专利名称：以沙生植物为基材的生物质型煤及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种燃料型煤及其生产方法，特别是利用沙生植物为基材的生物质 型煤及其生产方法。
背景技术：
已有的利用生物质生产能源的路线包括一是利用植物果实或汁液生产生物柴 油或燃料乙醇，二是利用植物枝条、秸秆和垃圾产气或者直接燃烧发电，三是配置成生 物质型煤，代替传统煤炭等燃料，该技术多是以煤炭为主，复配以植物秸秆等。所有生 物质都是特指的种类；世界上生物质资源十分丰富，由于种类的不同，实际上必须开发 因地制宜的技术及产品，才能产生良好的经济效益、社会效益。
目前的生物质型煤或植物型煤生产中，均需加入生石灰作为固硫剂，以满足环 保要求。由于生石灰活性低，加入量较大，造成生产成本偏高以及不符合低碳化经济技 术要求的缺憾。而高载能行业每年排放大量的电石废渣，该废渣主要成分为氢氧化钙， 每生产1吨PVC，产生约含钙固体物15-20%的渣浆8吨，镁冶炼渣的主要成分为活性氧 化钙，以目前的皮江法炼镁生产工艺和普遍的白云石矿物组成情况，每生产1吨镁，将会 产生6 -8吨的还原废渣，而该废渣中氧化钙占55%左右氧化镁占6-12%，且氧化钙基本 上都是活性氧化钙。这些二次矿渣本身就是固硫剂或粘合剂，但是目前尚未被利用在生 物质型煤加工生产中，造成资源的浪费严重和环境污染。
此外，在沙区，分布着十多种价值高的优势生境植物，形成了灌木、草本共生 的生态系统，其巨大经济价值尚未很好地开发利用。以固沙植物沙柳为例，三年成材， 越砍越旺，这是沙柳的本性。目前沙柳可做纸板，造纸，但由于严重污染问题属于国家 禁止发展的行业。国内也将其作为制作刨花板、中密度板的原材料出售，但是只利用了 木素部分。沙柳的热值是农作物秸秆的1.3倍，达到4200-4600大卡/公斤，相当于普通 电煤的发热量，与褐煤相当。2吨沙柳的发热量至少相当于1吨标准煤，可发展成每三至 六年砍一次的绿色沙煤田。目前也只是作为燃料直接发电使用，但是由于缺乏对应的复 配加工技术及其产品，存在着原料来源单一、难以保障的问题。而沙区其它废弃植物资 源却没能有效利用，造成资源浪费，也不利于沙区治沙植物群落的良性循环，更不利于 治沙向高层次产业化发展。解决生态效益向经济效益转化的问题是我国沙产业链能否成 为新的县域经济新增长点的重大问题。发明内容
本发明的目的是提供一种有效利用沙生植物中即可以固沙治沙又大量未采集利 用的灌木、草本类植物的废弃物，同时又利用了大量的二次钙基矿渣作为固硫剂、粘合 剂，节省能源，保护生态，降低型煤成本，解决背景技术中存在的上述技术问题的以沙 生植物为基材的生物质型煤及其生产方法。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案为以沙生植物为基材的生物质型煤，包括以沙生植物为主要原料，加入煤碳提高及补充热量，经过机械破碎、研磨、成 型，其特征在于加入二次钙基矿物渣用于固硫，加入矿物性粘合剂控制成型，搅拌均勻 后压制成型，或造粒、筛分，风干得型煤产品。
上述型煤的重量比为①将重量200-600公斤的植物破碎、研磨；②加入3-20公斤二次钙基矿物渣用于固硫；③加入矿物性粘合剂4-30公斤用于粘合成型；④加入8-40公斤煤炭用于提高热量；⑤经过压制成型或造粒即为生物质型煤成品。
上述矿物性粘合剂是重量百分比浓度为25-70%的冶炼镁渣粉配置的水浆液或采 用含水率在30-50%的电石渣浆渣配置的乳液或上述冶炼镁渣粉和电石渣浆渣配置的乳 液。
