一种环保节能高热值生物质燃料制造技术

本发明专利技术公开了一种环保节能高热值生物质燃料，通过对生物质进行发酵和后续反应处理来提高其热值，通过对粘结剂脲醛树脂进行改性处理，增强了脲醛树脂的粘结性能和生物质燃料的耐水性，同时也减小了脲醛树脂的收缩率，最后通过对活性白土进行改性和包覆过氧碳酸钙进一步减小了生物质燃料的结渣率。一步减小了生物质燃料的结渣率。

【技术实现步骤摘要】
一种环保节能高热值生物质燃料


[0001]本专利技术属于生物质燃料
，具体涉及一种环保节能高热值生物质燃料。

技术介绍

[0002]生物质燃料，是指将生物质材料燃烧作为燃料，一般主要是秸秆、锯末、甘蔗渣和稻糠等农林废弃物，生物质燃料的应用，实际主要是生物质成型燃料，是将农林废弃物作为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制备成块状或颗粒状的可直接燃烧的一种新型清洁燃料。
[0003]生物质燃料虽然是一种新型清洁燃料，但其热值与传统化石能源煤和石油等相比还有较大差距，同时由于生物质燃料中含有一定水分，不容易充分燃烧，也一定程度上影响了其热值大小。
[0004]生物质燃料成型主要有热压成型和常温成型，热压成型的生物质燃料需要高温高压，耗能较大，常温成型的生物质燃料成型压力相较热压成型更大，但其成型后粘结强度和密度均不如热压成型的生物质燃料，因此常温成型生物质燃料热值不及热压成型生物质燃料，同时也没有热压成型生物质燃料更易储存。
[0005]因此需要一种环保节能高热值生物质燃料的制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于：提供一种环保节能高热值生物质燃料的制备方法。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案包括以下步骤：一种环保节能高热值生物质燃料，具体制备步骤为：（1）将秸秆使用粉碎机粉碎，过筛后保留粒径小于3mm的颗粒，然后将颗粒放入除杂装置中去除杂质得到颗粒a，然后将20份颗粒a和水按照1:5~7（g/mL）的料液比混合，同时加入颗粒a质量0.3~0.5%的水解酶，反应2~4h，得反应物a；（2）将反应物a加入发酵罐内，同时加入颗粒a质量0.2~0.4%的酵母菌和1~2份发酵促进剂，在30~32℃温度下进行厌氧发酵2~3天，发酵完成后过滤得到固体a和滤液a，对固体a进行烘干，对滤液a加入二环己基碳二亚胺过滤后得到液体a；（3）将烘干后的固体a、液体a和1~2份三氟甲磺酸锌一起加入反应器内，然后在80~90℃、0.2~0.3MPa压力下反应2.5~3.5h，反应完成后得到产物a；（4）先将0.6~1份脲醛树脂和其质量0.6%的氯化铵混合均匀，然后加入产物a和1~1.2份抗结渣剂一起均匀混合后在50~55℃和16~20MPa压力下挤压成型即得生物质成型燃料。
[0008]进一步地，步骤（2）中所述发酵促进剂制备方法为：将3份N,N
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双(2
‑
羟乙基)
‑2‑
氨基乙磺酸溶于10份水中，然后加入氢氧化钠溶液调节pH值为6.5~6.7即得。
[0009]进一步地，步骤（4）中所述脲醛树脂还包括如下处理方法：
（1）往KH
‑
560中加入其质量0.3~0.5%的全氟聚醚基表面活性剂，然后加水调制为0.9~1.1%浓度的稀溶液，即得改性液；（2）将聚氧乙烯氢化蓖麻油和无水乙醇按1:2.5~3.5的体积比混合得包覆液，然后将6~10μm硅灰石浸没于包覆液中3~5min，随后干燥除去无水乙醇，以此循环3次即得改性剂；（3）将脲醛树脂、改性液和改性剂按1:0.2~0.3:0.1~0.2的质量比均匀混合后即得改性脲醛树脂。
[0010]进一步地，步骤（4）中所述抗结渣剂制备方法为：将活性白土和过氧碳酸钙按5:3的质量比混合后即得。
[0011]进一步地，所述活性白土还包括如下处理方法：将活性白土与去离子水按照1:8的质量比混合后搅拌均匀得悬浊液，然后加入活性白土质量0.7%~0.8%的四丁基六氟磷酸铵，搅拌均匀后再调节pH值为10.4~10.8，然后升温至80~90℃反应3~4h，反应完成后进行抽滤，使用无水乙醇洗涤滤饼三次，随后烘干并粉碎，即得改性活性白土。
[0012]进一步地，所述过氧碳酸钙还包括如下处理方法：将氢化松香甘油酯和丙酮按1:1~2的质量比混合均匀后得包覆液a，然后将过氧碳酸钙浸没于包覆液a中2~4min，随后在24~26℃下烘干，以此循环3次即得包覆过氧碳酸钙。
[0013]本专利技术的有益效果在于：（1）N,N
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双(2
‑
羟乙基)
‑2‑
氨基乙磺酸配置成缓冲溶液后可以稳定发酵体系的pH值，从而保证微生物的稳定性和活性，相较常规的缓冲溶液如乙酸缓冲溶液，N,N
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双(2
‑
羟乙基)
‑2‑
氨基乙磺酸具有更强的极性来促进发酵反应的进行，N,N
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双(2
