专利名称：利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法
技术领域：
本发明涉及可再生能源的开发与利用技术领域，特别提供了一种利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法。
背景技术：
英国专利NO. 1286532利用泥煤和生物质混合，在温度小于225°C的情况下加热成型，并且添加粘结剂。泥煤和生物质混合成型是利用泥煤的粘结性能加以成型，但该成型燃料防水性能差，耐久性差。所需温度高，成型所需的压力较高，添加其他类的无机粘结剂，增加了燃料的灰分。英国专利NO. 143859利用粉煤灰进行冷态成型，但没有提及是否粉煤灰起到粘结作用。粉煤灰冷态成型强度低，虽然起到一定的骨架作用但所需的粉煤灰的比例较大。同样增加了燃料的灰分。国际专利WO NO. 83/04049指出利用富含残炭粉煤灰作为粘结剂，原料在至少 75°C的条件下成型，最佳温度为100 200°C。利用电站飞灰的含碳量和飞灰的活性进行生物质燃料成型，既能利用飞灰的活性，也能利用飞灰中的可燃物，能实现废物的回收与利用，但成型压力依然较大。同时粉煤灰的活性较差。美国专利NO. 4589887指出利用经过浮选的飞灰炭作为粘结剂，飞灰炭的比例约为30 50%，飞灰炭既可以充当粘结剂，也可以作为燃料使用。由于是经过浮选的飞灰，其浮选的成本较高，虽然作为粘结剂有良好的性能，同时又可以作为燃料回收热量，但其经济性不高。国内以粉煤灰作为粘结剂主要用于煤粉成型，作为生物质粘结剂成型在国内鲜有报道。人们迫切希望获得一种技术效果良好的利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种技术效果更好的利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法。本发明所述利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法，其特征在于满足下述要求
利用下述物质作为原料粉碎后的生物质、高钙粉煤灰、锯末；其中，高钙粉煤灰、锯末组成复合粘结剂；所有原料中，复合粘结剂的添加量占总重量的13 20% ；高钙粉煤灰占粘结剂重量比8 20%，余量为锯末；
所述生物质成型燃料的制备方法是在80°C 95°C条件下，将粉碎后生物质颗粒和复合粘结剂均勻混合，送入成型机制成生物质成型燃料颗粒，然后冷却。
本发明所述利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法，还包含有下述优选内容要求之一
1)所有原料中，复合粘结剂的添加量占总重量的13 20% ；高钙粉煤灰占粘结剂重量比8 20%，余量为锯末；所述生物质成型燃料的制备方法是将粉碎后生物质颗粒加热到 80°C 95°C，然后将其和复合粘结剂均勻混合，送入成型机制成生物质成型燃料颗粒，然后冷却。2)利用下述物质作为原料粉碎后的生物质、含油污泥、高钙粉煤灰、腐植酸钠、锯末；其中，高钙粉煤灰、含油污泥、腐植酸钠、锯末组成复合粘结剂；所有原料中，复合粘结剂的添加量占总重量的13 20% ；在复合粘结剂中各种成分所占的质量比例满足下述要求含油污泥10 20%，腐植酸钠2 5%，高钙粉煤灰8 12%，余量为锯末；所述生物质成型燃料的制备方法是将粉碎后生物质颗粒加热到80°C 95°C，然后将其和复合粘结剂均勻混合，送入成型机制成生物质成型燃料颗粒，然后冷却。
进一步优选要求保护的内容是
所述生物质成型燃料的制备方法满足下述要求首先将粉碎后生物质颗粒加热到 80°C 95°C进行干燥预热处理，将苛化高钙粉煤灰复合粘结剂加热至95 100°C ；然后将上述二者均勻混合，再然后送入成型机制成生物质成型燃料颗粒；成型压力为30 40MPa。所述生物质成型燃料的制备方法满足下述要求高钙粉煤灰取自循环流化床燃煤电站，含油污泥取自炼油厂，锯末要求预先进行苛化处理；
成型生物质燃料要求成型密度在0. 6 1. 2g/cm3。
