专利名称：一种炭化生物质煤及其生产方法
技术领域：
本发明涉及农业资源利用领域和新能源领域，特别涉及一种以农林废弃生物质为 原料生产的炭化生物质煤及其生产方法。
背景技术：
长期以来，我国经济的高速发展是建立在高耗能、高排放、高污染的能源结构之 上，与日俱增的能源危机业已成为制约经济、社会可持续发展的瓶颈。作为新型替代能源之 一，生物质能具有清洁、环保、可再生等优点，备受各界关注。我国是农业大国，每年都产生 大量的秸秆等农林废弃生物质，其能源化高效利用不但有利于填补化石燃料缺口，更可解 决一系列农业次生污染问题，开发应用的潜力和空间巨大。炭化生物质煤是农林废弃生物质资源能源化利用的有效方式之一，“炭化”是其中 的关键工艺。目前，国内外对农林废弃生物质普遍采用的炭化工艺主要有两种其一是采用 破碎挤压制棒处理后全封闭高温炭化炉干馏工艺。在挤压制棒过程中，对原料本身具有的 多微孔性产生实质性破坏，不但炭化难度因密度增加而提高、能耗较大，而且制成的炭棒也 不易迅速、充分地燃烧。其二是用明焰式直接加热高温炭化竖炉生产，虽可直接投放不经任 何加工的原料，即不必破碎挤压制棒，但生产出的炭规格不一，且灰分含量较高，难以实现 较高的热值，也不便于后期深加工。上述两种工艺都需要在600-100(TC高温条件下进行，对 炭化炉的要求较高，需要额外投入的能源较多，生产工艺相对复杂，生产成本较高，产出的 炭热值较低，由此深加工制成的“煤”燃烧性能欠佳。本发明使用专利号是ZL200710086505. 4的中国发明专利所描述的半封闭式颗粒 炭化炉，采用在260-450°C条件下缺氧干馏分解工艺，用加料厚度来控制氧气的供给量，对 不同粒度的农林废弃生物质颗粒进行直接亚高温炭化。此炭化炉生产的生物质颗粒炭孔隙 度好，燃烧均勻、迅速。以此为主要材料开发的炭化生物质煤具有点火快、火力旺、热值高、 无烟、无味、无腐蚀性残渣等优点，且具有较高的堆密度与强度，便于储藏、运输，可替代燃 气、煤炭等不可再生能源，广泛用作农村分散供热、供暖的新能源，也可用于城市集中供暖、 发电等，市场开发潜力巨大。本发明提供的是一种价格相对合理、生产工艺简单、燃烧性能好、清洁环保的炭化 生物质煤及其生产方法，应用前景广阔。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供了一种炭化生物质煤，该炭化生物质煤含有颗粒 炭粉、生石灰(CaO)和粘结剂，颗粒炭粉重量百分比含量为85-95% (优选为90% )，所述的 粘结剂为PH5. 5-6. 5的酸性膨润土或粘土。本发明提供的炭化生物质煤可进一步含有煤粉和/或煤矸石粉，颗粒炭粉和煤粉 重量百分比含量为85-95% (优选为90% )。所述的颗粒炭可以是玉米芯颗粒炭、稻壳颗粒炭、花生壳颗粒炭、秸秆颗粒炭或蘑菇盘颗粒炭中的一种或几种混合，颗粒炭粉粒度优选为80-100目。本发明同时提供上述炭化生物质煤的生产方法，包括将颗粒炭粉、生石灰(CaO) 和粘结剂混勻后加压、增密、成型；或者将颗粒炭粉、生石灰(CaO)和粘结剂，以及煤粉和/或煤矸石粉混勻后加压、增密、 成型；所述的加压、增密、成型是指利用型煤设备将炭化生物质煤压制成不同规格的蜂 窝煤形、球形或砖形。与现有的秸秆煤、秸秆炭相比，本发明开发的炭化生物质煤具有以下优点1、点火快，火力旺，热值高。本发明开发的炭化生物质煤更易引燃，且引燃后可以 迅速达到设计温度，有利于能量的充分利用，热值可达到4600大卡，达到或超过动力煤的 热值水平，非常适合于临时性、间歇性供热，如日常生活能源消费。2、生产工艺简单，原料易得。本发明所用主要材料是玉米芯、花生壳、稻壳等生物 质颗粒炭，来源于农林业生产的废弃生物质，所用设备为常用的粉碎机、简易炭化炉、搅拌 器等，生产设备简单，成本低廉，易于产业化。3、清洁，环保。本发明开发的炭化生物质煤在燃烧过程中无烟尘排放、无异味、无 腐蚀性残渣，便于使用、清理与维护。对环境友好，安全环保。
图1专利号是ZL200710086505. 4的中国发明专利所描述的颗粒炭化炉结构简图。图2为颗粒炭化炉的三角形燃烧器结构简图。
