專利名稱：利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可再生能源的開發(fā)與利用技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法。
背景技術(shù)：
英國專利NO. 1286532利用泥煤和生物質(zhì)混合，在溫度小于225°C的情況下加熱成型，并且添加粘結(jié)劑。泥煤和生物質(zhì)混合成型是利用泥煤的粘結(jié)性能加以成型，但該成型燃料防水性能差，耐久性差。所需溫度高，成型所需的壓力較高，添加其他類的無機粘結(jié)劑，增加了燃料的灰分。英國專利NO. 143859利用粉煤灰進行冷態(tài)成型，但沒有提及是否粉煤灰起到粘結(jié)作用。粉煤灰冷態(tài)成型強度低，雖然起到一定的骨架作用但所需的粉煤灰的比例較大。同樣增加了燃料的灰分。國際專利WO NO. 83/04049指出利用富含殘?zhí)糠勖夯易鳛檎辰Y(jié)劑，原料在至少 75°C的條件下成型，最佳溫度為100 200°C。利用電站飛灰的含碳量和飛灰的活性進行生物質(zhì)燃料成型，既能利用飛灰的活性，也能利用飛灰中的可燃物，能實現(xiàn)廢物的回收與利用，但成型壓力依然較大。同時粉煤灰的活性較差。美國專利NO. 4589887指出利用經(jīng)過浮選的飛灰炭作為粘結(jié)劑，飛灰炭的比例約為30 50%，飛灰炭既可以充當(dāng)粘結(jié)劑，也可以作為燃料使用。由于是經(jīng)過浮選的飛灰，其浮選的成本較高，雖然作為粘結(jié)劑有良好的性能，同時又可以作為燃料回收熱量，但其經(jīng)濟性不高。國內(nèi)以粉煤灰作為粘結(jié)劑主要用于煤粉成型，作為生物質(zhì)粘結(jié)劑成型在國內(nèi)鮮有報道。人們迫切希望獲得一種技術(shù)效果良好的利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)效果更好的利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法。本發(fā)明所述利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法，其特征在于滿足下述要求
利用下述物質(zhì)作為原料粉碎后的生物質(zhì)、高鈣粉煤灰、鋸末；其中，高鈣粉煤灰、鋸末組成復(fù)合粘結(jié)劑；所有原料中，復(fù)合粘結(jié)劑的添加量占總重量的13 20% ；高鈣粉煤灰占粘結(jié)劑重量比8 20%，余量為鋸末；
所述生物質(zhì)成型燃料的制備方法是在80°C 95°C條件下，將粉碎后生物質(zhì)顆粒和復(fù)合粘結(jié)劑均勻混合，送入成型機制成生物質(zhì)成型燃料顆粒，然后冷卻。
本發(fā)明所述利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法，還包含有下述優(yōu)選內(nèi)容要求之一
1)所有原料中，復(fù)合粘結(jié)劑的添加量占總重量的13 20% ；高鈣粉煤灰占粘結(jié)劑重量比8 20%，余量為鋸末；所述生物質(zhì)成型燃料的制備方法是將粉碎后生物質(zhì)顆粒加熱到 80°C 95°C，然后將其和復(fù)合粘結(jié)劑均勻混合，送入成型機制成生物質(zhì)成型燃料顆粒，然后冷卻。2)利用下述物質(zhì)作為原料粉碎后的生物質(zhì)、含油污泥、高鈣粉煤灰、腐植酸鈉、鋸末；其中，高鈣粉煤灰、含油污泥、腐植酸鈉、鋸末組成復(fù)合粘結(jié)劑；所有原料中，復(fù)合粘結(jié)劑的添加量占總重量的13 20% ；在復(fù)合粘結(jié)劑中各種成分所占的質(zhì)量比例滿足下述要求含油污泥10 20%，腐植酸鈉2 5%，高鈣粉煤灰8 12%，余量為鋸末；所述生物質(zhì)成型燃料的制備方法是將粉碎后生物質(zhì)顆粒加熱到80°C 95°C，然后將其和復(fù)合粘結(jié)劑均勻混合，送入成型機制成生物質(zhì)成型燃料顆粒，然后冷卻。