本发明利用高钙粉煤灰在水热条件下具有一定的活性和水硬性，和锯末、含油污泥等经苛化后作为生物质的粘结剂。该粘结剂能在生物质颗粒燃料中形成骨架，显著提高生物质成型燃料的强度和耐久性，同时具有一定的防水功能。高钙粉煤灰常用于水泥和混凝土的制备。将高钙粉煤灰用于生物质燃料成型属国内首创。利用高钙粉煤灰复合粘结剂生成的生物质成型块的骨架，其燃料的强度与耐久性与粘结剂的质量比密切相关。在复合粘结剂比例在20%的情况下，基本能符合工业的需求。高钙粉煤灰作为无机粘结剂，它的加入使生物质成型燃料的外在灰分明显增加， 为减少粉煤灰的使用比例，在高钙粉煤灰中加入生物质质量1. 5% 21的腐植酸钠，和10% 的含油污泥同样使成型生物质的强度与耐久性大幅提高。含油污泥作为炼油厂三废之一， 含有一定的可燃成份，同时避免了由于飞灰比例过大而引起的燃料灰分的增加。高钙粉煤灰取自电站循环流化床锅炉飞灰，氧化钙质量百分比为10. 5%。高钙粉煤灰的水热条件为95 100°C。腐植酸钠利用风化煤或其他富含腐植酸的煤炭制取。其制取温度为100°C左右。本发明中，优选要求将电站的烟气作为加热热源从而实现热、电、成型燃料的联合生产。电站烟气能够提供腐植酸钠制取热源，生物质干燥热源、高钙粉煤灰水热热源和生物质软化所需热源。电站锅炉的效率远高于普通工业锅炉的效率，使生物质成型预热过程能耗下降。同时由于生物质的软化，使成形压力下降，配套成型电机功率降低，使成型电耗下降。延长了成型设备的使用寿命。
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明
图1为秸秆物质添加高钙粉煤灰复合粘结剂后的密度、压力变化曲线； 图2为秸秆物质添加高钙粉煤灰复合粘结剂后的压力和强度变化曲线； 图3为秸秆物质添加高钙粉煤灰复合粘结剂后的密度、压力、温度变化曲线； 图4为秸秆物质添加高钙粉煤灰复合粘结剂后的压力、温度和强度变化曲线； 图5为制备及成型装置结构示意简图；图5中的各附图标记含义如下锅炉热空气发电机1、斜螺旋送料器2、干燥塔3、涡轮磨4、旋风分离器5、空气阀6、锤磨机7、风扇8、支撑箱9、压砖机10、冷却线11、二级旋风分离器12。
具体实施例方式实施例1
利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法，利用下述物质作为原料粉碎后的生物质、含油污泥、高钙粉煤灰、腐植酸钠、锯末；其中，高钙粉煤灰、含油污泥、腐植酸钠、锯末组成复合粘结剂。复合粘结剂的添加量占总重量的20%左右，含油污泥占粘结剂重量比为10% 20%，腐植酸钠占粘结剂重量比的2 5%，高钙粉煤灰占粘结剂重量比10%， 余量为锯末；将粉碎后的被加热到80°C 95°C到生物质颗粒和经苛化的高钙粉煤灰复合粘结剂均勻混合，送入成型机制成生物质成型颗粒，然后冷却。在正式制备之前，要做的准备工作是
将烟气通入制备腐植酸钠的水中，将水加热至100°c，加入烧碱，烧碱的浓度不大于 4%，将风化煤送入制备容器中，并维持加热温度，制备腐植酸钠溶液。将腐植酸钠溶液以雾状喷入复合粘结剂原料中。原料用锅炉烟气加热干燥。将高钙粉煤灰、磨细后含油污泥、锯末、腐植酸钠混合。混合物进入仓储之前，利用烟气干燥。用烟气加热粉碎后的生物质颗粒，使其水分保持在12%以内。同时使其温度不高于95°C，备用。利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法中，制备过程要求如下 将在100°C以内，经苛化处理的高钙粉煤灰复合粘结剂和生物质颗粒均勻混合，混合后物质的温度保持上述温度。然后送入成型机成型；成型压力为30 40MPa。高钙粉煤灰取自循环流化床燃煤电站，含油污泥取自炼油厂；成型生物质燃料要求具有较好的耐久性和防水性能，成型密度在0. 6 1. 2g/cm3。 实施例2
利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法，利用下述物质作为原料粉碎后的生物质、高钙粉煤灰、锯末；其中，高钙粉煤灰、锯末组成复合粘结剂。复合粘结剂的添加量占总重量的20%左右，高钙粉煤灰占粘结剂重量比20%，余量为锯末；将粉碎后的被加热到80°C 95°C到生物质颗粒和经苛化的高钙粉煤灰复合粘结剂均勻混合，送入成型机制成生物质成型颗粒，然后冷却。
