一種添加電石為助燃劑的生物質(zhì)成型燃料及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種添加電石為助燃劑的生物質(zhì)成型燃料，以預(yù)處理后的玉米秸稈為原料進(jìn)行為期10?20d的厭氧發(fā)酵可提高成型燃料的機(jī)械耐久性，以碳酸鎂作為抗結(jié)渣劑，在燃燒過程中Mg元素與玉米秸稈中固有的、能引起結(jié)渣的Si、K、Na 等元素發(fā)生了反應(yīng)，生成了新的化合物K2Mg(SO4)2而使其具有抗結(jié)渣性能，以電石等作為引火助燃劑提高了燃料的燃燒效率和熱能，制備的成型燃料燃燒充分，添加的電石遇水蒸汽即可迅速釋放出氧氣，加速燃料燃燒，提高了熱能，同時(shí)利用農(nóng)作物秸稈降低了成本保護(hù)了環(huán)境。
【專利說明】
一種添加電石為助燃劑的生物質(zhì)成型燃料及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及生物質(zhì)燃料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種添加電石為助燃劑的生物質(zhì)成型燃料及其制作方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]生物質(zhì)能因其可再生、資源豐富、環(huán)境友好而成為世界第四大能源，也是唯一可以運(yùn)輸與儲存的清潔可再生能源，主要是利用現(xiàn)代化的生物質(zhì)能源技術(shù)將農(nóng)業(yè)廢棄物、采伐剩余物、畜禽糞便、城市固體廢物、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水等原料加工成生物質(zhì)顆粒燃料、生物柴油、生物燃料乙醇等終端產(chǎn)品。生物質(zhì)燃料在后期利用過程中幾乎沒有S02排出， 減少了其利用過程中產(chǎn)生的煙氣所引起的酸雨及溫室效應(yīng)的危害，使得生物質(zhì)能源擁有了更為廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間，因而發(fā)展生物質(zhì)燃料已成為人類解決能源問題和改善環(huán)境的一個(gè)重要手段和發(fā)展方向。中國是農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)資源豐富，每年農(nóng)作物秸桿的產(chǎn)量超過7億t，其中可利用量約為5.055億t，占中國生物質(zhì)資源總量的50%-60%，因此，對其轉(zhuǎn)化利用具有重要意義。農(nóng)作物秸桿等原料存在結(jié)構(gòu)松散、密度小、分布不集中、熱效率低、不便運(yùn)輸和存儲等諸多缺陷，不利于大規(guī)模利用，利用機(jī)械力將生物質(zhì)壓縮或擠壓成為密度較大、熱效率高，便于運(yùn)輸存儲的固體燃料是目前較為先進(jìn)的一種生物質(zhì)利用方式。
[0003]《秸桿厭氧發(fā)酵改性制備成型燃料試驗(yàn)》一文針對秸桿壓縮成型存在設(shè)備磨損嚴(yán)重和厭氧發(fā)酵面臨的抗生物降解屏障，提出了一種秸桿厭氧發(fā)酵改性制備成型燃料的思路并進(jìn)行了試驗(yàn)研究。文中以玉米秸桿為原料，對原料分別進(jìn)行為期l〇d和20 d的厭氧發(fā)酵，發(fā)酵后的沼渣經(jīng)粉碎和干燥后于100°C、6 MPa條件下壓縮成直徑10 mm的顆粒燃料。 試驗(yàn)結(jié)果表明:秸桿厭氧發(fā)酵后，保留在沼渣中的能量大于轉(zhuǎn)移到沼氣中的能量，秸桿沼渣的能源價(jià)值高，然而發(fā)酵20 d后秸桿灰分含量是未發(fā)酵秸桿的3倍，可能會使其結(jié)渣性增強(qiáng)，且文中制得的成型燃料熱值僅比原料提高了 5.82%左右，無法滿足高爐或有高熱值需求的場所，且用于小型炊事爐時(shí)存在點(diǎn)不著火、點(diǎn)火時(shí)間長和煙氣污染等問題，燃燒效率低， 需要加以改性以獲得高熱值、抗結(jié)渣的新型生物質(zhì)成型燃料。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種添加電石為助燃劑的生物質(zhì)成型燃料及其制作方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種添加電石為助燃劑的生物質(zhì)成型燃料，由下列重量份的原料制成:玉米秸桿100、 稻梗20-22、碳酸鎂4.5-5.4、芳綸纖維12-14、硅藻土 18-20、糖蜜10-12、電石6-8、腐植酸鈉 1.3-1.5、柏油7-9、碳化硅8-10、硝酸鉀1 -2、氯酸鈉3-5、適量水。