進一步優(yōu)選要求保護的內(nèi)容是
所述生物質(zhì)成型燃料的制備方法滿足下述要求首先將粉碎后生物質(zhì)顆粒加熱到 80°C 95°C進行干燥預(yù)熱處理，將苛化高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑加熱至95 100°C ；然后將上述二者均勻混合，再然后送入成型機制成生物質(zhì)成型燃料顆粒；成型壓力為30 40MPa。所述生物質(zhì)成型燃料的制備方法滿足下述要求高鈣粉煤灰取自循環(huán)流化床燃煤電站，含油污泥取自煉油廠，鋸末要求預(yù)先進行苛化處理；
成型生物質(zhì)燃料要求成型密度在0. 6 1. 2g/cm3。
本發(fā)明利用高鈣粉煤灰在水熱條件下具有一定的活性和水硬性，和鋸末、含油污泥等經(jīng)苛化后作為生物質(zhì)的粘結(jié)劑。該粘結(jié)劑能在生物質(zhì)顆粒燃料中形成骨架，顯著提高生物質(zhì)成型燃料的強度和耐久性，同時具有一定的防水功能。高鈣粉煤灰常用于水泥和混凝土的制備。將高鈣粉煤灰用于生物質(zhì)燃料成型屬國內(nèi)首創(chuàng)。利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑生成的生物質(zhì)成型塊的骨架，其燃料的強度與耐久性與粘結(jié)劑的質(zhì)量比密切相關(guān)。在復(fù)合粘結(jié)劑比例在20%的情況下，基本能符合工業(yè)的需求。高鈣粉煤灰作為無機粘結(jié)劑，它的加入使生物質(zhì)成型燃料的外在灰分明顯增加， 為減少粉煤灰的使用比例，在高鈣粉煤灰中加入生物質(zhì)質(zhì)量1. 5% 21的腐植酸鈉，和10% 的含油污泥同樣使成型生物質(zhì)的強度與耐久性大幅提高。含油污泥作為煉油廠三廢之一， 含有一定的可燃成份，同時避免了由于飛灰比例過大而引起的燃料灰分的增加。高鈣粉煤灰取自電站循環(huán)流化床鍋爐飛灰，氧化鈣質(zhì)量百分比為10. 5%。高鈣粉煤灰的水熱條件為95 100°C。腐植酸鈉利用風(fēng)化煤或其他富含腐植酸的煤炭制取。其制取溫度為100°C左右。本發(fā)明中，優(yōu)選要求將電站的煙氣作為加熱熱源從而實現(xiàn)熱、電、成型燃料的聯(lián)合生產(chǎn)。電站煙氣能夠提供腐植酸鈉制取熱源，生物質(zhì)干燥熱源、高鈣粉煤灰水熱熱源和生物質(zhì)軟化所需熱源。電站鍋爐的效率遠高于普通工業(yè)鍋爐的效率，使生物質(zhì)成型預(yù)熱過程能耗下降。同時由于生物質(zhì)的軟化，使成形壓力下降，配套成型電機功率降低，使成型電耗下降。延長了成型設(shè)備的使用壽命。


下面結(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明
圖1為秸稈物質(zhì)添加高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑后的密度、壓力變化曲線； 圖2為秸稈物質(zhì)添加高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑后的壓力和強度變化曲線； 圖3為秸稈物質(zhì)添加高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑后的密度、壓力、溫度變化曲線； 圖4為秸稈物質(zhì)添加高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑后的壓力、溫度和強度變化曲線； 圖5為制備及成型裝置結(jié)構(gòu)示意簡圖；圖5中的各附圖標(biāo)記含義如下鍋爐熱空氣發(fā)電機1、斜螺旋送料器2、干燥塔3、渦輪磨4、旋風(fēng)分離器5、空氣閥6、錘磨機7、風(fēng)扇8、支撐箱9、壓磚機10、冷卻線11、二級旋風(fēng)分離器12。
具體實施例方式實施例1