在正式制备之前，要做的准备工作是将烧碱和锯末混合，加入一定量的水，烧碱的用量不大于总混合物的4%。将高钙粉煤灰和和锯末混合物混合，利用烟气将混合物加热至100°C，并维持加热温度。加热时间30分钟。用烟气加热粉碎后的生物质颗粒，使其水分保持在12%以内。同时使其温度不高于95°C，备用。将在100°C以内，经苛化处理的高钙粉煤灰复合粘结剂和生物质颗粒均勻混合，混合后物质的温度保持上述温度。然后送入成型机成型；成型压力为30 40MPa。利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法中，制备过程要求如下 高钙粉煤灰取自循环流化床燃煤电站，锯末来自木材加工厂；成型生物质燃料要求具有较好的耐久性和一定的防水性能，成型密度在0. 6 1. 2g/cm3。
权利要求
1.利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法，其特征在于满足下述要求利用下述物质作为原料粉碎后的生物质、高钙粉煤灰、锯末；其中，高钙粉煤灰、锯末组成复合粘结剂；所有原料中，复合粘结剂的添加量占总重量的13 28% ；高钙粉煤灰占粘结剂重量比8 20%，余量为锯末；所述生物质成型燃料的制备方法是在80°C 95°C条件下，将粉碎后生物质颗粒和复合粘结剂均勻混合，送入成型机制成生物质成型燃料颗粒，然后冷却。
2.按照权利要求1所述利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法，其特征在于所有原料中，复合粘结剂的添加量占总重量的13 20% ；高钙粉煤灰占粘结剂重量比8 20%，余量为锯末；所述生物质成型燃料的制备方法是将粉碎后生物质颗粒加热到80°C 95°C，然后将其和复合粘结剂均勻混合，送入成型机制成生物质成型燃料颗粒，然后冷却。
3.按照权利要求1所述利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法，其特征在于利用下述物质作为原料粉碎后的生物质、含油污泥、高钙粉煤灰、腐植酸钠、锯末；其中，高钙粉煤灰、含油污泥、腐植酸钠、锯末组成复合粘结剂；所有原料中，复合粘结剂的添加量占总重量的13 20% ；在复合粘结剂中各种成分所占的质量比例满足下述要求含油污泥10 20%，腐植酸钠2 5%，高钙粉煤灰8 12%，余量为锯末；所述生物质成型燃料的制备方法是将粉碎后生物质颗粒加热到80°C 95°C，然后将其和复合粘结剂均勻混合，送入成型机制成生物质成型燃料颗粒，然后冷却。
4.按照权利要求2或3所述利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法， 其特征在于所述生物质成型燃料的制备方法满足下述要求首先将粉碎后生物质颗粒加热到80°C 95°C进行干燥预热处理，将苛化高钙粉煤灰复合粘结剂加热至95 10(TC ；然后将上述二者均勻混合，再然后送入成型机制成生物质成型燃料颗粒；成型压力为30 40MPa。
5.按照权利要求2或3所述利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法， 其特征在于所述生物质成型燃料的制备方法满足下述要求高钙粉煤灰取自循环流化床燃煤电站，含油污泥取自炼油厂，锯末要求预先进行苛化处理；成型生物质燃料要求成型密度在0. 6 1. 2g/cm3。
6.按照权利要求4所述利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法，其特征在于所述生物质成型燃料的制备方法满足下述要求高钙粉煤灰取自循环流化床燃煤电站，含油污泥取自炼油厂，锯末要求预先进行苛化处理；成型生物质燃料要求成型密度在0. 6 1. 2g/cm3。
全文摘要
利用高钙粉煤灰复合粘结剂制备生物质成型燃料的方法利用粉碎后的生物质、高钙粉煤灰和锯末作为原料其中，高钙粉煤灰、锯末组成复合粘结剂；所有原料中，复合粘结剂的添加量占总重量的13～20%；高钙粉煤灰占粘结剂重量比8～20%，余量为锯末；所述生物质成型燃料的制备方法是在85℃～95℃条件下，将粉碎后生物质颗粒和复合粘结剂均匀混合，送入成型机制成生物质成型燃料颗粒，然后冷却。本发明环保性能好，经济价值高，设备和人员成本低，技术效果优良。
文档编号C10L5/44GK102559322SQ201110374010
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月23日 优先权日2010年11月29日
发明者张凯, 文博, 范高潮, 郭维城, 黄新章 申请人:沈阳工程学院