆复合等，再与掺料细沙按重量份为：生物质炭粉75份，复合黏合剂20份，掺料细沙15份比例充分搅拌混合；
4)搅拌好的物料送成型机成型为块状，制成生物质动力用炭；
5)晾晒干燥后制的成品。
成品生物质动力用炭直接送入发电厂的燃烧锅炉燃烧发电，其所得的秸秆灰作为秸秆肥还田。
实施例4：
一种生物质动力用炭的制备工艺，其方法为：
1)取生物质即玉米秸秆或小麦秸秆或棉花秸秆或花生壳等，收集后晾晒至含水量为30％后粉碎；
2)粉碎后的秸秆送入炭化池，在隔绝空气下，在燃点温度进行低温炭化，时间为8小时，并除去其中的焦油；
3)炭化后生成的生物质炭粉与无机黏合剂，如：土膨润土、高岭土、黏土、白泥、河泥等，或水泥，或水玻璃、生(熟)灰、电石泥、磷酸盐、硫酸盐等和掺料泥质煤矸石按重量份为：生物质炭粉72份，无机黏合剂14份，掺料泥质煤矸石14份比例充分搅拌混合；
4)搅拌好的物料送成型机成型为球状，制成生物质动力用炭；
5)晾晒干燥后制的成品。
成品生物质动力用炭直接送入发电厂的燃烧锅炉燃烧发电，其所得的秸秆灰作为秸秆肥还田。
通过本发明的制备工艺所得的生物质动力炭可达到以下标准：
1、全水份(％)10％左右  6、全硫(％ad)0.06左右
2、湿水份(％)8％左右   7、高位发热量(大卡/千克)4900
3、灰分(％ad)36％左右     低位发热量(大卡/千克)4300
4、重量(g)1.2左右      8、密度1.1左右
5、体积(cm)1.1左右

Claims (8)

1、一种生物质动力用炭的制备工艺，其特征是：它的工艺过程为，
1)将生物质即秸秆，收集后晾晒、粉碎；
2)粉碎后的生物质送入炭化池，进行炭化并除去其中的焦油；
3)炭化后生成的生物质炭粉与黏结剂和掺料按重量份为：生物质炭粉70-80份，黏结剂10-15份，掺料10-15份比例充分搅拌混合；
4)搅拌好的物料送成型机成型，制成生物质动力用炭；
5)晾晒干燥后制的成品。
2、根据权利要求1所述的生物质动力用炭的制备工艺，其特征是：所述生物质还可为树木、杂草或其它有机生物质。
3、根据权利要求1或2所述的生物质动力用炭的制备工艺，其特征是：所述晾晒后生物质的含水量小于30％。
4、根据权利要求1所述的生物质动力用炭的制备工艺，其特征是：所述步骤2)中，粉碎后生物质入炭化池后在隔绝空气下，在燃点温度进行低温炭化，时间为6-8小时。
5、根据权利要求1所述的生物质动力用炭的制备工艺，其特征是：所述步骤3)中，所用的黏合剂为无机黏合剂或有机黏合剂或复合黏合剂。
6、根据权利要求1所述的生物质动力用炭的制备工艺，其特征是：所述步骤3)中，所用的掺料为泥质煤矸石、沙质煤矸石、细沙中的至少一种。
7、根据权利要求1所述的生物质动力用炭的制备工艺，其特征是：所述步骤4)中，成型的生物质动力用炭为柱状或颗粒状或球状或块状。
8、一种权利要求1所述的生物质动力用炭在发电中的应用，其特征是：所述成品生物质动力用炭直接送入发电厂的燃烧锅炉燃烧发电，其所得的秸秆灰作为秸秆肥还田。
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