上述的矿物性粘合剂是采用冶炼镁渣粉与硅酸钠水溶液混合，搅拌成浆液，再 加水成半流体状态，或采用电石渣浆渣与硅酸钠水溶液、冶炼镁渣混合调制成的浆液， 再加水成半流体状态。
所说的矿物性粘合剂参照下列重量比例而配置冶炼镁渣粉配置的粘合剂为 采用冶炼镁渣粉与硅酸钠、水调制而得，在搅拌下，按照冶炼镁渣粉硅酸钠水为 100 15-30 40-300将硅酸钠加入水中，搅拌得溶液，再加入镁渣粉搅拌，得均勻的含 水量在30-50%浆液即为矿物性粘合剂；或采用电石渣浆、冶炼镁渣粉与硅酸钠水溶液 调制而得，即在搅拌下，按照电石渣浆冶炼镁渣粉硅酸钠水为10: 50 15-30 40-200将硅酸钠加入水中，搅拌得溶液，再加入镁渣粉、电石渣浆搅拌，得均勻的含水 量在30-50%浆液即为矿物性粘合剂。
所说的二次钙基矿物渣用于固硫的固硫剂是冶炼镁渣粉或电石渣浆干粉或冶炼 镁渣粉和电石渣浆干粉的任意比例混合。
所说的二次钙基矿物渣用于固硫的固硫剂是冶炼镁渣粉或电石渣浆干粉或冶炼 镁渣粉和电石渣浆干粉的任意比例混合。
所说的二次钙基矿物渣用于固硫的固硫剂是冶炼镁渣粉或电石渣浆干粉或冶炼 镁渣粉和电石渣浆干粉的任意比例混合。
一种以沙生植物为基材的生物质型煤的生产方法，包括原料的破碎、研磨后， 加入煤炭、固硫剂和粘合剂，搅拌均勻后成型，其特征在于采用沙生植物为原料，二次 钙基矿物渣用于固硫的固硫剂，粘合剂为矿物性粘合剂，经过压制成型或造粒即为成 品，具体工艺如下①将重量200-600公斤的沙生植物破碎、研磨；②加入3-20公斤二次钙基矿物渣用于固硫；③加入矿物性粘合剂4-30公斤用于粘合成型；④加入8-40公斤煤炭用于提高热量，⑤经过压制成型或造粒即为生物质型煤成品。
本发明的特点是1、有效利用了沙生植物中即可以固沙治沙，又可大量采集利 用的灌木、草本类的沙生植物，解决了治沙过程中的由生态效益向经济效益转化中出现的经济问题；2、利用了大量的二次钙基矿渣作为固硫剂、粘合剂，既节省能源，保护生 态，同时又降低了型煤的生产成本和矿渣作为工业废弃物所带来的环境污染的压力。
综上所述，本技术方案有效地解决了治沙过程中，投入大、产出小的关键问 题，利用沙生植物的可燃性和二次钙基矿渣——冶炼镁渣粉、电石渣浆干粉所具有的脱 硫、粘合的属性，将二者有机结合，解决了目前沙生植物简单利用所带来的经济效益 差、环境污染大的问题，解决了高载能行业每年排放的大量电石废渣、镁冶炼渣的再次 利用问题，解决了现有生石灰作为固硫剂所带来的环境破坏、耗能高的问题，解决了目 前能源短缺的问题。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明。
在以下各个实施例中，本发明采用的沙生植物是指沙生灌木，沙柳的平茬部分 为原料1，拧条及旱柳、杨柴的平茬部分为原料2，草本植物如苦豆子的地上部分、芨芨 草及农作物秸秆等杆、叶为原料3，经过粉碎、研磨；加入冶炼镁渣粉或电石渣浆或冶 炼镁渣粉和电石渣浆的任意比例的混合物作为固硫剂用于固硫，再加入矿物性粘合剂用 于粘合成型，加入煤炭用于提高热量，经过压制成型或造粒、筛分、干燥得产品。
在各个实例中，上述组分加入的重量见下表，原料、煤炭、固硫剂的单位为千 克
权利要求
1.以沙生植物为基材的生物质型煤，包括以沙生植物为主要原料，加入煤碳提高及 补充热量，经过机械破碎、研磨、成型，其特征在于加入二次钙基矿物渣用于固硫，加 入矿物性粘合剂控制成型，搅拌均勻后压制成型，或造粒、筛分，风干得型煤产品。
