一種防水耐磨的生物質(zhì)型煤及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防水耐磨的生物質(zhì)型煤，添加了固硫助燃劑，該助燃劑的各組分之間相互配合，將型煤燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣變成煤氣，使火焰巨增，減少了大量煙塵與有害氣體的排放；同時本發(fā)明將發(fā)酵產(chǎn)生的生物質(zhì)經(jīng)氫氧化鈉溶液改性處理，堿液釋放出?OH進入生物質(zhì)細(xì)胞壁的木質(zhì)素中，破壞木質(zhì)素之中的吡喃環(huán)，拆開與木質(zhì)素相互纏結(jié)的纖維素和半纖維素，解除了木質(zhì)素與半纖維素的空間立體交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)重組形成復(fù)雜的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高了自身粘結(jié)性，進而降低成型壓力，設(shè)備磨損現(xiàn)象得到緩解，利用本發(fā)明制得的生物質(zhì)型煤防水耐磨，燃燒效果好煙霧小，可以用作鍋爐燃煤或用作家用小型民用爐。
【專利說明】一種防水耐磨的生物質(zhì)型煤及其制作方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及潔凈煤應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防水耐磨的生物質(zhì)型煤及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0003]生物質(zhì)如秸桿是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要固體廢棄物，堆放處理侵占了大量農(nóng)業(yè)耕地，焚燒秸桿會造成空氣污染，堆肥的減量化程度低。為了實現(xiàn)廢棄物的資源化利用，加大消化農(nóng)業(yè)秸桿的力度，有人將秸桿作為粘結(jié)劑加入潔凈型煤中。
[0004]生物質(zhì)型煤是把一次性能源煤和可再生生物能源生物質(zhì)有機結(jié)合在一起，是一種新型復(fù)合燃料，是能源技術(shù)、減排技術(shù)和潔凈煤技術(shù)相結(jié)合的新產(chǎn)品，加快生物質(zhì)型煤產(chǎn)業(yè)化，為農(nóng)業(yè)、工業(yè)有機廢棄物能源化開辟了有效新途徑，對節(jié)能減排、保護生態(tài)環(huán)境具有重要的意義，符合國家減排增效長期發(fā)展規(guī)劃。但是現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)的生物質(zhì)型煤由于生物質(zhì)自身剛性的缺陷，與煤粉擠壓成型后容易膨脹開裂，且純生物質(zhì)型煤易燃、燃燒持久性差等，因而采取有效技術(shù)方案將生物質(zhì)加以改性或者添加有效添加劑改善現(xiàn)有生物質(zhì)型煤的功能，實現(xiàn)減排CO2、SO2，減少煙塵及PM2.5，節(jié)約煤炭資源的多重效應(yīng)。
[0005]《生物質(zhì)型煤的制備及微觀結(jié)構(gòu)分析》一文為解決生物質(zhì)剛性造成生物質(zhì)型煤膨脹開裂的難題，利用微生物發(fā)酵技術(shù)處理生物質(zhì)秸桿，將發(fā)酵改性后的生物質(zhì)作為添加劑與粉煤按一定比例摻混，冷壓成型制得生物質(zhì)型煤。結(jié)果表明:發(fā)酵改性后生物質(zhì)質(zhì)地密實，膨脹壓縮性能得到改善，活化后大粒徑為互相纏繞、團聚的絲狀物，小粒徑鋪展效果較好，且具有包覆性;發(fā)酵使秸桿組織變得疏松，有利于煤粒與生物質(zhì)結(jié)合，避免了生物質(zhì)具有剛性造成型煤膨脹開裂;改性前后發(fā)熱量變化較小，為0.07kJ/g。生物質(zhì)型煤最佳配比為:煤炭80%，發(fā)酵生物質(zhì)15%，膨潤土 5%;制得型煤的抗壓強度達到1.4MPa，落下強度高達98.65%，熱穩(wěn)定性達88.4%。