具体实施例方式本发明是利用专利号是ZL200710086505. 4的中国发明专利所描述的半封闭式颗 粒炭化炉生产生物质颗粒炭，正如该专利中所描述的，该半封闭式颗粒炭化炉采用亚高温 条件下缺氧干馏分解工艺生产农林废弃生物质颗粒炭。所述的农林废弃生物质可以是玉米 芯、秸秆、花生壳、稻壳、生产用废弃蘑菇盘等，但不限于此。通过对不同生物质进行炭化，生产出玉米芯颗粒炭、稻壳颗粒炭、花生壳颗粒炭、 秸秆颗粒炭或蘑菇盘颗粒炭等，可进一步加工成粒度为80-100目。利用上述各种颗粒炭进一步生产炭化生物质煤，该产品燃烧性能好、热值高、清洁 环保，可用作家庭日常能源消费、集中供热或大型能源工厂。该炭化生物质煤可以由颗粒炭粉、生石灰(CaO)和粘结剂混勻后加压、增密、成型 制成，可进一步含有煤粉和/或煤矸石粉。所述的加压、增密、成型是指利用蜂窝煤机、煤球机等型煤设备将炭化生物质煤压 制成不同规格的蜂窝煤形、球形或砖形。按重量比或重量百分比含量炭化生物质煤总有效成分含量为85-95%，优选为90%。所述的总有效成分是指 能够燃烧的颗粒炭或煤粉。上述的总有效成分含量按本领域公知的计算方法计算。各类成分的配比，本领域 技术人员可根据公知常识自行调整。
所述的生石灰、煤粉在市场上均可买到。所述的粘结剂优选为pH5. 5-6. 5的酸性膨润土或粘土。实施例1 炭化炉本发明使用的炭化炉是专利号是ZL200710086505. 4的中国发明专利所描述的半 封闭式颗粒炭化炉，以下做简要描述。炭化炉由炉体1、燃烧器4、排气口 5、出料口 2组成，如图1所示。炭化炉炉体为 8mm厚双层钢板，用石棉丝3做中间保温夹层。炉体为长方体形。炉体呈半封闭式，顶部无 盖。炭化炉具体参数见下表。在炉体1的宽度较窄一侧的底部，有一出料口 2，用于出料和 从该出料口点燃燃烧器4。出料口为方形或半圆形。出料口的大小可根据炉体体积大小设 计，原则上以炉体装入物料后不自动淌落为准。出料口外无拉门。炉体1上设有排气口 5， 设在出料口相对的一侧。排气管道为圆柱形。炉体1的底部设有燃烧器4，为三角柱形，如图2所示。燃烧器的长度与炉体1的 长度相当，以使整个炉体内物料燃烧均勻。燃烧器用5mm厚的钢板制作。钢板制成有孔网 格，孔的大小以炉体内物料颗粒不能通过为准，孔的密度应尽量大，但要保证能够承受炉体 内物料的压力。进一步的，为了更易于引燃炉体内物料，在燃烧器内设有点火盘7，用于盛装引燃 炉体内物料所需的引燃物，如柴油、汽油、煤油或其它易燃物等。所述的点火盘贯穿整个燃 烧器柱体，以使炉体内物料可被均勻点燃。炭化炉炉体内温度的监测采用XMT-121型数字 式温控仪进行监测。温控仪安装在炉体内侧。表1炭化炉参数表
权利要求
1.一种炭化生物质煤，其特征在于含有颗粒炭粉、生石灰和粘结剂；颗粒炭粉重量百 分比含量为85-95% ；所述的颗粒炭是玉米芯颗粒炭、稻壳颗粒炭、花生壳颗粒炭、秸秆颗粒炭或蘑菇盘颗粒 炭中的一种或几种混合；所述的粘结剂为PH5. 5-6. 5的酸性膨润土或粘土。
2.如权利要求1所述的炭化生物质煤，其特征在于进一步含有煤粉和/或煤矸石粉，颗 粒炭粉和煤粉重量百分比含量为85-95%。
3.如权利要求1所述的炭化生物质煤，其特征在于颗粒炭粉重量百分比含量为90%。
4.如权利要求2所述的炭化生物质煤，其特征在于颗粒炭粉和煤粉重量百分比含量为 90%。
5.如权利要求1-4任一所述的炭化生物质煤，其特征在于所述的颗粒炭粉粒度为 80-100 目。
6.权利要求1所述炭化生物质煤的生产方法，包括将颗粒炭粉、生石灰和粘结剂混勻 后加压、增密、成型；所述的加压、增密、成型是指利用型煤设备将炭化生物质煤压制成不同 规格的蜂窝煤形、球形或砖形。
7.权利要求2所述炭化生物质煤的生产方法，包括将将颗粒炭粉、生石灰和粘结剂，以 及煤粉和/或煤矸石粉混勻后加压、增密、成型；所述的加压、增密、成型是指利用型煤设备 将炭化生物质煤压制成不同规格的蜂窝煤形、球形或砖形。
全文摘要
本发明涉及农业资源利用领域和新能源领域，提供了一种炭化生物质煤，含有颗粒炭粉、生石灰(CaO)和粘结剂，以及煤粉和/或煤矸石粉等，所述的颗粒炭是以玉米芯、花生壳、稻壳、食用菌基质等农林废弃生物质颗粒炭为主要原料采用半封闭式炭化炉和亚高温缺氧干馏炭化工艺生产的，开发的炭化生物质煤具有点火快、火力旺、热值高、无烟、无味、无腐蚀性残渣等优点，且具有较高的堆密度与强度，便于储藏、运输，可替代燃气、煤炭等不可再生能源，广泛用作农村分散供热、供暖的新能源，也可用于城市集中供暖、发电等。
文档编号C10L5/12GK102146307SQ20111003957
公开日2011年8月10日 申请日期2011年2月17日 优先权日2011年2月17日
发明者刘金, 孟军, 徐正进, 陈温福 申请人:陈温福