一種利用生物質混合物料製造綠色固體燃料的方法
2023-05-21 09:44:06
專利名稱：一種利用生物質混合物料製造綠色固體燃料的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用生物質混合物料製造綠色固體燃料的方法，尤其涉及一種利用秸稈類生物質、農林木材廢棄物、廢舊塑料、城市有機固體廢棄物等混合物製造比重大、 密度大的高熱值綠色固體燃料的方法，屬於生物質製造固體燃料的技術領域。
背景技術：
近年來，全球對能源的需求日益增長，而作為能源的主要來源的化石燃料卻在迅速減少，因此尋求一種可再生的替代能源已成為社會普遍關注的焦點。我國生物質產生數量巨大，秸稈類生物質、農林木材廢棄物等每年浪費嚴重，塑料廢棄物每年產生量超過1200萬噸，城市中有機固體廢棄物的數量逐年劇增，但它們分布較為分散，能量密度小，運輸、處理都很困難，且成本高。有機固廢主要由碳、氫元素組成，具有較高的能源利用價值，但我國每年因為這些生物質沒有被充利用所帶來的能源浪費、環境汙染和社會問題日益突出。目前，由於生物質原料種類眾多，各類間物理化學特性差別很大，無論是利用燃燒產生的熱能，還是利用熱解、氣化產生的能源，都存在原料預處理難，設備對所有範圍生物質適應性低，利用效率低等問題。例如燃燒、氣化秸稈類生物質的鍋爐和裝置對一些林業餘物的燃燒、氣化效率不高，穩定性不好，同樣不能有效處置城市廢棄塑料等物質。因此，需要尋求一種高效的處理利用混合生物質原料的方法，以獲取更多的替代能源。
發明內容
針對上述現存的技術問題，本發明提供了一種利用生物質混合物料製造綠色固體燃料的方法，該方法可用秸稈類生物質、農林木材廢棄物、廢舊塑料、城市有機固體廢棄物等多種混合物為原料，製造的綠色固體燃料比重大、密度大、熱值高，製造方法便於加工轉換，綠色固體燃料便於儲存、運輸與連續使用。本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現一種利用生物質混合物料製造綠色固體燃料的方法，包括如下具體步驟粉碎一加料一加熱一冷卻一擠壓。A)所述的粉碎是指將生物質混合物料粉碎至平均直徑為10 30mm的顆粒。B)所述的加料是指向上述混合物中添加質量分數為5 20%的水、5 30%的煤粉、1 3%的生石灰、5 10%的羧甲基纖維素鈉。C)所述的加熱是指將上述混合物在150 250°C下攪拌加熱1 3小時。D)所述的冷卻是指將上述混合物然以每分鐘20 30°C的降溫速率冷卻。E)所述的擠壓是指將上述混合物擠壓成固體。本發明的有益效果是1、只需要對原料進行較小的降低粒度處理，粒度減少至平均粒度為10 30mm即可。2、在原料顆粒中添加生石灰，不僅防止汙染物，也起到了催化作用。3、以羧甲基纖維素鈉為有機粘結劑，起結構融合導向作用。
4、無需對生物質混合物進行分選，不涉及複雜的設備和工序，工藝方法簡單，便於加工轉換，成本低。5、充分利用了秸稈類生物質、農林木材廢棄物、塑料和煤粉的互補特性，通過 150 250°C的軟化、水解、裂解等複雜物理、化學過程，製造成的綠色固體燃料。6、製造的綠色固體燃料比重大、密度大、熱值高，便於儲存、運輸與連續使用。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明。實施例1
本發明的步驟包括粉碎一加料一加熱一冷卻一擠壓。A)將生物質混合物料粉碎至平均直徑為IOmm的顆粒。B)向上述混合物中添加質量分數為5%的水、20%的煤粉、3%的生石灰、10%的羧甲
基纖維素鈉。C)將上述混合物在250°C下攪拌加熱1小時。D )將上述混合物然以每分鐘20 V的降溫速率冷卻。E)將上述混合物擠壓成固體燃料。其中，生物質混合物料是秸稈類生物質、農林木材廢棄物、廢舊塑料或城市有機固體廢棄物。同時，本發明採用ASTM D514方法測定固體燃料的工業分析數值，元素分析採用 EA1110, CE儀器方法。通過下列Dulong公式計算其熱值
LHV=HHV-_ (W +W)(1)，
^7^=8100^+34000 (N-O/8) +2500S (2)。所得固體燃料的性能測試結果如下表，可見所得的固體燃料比重大、密度大、高熱值。
權利要求
1.一種利用生物質混合物料製造綠色固體燃料的方法，其特徵在於，包括如下具體步驟粉碎一加料一加熱一冷卻一擠壓，A)所述的粉碎是指將生物質混合物料粉碎至平均直徑為10 30mm的顆粒；B)所述的加料是指向上述混合物中添加質量分數為5 20%的水、5 30%的煤粉、 1 3%的生石灰、5 10%的羧甲基纖維素鈉；C)所述的加熱是指將上述混合物在150 250°C下攪拌加熱1 3小時；D)所述的冷卻是指將上述混合物然以每分鐘20 30°C的降溫速率冷卻；E)所述的擠壓是指將上述混合物擠壓成固體。
2.根據權利要求1所述的一種利用生物質混合物料製造綠色固體燃料的方法，其特徵在於，所述的生物質混合物料是秸稈類生物質、農林木材廢棄物、廢舊塑料或城市有機固體廢棄物。
全文摘要
本發明公開了一種利用生物質混合物料製造綠色固體燃料的方法，屬於生物質製造固體燃料的技術領域，包括如下具體步驟粉碎→加料→加熱→冷卻→擠壓，將生物質混合物料粉碎至平均直徑為10～30mm的顆粒，然後向其添加質量分數為5～20%的水、5～30%的煤粉、1～3%的生石灰和5～10%的羧甲基纖維素鈉，在150～250℃下攪拌加熱1～3小時，然後將上述混合物以每分鐘20～30℃的降溫速率冷卻，最後擠壓成固體燃料。有益效果是以秸稈類生物質、廢舊塑料、城市有機固體廢棄物等許多混合物為原料，進行低熱處置，通過物質之間的協同作用，最終製造成比重大、密度大的高熱值綠色固體燃料，便於儲存，運輸與連續使用。
文檔編號C10L5/40GK102517113SQ20111042334
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者常春梅, 李學林, 段緒強, 謝傳玉, 豆斌林, 閆海洲, 高猛 申請人:江蘇四方鍋爐有限公司