[0006]然而文中對生物質(zhì)的利用率不高，成型壓力大設(shè)備磨損現(xiàn)象嚴(yán)重，改性后的制得的型煤抗壓強度和落下強度較低不利于長期保存和運輸，煤炭用量比例過大顯然不利于實現(xiàn)節(jié)約煤炭資源和減排CO2、SO2，減少煙塵及PM2.5的燃燒要求，盲目增加生物質(zhì)的含量又必然會導(dǎo)致型煤的煙霧大、燃燒效率低、熱值小無法滿足放熱量要求高的場所使用，因此需要對現(xiàn)有型煤生產(chǎn)工藝加以改性以獲得節(jié)能、高效、清潔的生物質(zhì)型煤燃料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是提供一種防水耐磨的生物質(zhì)型煤及其制作方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
一種防水耐磨的生物質(zhì)型煤，其特征在于，由下列重量份的原料制成:煤粉50-53、玉米秸桿23-25、松木鋸末16-18、煤矸石14-16、蛭石8-10、納米二氧化鈦2-3、乙烯基三乙氧基硅烷4-5、地溝油6-8、磷酸二銨0.2-0.4、硝酸鈉0.3-0.5、硫磺0.1-0.2、胡麻膠3_5、滌綸纖維10-11、1￥丨％的氫氧化鈉溶液適量。
[0009]所述的一種防水耐磨的生物質(zhì)型煤的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)將磷酸二銨、硝酸鈉研磨混勻加水?dāng)嚢柚镣耆芙?，加入蛭石浸漬10-12小時，取出于105 °C烘箱中烘干研磨成粉，加入納米二氧化鈦、乙烯基三乙氧基硅烷、滌綸纖維混勻，升溫至80-90°C，超聲研磨10-15分鐘，制得固硫助燃劑；
(2)將煤矸石放入粉碎機中粉碎3-4h，過100目篩，加入硫磺高速攪拌混勻，于650-7500C下高溫煅燒2-3小時，得接枝改性的活化煤矸石粉；
(3)將玉米秸桿用60-70°C的熱水浸泡10-12小時，過濾投入發(fā)酵池內(nèi)，厭氧發(fā)酵20-30小時，加入地溝油、松木鋸末混勾隔絕空氣繼續(xù)發(fā)酵7-10天，過濾，放入lwt%的氫氧化鈉溶液中浸泡1-2天，洗滌至中性烘干，粉碎至60-80目；
(4)將煤粉研磨至粒度為3_左右，加入步驟(3)反應(yīng)物料攪拌混勻，升溫至90-10(TC保溫30-40分鐘，自然冷卻加入固硫助燃劑、活化煤矸石粉、適量水及其他剩余成分?jǐn)嚢杌靹?，放入模具中?MPa壓力下壓制成型，自然養(yǎng)護7-8天出料。
[0010]本發(fā)明有以下有益效果:本發(fā)明為了避免出現(xiàn)盲目增加生物質(zhì)含量導(dǎo)致型煤的煙霧大、燃燒效率低、熱值小的缺陷，本發(fā)明添加了固硫助燃劑，該助燃劑的各組分之間相互配合，將型煤燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣變成煤氣，使火焰巨增，減少了大量煙塵與有害氣體的排放;同時本發(fā)明將發(fā)酵產(chǎn)生的生物質(zhì)經(jīng)氫氧化鈉溶液改性處理，堿液釋放出-OH進入生物質(zhì)細(xì)胞壁的木質(zhì)素中，破壞木質(zhì)素之中的吡喃環(huán)，拆開與木質(zhì)素相互纏結(jié)的纖維素和半纖維素，解除了木質(zhì)素與半纖維素的空間立體交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)重組形成復(fù)雜的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高了自身粘結(jié)性，進而降低成型壓力，設(shè)備磨損現(xiàn)象得到緩解，利用本發(fā)明制得的生物質(zhì)型煤防水耐磨，燃燒效果好煙霧小，可以用作鍋爐燃煤或用作家用小型民用爐。