2.根据权利要求1所述的以沙生植物为基材的生物质型煤，其特征在于上述型煤的 重量比为①将重量200-600公斤的植物破碎、研磨；②加入3-20公斤二次钙基矿物渣用于固硫；③加入矿物性粘合剂4-30公斤用于粘合成型；④加入8-40公斤煤炭用于提高热量；⑤经过压制成型或造粒即为生物质型煤成品。
3.根据权利要求1或2所述的以沙生植物为基材的生物质型煤，其特征在于上述 矿物性粘合剂是重量百分比浓度为25-70%的冶炼镁渣粉配置的水浆液或采用含水率在 30-50%的电石渣浆渣配置的乳液或上述冶炼镁渣粉和电石渣浆渣配置的乳液。
4.根据权利要求1或2所述的以沙生植物为基材的生物质型煤，其特征在于上述的 矿物性粘合剂是采用冶炼镁渣粉与硅酸钠水溶液混合，搅拌成浆液，再加水成半流体状 态，或采用电石渣浆渣与硅酸钠水溶液、冶炼镁渣混合调制成的浆液，再加水成半流体 状态。
5.根据权利要求1或2所述的以沙生植物为基材的生物质型煤，其特征在于所说的 矿物性粘合剂参照下列重量比例而配置冶炼镁渣粉配置的粘合剂为采用冶炼镁渣粉与 硅酸钠、水调制而得，在搅拌下，按照冶炼镁渣粉硅酸钠水为100 15-30 40-300 将硅酸钠加入水中，搅拌得溶液，再加入镁渣粉搅拌，得均勻的含水量在30-50%浆液 即为矿物性粘合剂；或采用电石渣浆、冶炼镁渣粉与硅酸钠水溶液调制而得，即在搅拌 下，按照电石渣浆冶炼镁渣粉硅酸钠水为10: 50: 15-30 40-200将硅酸钠加入 水中，搅拌得溶液，再加入镁渣粉、电石渣浆搅拌，得均勻的含水量在30-50%浆液即为 矿物性粘合剂。
6.根据权利要求3所述的以沙生植物为基材的生物质型煤，其特征在于所说的二次 钙基矿物渣用于固硫的固硫剂是冶炼镁渣粉或电石渣浆干粉或冶炼镁渣粉和电石渣浆干 粉的任意比例混合。
7.根据权利要求4所述的以沙生植物为基材的生物质型煤，其特征在于所说的二次 钙基矿物渣用于固硫的固硫剂是冶炼镁渣粉或电石渣浆干粉或冶炼镁渣粉和电石渣浆干 粉的任意比例混合。
8.根据权利要求5所述的以沙生植物为基材的生物质型煤，其特征在于所说的二次 钙基矿物渣用于固硫的固硫剂是冶炼镁渣粉或电石渣浆干粉或冶炼镁渣粉和电石渣浆干 粉的任意比例混合。
9.一种以沙生植物为基材的生物质型煤的生产方法，包括原料的破碎、研磨后，加 入煤炭、固硫剂和粘合剂，搅拌均勻后成型，其特征在于采用沙生植物为原料，二次钙 基矿物渣用于固硫的固硫剂，粘合剂为矿物性粘合剂，经过压制成型或造粒即为成品， 具体工艺如下①将重量200-600公斤的沙生植物破碎、研磨；②加入3-20公斤二次钙基矿物渣用于固硫；③加入矿物性粘合剂4-30公斤用于粘合成型；④加入8-40公斤煤炭用于提高热量，⑤经过压制成型或造粒即为生物质型煤成品。
全文摘要
本发明涉及一种利用沙生植物为基材的生物质型煤及其生产方法，包括以沙生植物为主要原料，加入煤碳提高及补充热量，经过机械破碎、研磨、成型，其特征在于加入二次钙基矿物渣用于固硫，加入矿物性粘合剂控制成型，搅拌均匀后压制成型，或造粒、筛分，风干得型煤产品。本方案有效地解决了治沙过程中，投入大、产出小的关键问题，利用沙生植物的可燃性和二次钙基矿渣所具有的脱硫、粘合的属性，将二者有机结合，解决了目前沙生植物简单利用所带来的经济效益差、环境污染大的问题，解决了高载能行业每年排放的大量电石废渣、镁冶炼渣的再次利用问题，解决了现有生石灰作为固硫剂所带来的环境破坏、耗能高的问题，解决了目前能源短缺的问题。
文档编号C10L5/44GK102021058SQ201010568179
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者刘万毅, 刘睿波 申请人:刘万毅