利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法，利用下述物質(zhì)作為原料粉碎后的生物質(zhì)、含油污泥、高鈣粉煤灰、腐植酸鈉、鋸末；其中，高鈣粉煤灰、含油污泥、腐植酸鈉、鋸末組成復(fù)合粘結(jié)劑。復(fù)合粘結(jié)劑的添加量占總重量的20%左右，含油污泥占粘結(jié)劑重量比為10% 20%，腐植酸鈉占粘結(jié)劑重量比的2 5%，高鈣粉煤灰占粘結(jié)劑重量比10%， 余量為鋸末；將粉碎后的被加熱到80°C 95°C到生物質(zhì)顆粒和經(jīng)苛化的高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑均勻混合，送入成型機制成生物質(zhì)成型顆粒，然后冷卻。在正式制備之前，要做的準備工作是
將煙氣通入制備腐植酸鈉的水中，將水加熱至100°c，加入燒堿，燒堿的濃度不大于 4%，將風(fēng)化煤送入制備容器中，并維持加熱溫度，制備腐植酸鈉溶液。將腐植酸鈉溶液以霧狀噴入復(fù)合粘結(jié)劑原料中。原料用鍋爐煙氣加熱干燥。將高鈣粉煤灰、磨細后含油污泥、鋸末、腐植酸鈉混合?；旌衔镞M入倉儲之前，利用煙氣干燥。用煙氣加熱粉碎后的生物質(zhì)顆粒，使其水分保持在12%以內(nèi)。同時使其溫度不高于95°C，備用。利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法中，制備過程要求如下 將在100°C以內(nèi)，經(jīng)苛化處理的高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑和生物質(zhì)顆粒均勻混合，混合后物質(zhì)的溫度保持上述溫度。然后送入成型機成型；成型壓力為30 40MPa。高鈣粉煤灰取自循環(huán)流化床燃煤電站，含油污泥取自煉油廠；成型生物質(zhì)燃料要求具有較好的耐久性和防水性能，成型密度在0. 6 1. 2g/cm3。 實施例2
利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法，利用下述物質(zhì)作為原料粉碎后的生物質(zhì)、高鈣粉煤灰、鋸末；其中，高鈣粉煤灰、鋸末組成復(fù)合粘結(jié)劑。復(fù)合粘結(jié)劑的添加量占總重量的20%左右，高鈣粉煤灰占粘結(jié)劑重量比20%，余量為鋸末；將粉碎后的被加熱到80°C 95°C到生物質(zhì)顆粒和經(jīng)苛化的高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑均勻混合，送入成型機制成生物質(zhì)成型顆粒，然后冷卻。
在正式制備之前，要做的準備工作是將燒堿和鋸末混合，加入一定量的水，燒堿的用量不大于總混合物的4%。將高鈣粉煤灰和和鋸末混合物混合，利用煙氣將混合物加熱至100°C，并維持加熱溫度。加熱時間30分鐘。用煙氣加熱粉碎后的生物質(zhì)顆粒，使其水分保持在12%以內(nèi)。同時使其溫度不高于95°C，備用。將在100°C以內(nèi)，經(jīng)苛化處理的高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑和生物質(zhì)顆粒均勻混合，混合后物質(zhì)的溫度保持上述溫度。然后送入成型機成型；成型壓力為30 40MPa。利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法中，制備過程要求如下 高鈣粉煤灰取自循環(huán)流化床燃煤電站，鋸末來自木材加工廠；成型生物質(zhì)燃料要求具有較好的耐久性和一定的防水性能，成型密度在0. 6 1. 2g/cm3。
權(quán)利要求
1.利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法，其特征在于滿足下述要求利用下述物質(zhì)作為原料粉碎后的生物質(zhì)、高鈣粉煤灰、鋸末；其中，高鈣粉煤灰、鋸末組成復(fù)合粘結(jié)劑；所有原料中，復(fù)合粘結(jié)劑的添加量占總重量的13 28% ；高鈣粉煤灰占粘結(jié)劑重量比8 20%，余量為鋸末；所述生物質(zhì)成型燃料的制備方法是在80°C 95°C條件下，將粉碎后生物質(zhì)顆粒和復(fù)合粘結(jié)劑均勻混合，送入成型機制成生物質(zhì)成型燃料顆粒，然后冷卻。
