专利名称：一种型炭粘结剂的制备及使用新方法
技术领域：
本发明属于粘结剂及其用途，具体涉及一种用于制备型炭的生物质粘结剂及其使用方法。
背景技术：
我国生物质资源十分丰富，生物质废弃物的综合利用是一个重要的研究领域。农业和林业加工过程中产生大量的稻壳、玉米芯、截头、枝桠、锯末、木糠等剩余物，这些废弃物形状各异，给进一步加工和利用带来不便。传统的燃烧方法会严重污染环境。如何有效、合理地利用这些可再生资源具有重要的意义。生物质炭广泛应用于食品、制药、化工、冶金、国防、农业及环境保护等诸多领域。 将炭粉制成型炭，可以减少炭粉尘带来的环境问题，还可以增加炭粉的体积能量密度。型炭在硬度、热稳定性、燃烧热等方面都比炭粉大。但炭粉成型困难，制备型炭的常见方法是用螺旋机高温高压挤压成型，但该方法对设备要求高、成本高、能源消耗量大。利用粘结剂可以使炭粉成型更容易，成型粘结剂主要有浙青、树脂、腐殖酸盐、石灰、聚乙烯醇等。专利CN1297013A公开了一种用于粘结炭材料的粘结剂，由有机树脂(2. 5-65 μ m)、碳化硼(2. 5-65 μ m)、二氧化硅组成，粘结制品具有极高的耐热性能。专利CN101531516A公开了一种采用高产率浙青粘结剂制备炭材料的方法，将60-70%的煤焦油浙青与固体燃料按重量比I : 1-1 4混合，于惰性气氛800-1000°C焙烧，制得的炭材料抗压强度和抗弯强度高。专利CN101781531A公开了一种兰炭粉末粘结剂，粘结剂按重量百分比为20-30%的氢氧化钠溶液，20-30 %的尿素溶液，40-60 %的玉米淀粉，混合加入60-80°C的热水即成兰炭粉末成型粘结剂，使用此粘结剂，兰炭粉末成型好。本发明以生物质废弃物玉米芯、稻壳、柞木、橡胶木等为原料，制备型炭粘结剂，并且提出了粘结剂的两种使用方法，未见报道。
发明内容
本发明目的是提供一种型炭粘结剂的制备和两种使用方法。本发明首先将玉米芯、稻壳、柞木、橡胶木等生物质在400-600°C处理l_8h，冷凝热解气，制备出生物质热解油。将热解油在50-120°C除水，得到型炭粘结剂。将型炭粘结剂与炭粉在50-100°C下，按粘结剂与炭粉质量比I : 1-1 3液固混合，在0.2-0. 6Mpa下挤压成型，制备出的型炭在I. 5m落下次数> 10次，不宜开裂。这种粘结剂的另外一种使用方法是，直接利用炭粉作为吸附剂，吸收生物质热解过程中特定区间的热解气后，直接在 O.2-0. 6Mpa下挤压成型，减少了生物质热解气的冷凝、收集工艺以及生物油与炭粉的后混合工艺。本发明的特征在于所述型炭粘结剂的原材料为稻壳、玉米芯、柞木、橡胶木等农林废弃物。本发明的特征在于所述的粘结剂是一种生物质油。
本发明的特征在于所述的炭粉是生物质炭或是煤炭的粉状含碳材料。本发明的特征在于炭粉与粘结剂可以采用混合处理的工艺。本发明的特征在于炭粉可以直接吸收生物质热解过程产生的热解气后，直接挤压成型，无需炭粉与粘结剂的后混合工艺。
具体实施例方式实施例I :将玉米芯在50(TC下热解2h，收集、冷凝热解气获得玉米芯热解油，将热解油在120°C下脱水lh，得粘结剂。将粘结剂与炭粉以质量比I : I混合，在O. 5Mpa下挤压成型，制备出I. 5米落下次数> 10的型炭。实施例2 :将玉米芯在500°C下热解2h，排除前20分钟产生的热解气后，再用炭粉吸收热解气，在室温和O. 5Mpa下将炭粉挤压成型，制备出I. 5米落下次数> 8的型炭。
实施例3 :改变原料为稻壳，其它条件如实施例1，制得粘结剂。由此粘结剂制得的型炭，I. 5米落下次数> 5。实施例4 :原料为稻壳，从室温到500°C下热解，500°C下恒温I小时。用炭粉吸收温度达到200°C后的热解气，其它条件如实施例2，制得的型炭，I. 5米落下次数> 10。实施例5 :改变原料为柞木，其它条件如实施例1，制得的型炭I. 5米落下次数>8。实施例6 :改变原料为柞木，其它条件如实施例4，制得的型炭I. 5米落下次数>7。实施例7 :改变原料为橡胶木，其它条件如实施例1，制得的型炭I. 5米落下次数>10。实施例8 :改变原料为橡胶木，用炭粉吸收温度达到180°C后的热解气，其它条件如实施例2，制得的型炭，I. 5米落下次数> 10。
权利要求
1.一种新型型炭粘结剂及其使用新方法，其特征在于所述新型型炭结剂生物质油的原料来源为稻壳、玉米芯、柞木、橡胶木等农林废弃物。
2.一种制备型炭粘结剂的两种使用新方法，方法一其特征在于包括以下步骤将玉米芯、稻壳、柞木、橡胶木等生物质分别在400-600°C处理O. 5-2h，制备出生物质热解油。将热解油在50-120°C除水，得到型炭粘结剂。将粘结剂与炭粉质量比I : 1-1 3，混合温度50-100°C，成型压力O. 2-0. 6Mpa，固化温度30-120°C。方法二其特征在于包括以下步骤将玉米芯、稻壳、柞木、橡胶木等炭化物或煤粉作为生物质热解气的吸收剂，吸收生物质在200-600°C处理过程中产生的可冷凝气体，在O. 2-0. 6Mpa压力下成型，30_120°C固化。
3.—种如权利要求2所述的型炭粘结剂的使用方法一，其特征在于所述的炭粉与粘结剂的混合方法为后处理混合。
4.一种如权利要求2所述的制备型炭粘结剂的使用方法二，其特征在于用炭粉吸收热解气后直接成型，无需炭粉与粘结剂的固液混合过程。
全文摘要
本发明公开了一种型炭粘结剂的制备及使用新方法。制备方法将玉米芯、稻壳、柞木、橡胶木等生物质经过热解，冷凝得到生物质热解油作为炭粉成型工艺中的新型粘结剂。并提供了两种使用方法。一是在50-100℃下，将粘结剂(除水分)与炭粉按质量比1∶1-1∶3混合后挤压成型。二是利用炭粉直接吸收生物质热解过程产生的热解气后，直接挤压成型。获得的型炭从1.5米高处下落10次不破碎，燃烧后搅动样品不散开。本发明涉及炭粉成型技术中新型粘结剂的制备及两种使用方法。
文档编号C10L5/14GK102676259SQ20121011361
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者丁丽丽, 李艳南, 王子忱, 郭玉鹏 申请人:吉林大学