【具體實施方式】
[0011]所述的一種防水耐磨的生物質(zhì)型煤，其特征在于，由下列重量份的原料制成:煤粉50、玉米秸桿23、松木鋸末16、煤矸石14、蛭石8、納米二氧化鈦2、乙烯基三乙氧基硅烷5、地溝油6、磷酸二銨0.2、硝酸鈉0.3、硫磺0.1、胡麻膠3、滌綸纖維10、lwt%的氫氧化鈉溶液適量。
[0012]制作方法包括以下步驟:
(1)將磷酸二銨、硝酸鈉研磨混勻加水?dāng)嚢柚镣耆芙?，加入蛭石浸漬10-12小時，取出于105 °C烘箱中烘干研磨成粉，加入納米二氧化鈦、乙烯基三乙氧基硅烷、滌綸纖維混勻，升溫至80-90°C，超聲研磨10-15分鐘，制得固硫助燃劑；
(2)將煤矸石放入粉碎機中粉碎3-4h，過100目篩，加入硫磺高速攪拌混勻，于650-7500C下高溫煅燒2-3小時，得接枝改性的活化煤矸石粉；
(3)將玉米秸桿用60-70°C的熱水浸泡10-12小時，過濾投入發(fā)酵池內(nèi)，厭氧發(fā)酵20-30小時，加入地溝油、松木鋸末混勾隔絕空氣繼續(xù)發(fā)酵7-10天，過濾，放入lwt%的氫氧化鈉溶液中浸泡1-2天，洗滌至中性烘干，粉碎至60-80目；
(4)將煤粉研磨至粒度為3_左右，加入步驟(3)反應(yīng)物料攪拌混勻，升溫至90-10(TC保溫30-40分鐘，自然冷卻加入固硫助燃劑、活化煤矸石粉、適量水及其他剩余成分?jǐn)嚢杌靹?，放入模具中?MPa壓力下壓制成型，自然養(yǎng)護7-8天出料。
[0013]經(jīng)檢測該生物質(zhì)型煤的抗壓強度達到2.4MPa，落下強度高達99.25%，熱穩(wěn)定性達89.45%ο
【主權(quán)項】
1.一種防水耐磨的生物質(zhì)型煤，其特征在于，由下列重量份的原料制成:煤粉50-53、玉米秸桿23-25、松木鋸末16-18、煤矸石14-16、蛭石8-10、納米二氧化鈦2-3、乙烯基三乙氧基硅烷4-5、地溝油6-8、磷酸二銨0.2-0.4、硝酸鈉0.3-0.5、硫磺0.1-0.2、胡麻膠3_5、滌綸纖維10-11、1￥丨％的氫氧化鈉溶液適量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防水耐磨的生物質(zhì)型煤的制作方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將磷酸二銨、硝酸鈉研磨混勻加水?dāng)嚢柚镣耆芙?，加入蛭石浸漬10-12小時，取出于105 °C烘箱中烘干研磨成粉，加入納米二氧化鈦、乙烯基三乙氧基硅烷、滌綸纖維混勻，升溫至80-90°C，超聲研磨10-15分鐘，制得固硫助燃劑； (2)將煤矸石放入粉碎機中粉碎3-4h，過100目篩，加入硫磺高速攪拌混勻，于650-7500C下高溫煅燒2-3小時，得接枝改性的活化煤矸石粉； (3)將玉米秸桿用60-70°C的熱水浸泡10-12小時，過濾投入發(fā)酵池內(nèi)，厭氧發(fā)酵20-30小時，加入地溝油、松木鋸末混勾隔絕空氣繼續(xù)發(fā)酵7-10天，過濾，放入lwt%的氫氧化鈉溶液中浸泡1-2天，洗滌至中性烘干，粉碎至60-80目； (4)將煤粉研磨至粒度為3mm左右，加入步驟(3)反應(yīng)物料攪拌混勻，升溫至90-10(TC保溫30-40分鐘，自然冷卻加入固硫助燃劑、活化煤矸石粉、適量水及其他剩余成分?jǐn)嚢杌靹?，放入模具中?MPa壓力下壓制成型，自然養(yǎng)護7-8天出料。
【文檔編號】C10L5/08GK105969450SQ201610163182
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】李根固
【申請人】安徽徽明建設(shè)集團有限公司