2.按照權(quán)利要求1所述利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法，其特征在于所有原料中，復(fù)合粘結(jié)劑的添加量占總重量的13 20% ；高鈣粉煤灰占粘結(jié)劑重量比8 20%，余量為鋸末；所述生物質(zhì)成型燃料的制備方法是將粉碎后生物質(zhì)顆粒加熱到80°C 95°C，然后將其和復(fù)合粘結(jié)劑均勻混合，送入成型機制成生物質(zhì)成型燃料顆粒，然后冷卻。
3.按照權(quán)利要求1所述利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法，其特征在于利用下述物質(zhì)作為原料粉碎后的生物質(zhì)、含油污泥、高鈣粉煤灰、腐植酸鈉、鋸末；其中，高鈣粉煤灰、含油污泥、腐植酸鈉、鋸末組成復(fù)合粘結(jié)劑；所有原料中，復(fù)合粘結(jié)劑的添加量占總重量的13 20% ；在復(fù)合粘結(jié)劑中各種成分所占的質(zhì)量比例滿足下述要求含油污泥10 20%，腐植酸鈉2 5%，高鈣粉煤灰8 12%，余量為鋸末；所述生物質(zhì)成型燃料的制備方法是將粉碎后生物質(zhì)顆粒加熱到80°C 95°C，然后將其和復(fù)合粘結(jié)劑均勻混合，送入成型機制成生物質(zhì)成型燃料顆粒，然后冷卻。
4.按照權(quán)利要求2或3所述利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法， 其特征在于所述生物質(zhì)成型燃料的制備方法滿足下述要求首先將粉碎后生物質(zhì)顆粒加熱到80°C 95°C進行干燥預(yù)熱處理，將苛化高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑加熱至95 10(TC ；然后將上述二者均勻混合，再然后送入成型機制成生物質(zhì)成型燃料顆粒；成型壓力為30 40MPa。
5.按照權(quán)利要求2或3所述利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法， 其特征在于所述生物質(zhì)成型燃料的制備方法滿足下述要求高鈣粉煤灰取自循環(huán)流化床燃煤電站，含油污泥取自煉油廠，鋸末要求預(yù)先進行苛化處理；成型生物質(zhì)燃料要求成型密度在0. 6 1. 2g/cm3。
6.按照權(quán)利要求4所述利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法，其特征在于所述生物質(zhì)成型燃料的制備方法滿足下述要求高鈣粉煤灰取自循環(huán)流化床燃煤電站，含油污泥取自煉油廠，鋸末要求預(yù)先進行苛化處理；成型生物質(zhì)燃料要求成型密度在0. 6 1. 2g/cm3。
全文摘要
利用高鈣粉煤灰復(fù)合粘結(jié)劑制備生物質(zhì)成型燃料的方法利用粉碎后的生物質(zhì)、高鈣粉煤灰和鋸末作為原料其中，高鈣粉煤灰、鋸末組成復(fù)合粘結(jié)劑；所有原料中，復(fù)合粘結(jié)劑的添加量占總重量的13～20%；高鈣粉煤灰占粘結(jié)劑重量比8～20%，余量為鋸末；所述生物質(zhì)成型燃料的制備方法是在85℃～95℃條件下，將粉碎后生物質(zhì)顆粒和復(fù)合粘結(jié)劑均勻混合，送入成型機制成生物質(zhì)成型燃料顆粒，然后冷卻。本發(fā)明環(huán)保性能好，經(jīng)濟價值高，設(shè)備和人員成本低，技術(shù)效果優(yōu)良。
文檔編號C10L5/44GK102559322SQ201110374010
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者張凱, 文博, 范高潮, 郭維城, 黃新章 申請人:沈陽工程學(xué)院