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羟乙基)
‑2‑
氨基乙磺酸具有一定的络合性，可以除去生物质中的部分重金属，同时N,N
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双(2
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羟乙基)
‑2‑
氨基乙磺酸对微生物没有毒性，不会影响发酵进程；（2）相较常规的酸催化剂如硫酸，三氟甲磺酸锌的催化性能更强，可以使反应条件更加温和同时反应时间更短，同时三氟甲磺酸锌溶于水后酸性不强，对反应设备的腐蚀作用更弱，同时三氟甲磺酸锌也不会发生氧化还原反应，不会与反应物发生副反应，从而影响产物的性能；（3）将KH
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560和硅灰石直接加入脲醛树脂中的效果不明显，脲醛树脂的耐水性和收缩率未有显著改善，将全氟聚醚基表面活性剂和KH
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560混合后一方面可以增强KH
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560在脲醛树脂中的分散性从而让KH
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560可以充分与脲醛树脂反应来增强脲醛树脂的耐水性，另一方面也可以调节脲醛树脂的黏度来使其能更好地与生物质燃料粘结，同时全氟聚醚基表面活性剂在生物质燃料成型后在燃料表面可以形成一层致密的氟化表面层，进一步增强生物质燃料的耐水性；（4）使用聚氧乙烯氢化蓖麻油包覆硅灰石后一方面可以增强硅灰石在脲醛树脂中的相容性，在搅拌过程中可以让硅灰石均匀分散在脲醛树脂中，另一方面包覆还有一个缓释的作用，在硅灰石均匀分散在脲醛树脂后，聚氧乙烯氢化蓖麻油会在搅拌过程中缓慢溶于脲醛树脂含有的水中，在聚氧乙烯氢化蓖麻油完全溶解后，硅灰石可以继续与KH
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560发生交联反应，进一步增强脲醛树脂的粘结强度以及其它各项性能，同时溶解于水后的聚氧乙烯氢化蓖麻油在脲醛树脂固化前还可以起到稳定树脂的作用；
（5）四丁基六氟磷酸铵可以通过插层反应稳定夹层结构来提高其吸附性能，同时四丁基六氟磷酸铵还可以通过物理吸附敷于活性白土表面，四丁基六氟磷酸铵具有离子对试剂的作用，也可以结合部分碱金属，同时因六氟磷酸根具有较强的电负性，也可以增强活性白土的吸附性能；（6）过氧碳酸钙在含有水和温度较高的情况下易分解，通过氢化松香甘油酯将其包覆后一方面可以隔绝水分，另一方面也可以有隔热的效果，即使过氧碳酸钙在生物质成型过程中因温度产生分解，分解产生的氧气也可以保留在内部，同时在成型过程中氢化松香甘油酯也会略微软化，在这个过程中还具有增强生物质成型燃料粘结强度的作用，在生物质燃烧过程中氢化松香甘油酯也可以作为可燃物来促进燃烧。
实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保节能高热值生物质燃料，其特征在于：具体制备方法为：（1）将秸秆使用粉碎机粉碎，过筛后保留粒径小于3mm的颗粒，然后将颗粒放入除杂装置中去除杂质得到颗粒a，然后将20份颗粒a和水按照1:5~7（g/mL）的料液比混合，同时加入颗粒a质量0.3%~0.5%的水解酶，反应2~4h，得反应物a；（2）将反应物a加入发酵罐内，同时加入颗粒a质量0.2~0.4%的酵母菌和1~2份发酵促进剂，在30~32℃温度下进行厌氧发酵2~3天，发酵完成后过滤得到固体a和滤液a，对固体a进行烘干，对滤液a加入二环己基碳二亚胺过滤后得到液体a；（3）将烘干后的固体a、液体a和1~2份三氟甲磺酸锌一起加入反应器内，然后在80~90℃、0.2~0.3MPa压力下反应2.5~3.5h，反应完成后得到产物a；（4）先将0.6~1份脲醛树脂和其质量0.6%的氯化铵混合均匀，然后加入产物a和1~1.2份抗结渣剂一起均匀混合后在50~55℃和16~20MPa压力下挤压成型即得生物质成型燃料。2.如权利要求1所述的一种环保节能高热值生物质燃料，其特征在于：所述发酵促进剂制备方法为：将3份N,N
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双(2
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羟乙基)
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氨基乙磺酸溶于10份水中，然后加入氢氧化钠溶液调节pH值为6.5~6.7即得。3.如权利要求1所述的一种环保节能高热值生物质燃料，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫锋，董小军，杨召成，唐友一，李永富，
申请(专利权)人：万年县恩得实业有限公司，
类型：发明
国别省市：