[0006]所述的一種添加電石為助燃劑的生物質(zhì)成型燃料的制作方法，包括以下步驟:(1)將電石破碎加入柏油攪拌混勻，加熱煮沸保持溫度攪拌20-30分鐘，冷卻至室溫研磨成粉，加入硝酸鉀、氯酸鈉混勻研磨1-3小時(shí)制得助燃劑(2)將硅藻土用5-10wt%鹽酸溶液浸泡1-2小時(shí)，用熱水洗滌至無氯離子，加水于80-100 °C下超聲波處理8-10分鐘，烘干，加入碳化硅于690-740 °C下焙燒2-4小時(shí)，冷卻至室溫研磨制得改性娃藻土；(3)將玉米秸桿、稻梗用60-70°C的熱水浸泡10-12小時(shí)，過濾投入發(fā)酵池內(nèi)，控制發(fā)酵池溫度在30-50°C，濕度為50-60%，厭氧發(fā)酵處理20-30小時(shí)，加入改性硅藻土、糖蜜攪拌均勻隔絕空氣繼續(xù)發(fā)酵10-20天，過濾烘干，放入粉碎機(jī)中粉碎至60-80目；(4)將步驟(3)物料、芳綸纖維攪拌混勻，加入助燃劑、水及其它剩余成分混勻，送入擠壓成型機(jī)，以6MPa的成型壓力擠壓成直徑為5-8_，長度為3-8cm的圓柱形顆粒，干燥，出料。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明以預(yù)處理后的玉米秸桿為原料進(jìn)行為期10-20d的厭氧發(fā)酵后秸桿半纖維素和纖維素的相對含量降低，木質(zhì)素相對含量增加，揮發(fā)分含量減少，苯醇抽提物下降可提高成型燃料的機(jī)械耐久性，最后將沼渣經(jīng)干燥粉碎后復(fù)合抗結(jié)渣劑和助燃劑及其他有效成分于6MPa條件下壓縮成型，該制備過程成型快所需壓力小有助于降低設(shè)備磨損;本發(fā)明以碳酸鎂作為抗結(jié)渣劑，在燃燒過程中Mg元素與玉米秸桿中固有的、能引起結(jié)渣的S1、K、Na等元素發(fā)生了反應(yīng)，生成了新的化合物K2Mg(S04)2而使其具有抗結(jié)渣性能，以電石等作為引火助燃劑提高了燃料的燃燒效率和熱能，制備的成型燃料燃燒充分，添加的電石遇水蒸汽即可迅速釋放出氧氣，加速燃料燃燒，提高了熱能，同時(shí)利用農(nóng)作物秸桿降低了成本保護(hù)了環(huán)境?！揪唧w實(shí)施方式】
[0008]一種添加電石為助燃劑的生物質(zhì)成型燃料，由下列重量份的原料制成:玉米秸桿 100、稻梗20、碳酸鎂4.5、芳綸纖維12、硅藻土 18、糖蜜10、電石6、腐植酸鈉1.3、柏油7、碳化硅8、硝酸鉀1、氯酸鈉3、適量水。
[0009]所述的一種添加電石為助燃劑的生物質(zhì)成型燃料的制作方法，包括以下步驟:(1)將電石破碎加入柏油攪拌混勻，加熱煮沸保持溫度攪拌20-30分鐘，冷卻至室溫研磨成粉，加入硝酸鉀、氯酸鈉混勻研磨1-3小時(shí)制得助燃劑(2)將硅藻土用5-10wt%鹽酸溶液浸泡1-2小時(shí)，用熱水洗滌至無氯離子，加水于80-100 °C下超聲波處理8-10分鐘，烘干，加入碳化硅于690-740 °C下焙燒2-4小時(shí)，冷卻至室溫研磨制得改性娃藻土；(3)將玉米秸桿、稻梗用60-70°C的熱水浸泡10-12小時(shí)，過濾投入發(fā)酵池內(nèi)，控制發(fā)酵池溫度在30-50°C，濕度為50-60%，厭氧發(fā)酵處理20-30小時(shí)，加入改性硅藻土、糖蜜攪拌均勻隔絕空氣繼續(xù)發(fā)酵10-20天，過濾烘干，放入粉碎機(jī)中粉碎至60-80目；(4)將步驟(3)物料、芳綸纖維攪拌混勻，加入助燃劑、水及其它剩余成分混勻，送入擠壓成型機(jī)，以6MPa的成型壓力擠壓成直徑為5-8_，長度為3-8cm的圓柱形顆粒，干燥，出料。
[0010]使用本發(fā)明生產(chǎn)的生物質(zhì)成型燃料的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)如下:(1)松弛密度為1.1898/〇113;(2)沼渣苯醇抽提物質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了 38.8%;(3)灰分:5.82%;(4)熱值:26.06MJ/kg。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種添加電石為助燃劑的生物質(zhì)成型燃料，其特征在于，由下列重量份的原料制成: 玉米秸桿100、稻梗20-22、碳酸鎂4.5-5.4、芳綸纖維12-14、硅藻土 18-20、糖蜜10-12、電石 6-8、腐植酸鈉1.3-1.5、柏油7-9、碳化硅8-10、硝酸鉀1-2、氯酸鈉3-5、適量水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種添加電石為助燃劑的生物質(zhì)成型燃料的制作方法，其特 征在于包括以下步驟:(1)將電石破碎加入柏油攪拌混勻，加熱煮沸保持溫度攪拌20-30分鐘，冷卻至室溫研 磨成粉，加入硝酸鉀、氯酸鈉混勻研磨1-3小時(shí)制得助燃劑(2)將硅藻土用5-10wt%鹽酸溶液浸泡1-2小時(shí)，用熱水洗滌至無氯離子，加水于80-100 °C下超聲波處理8-10分鐘，烘干，加入碳化硅于690-740 °C下焙燒2-4小時(shí)，冷卻至室溫研磨 制得改性娃藻土；(3)將玉米秸桿、稻梗用60-70°C的熱水浸泡10-12小時(shí)，過濾投入發(fā)酵池內(nèi)，控制發(fā)酵 池溫度在30-50°C，濕度為50-60%，厭氧發(fā)酵處理20-30小時(shí)，加入改性硅藻土、糖蜜攪拌均 勻隔絕空氣繼續(xù)發(fā)酵10-20天，過濾烘干，放入粉碎機(jī)中粉碎至60-80目；(4)將步驟(3)物料、芳綸纖維攪拌混勻，加入助燃劑、水及其它剩余成分混勻，送入擠 壓成型機(jī)，以6MPa的成型壓力擠壓成直徑為5-8_，長度為3-8cm的圓柱形顆粒，干燥，出料。
【文檔編號】C10L9/12GK105969468SQ201610090421
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年2月18日
【發(fā)明人】鄭躍輝
【申請人】安徽東方金河精密機(jī)械制造有限公司