[发明专利]一种生物质碳颗粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及能源领域，特别是一种生物质碳颗粒及其制备方法。

背景技术

褐煤是一种煤化程度介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色的低级煤。是泥炭经成岩作用形成的腐殖煤，煤化程度最低，呈褐色、黑褐色或黑色，一般暗淡或呈沥青光泽，不具粘结性。其物理、化学性质介于泥炭和烟煤之间。水分大、挥发分高、密度小，含有腐殖酸，氧含量常达15～30％，在空气中易风化碎裂,发热量低。褐煤全水分一般可达20％～50％，分析基水分为10％～30％，挥发分高15％～30％、低位发热量一般只有11.71～16.73MJ/kg，易风化碎裂、易氧化自燃。在目前全球能源日趋紧张的形势下，开发对褐煤利用成为当前能源领域的当务之急。

中药资源是祖先留给我们的巨大宝库，随着中药资源的开发和利用尤其是现代工业科技的进步中药生产的工业化规模化程度不断加深发展了中药行业产生了巨大的经济效益。然而大量中药材提取后产生的药渣成为面临的严重问题。早期药渣处理主要是填埋焚烧堆放等这些方法造成环境的严重污染和资源的巨大浪费。随着全球倡导的节能减排低碳环保走绿色可持续发展道路的理念，近年来中药药渣再利用扩大得到一定的发展，然而目前对药渣利用程度远远不够。

我国是秸秆产生大国，每年都产生上亿吨的秸秆。目前国内秸秆总量中，直接作为生活燃料约占20％，用作肥料还田的约占15％，用作饲料的约占15％，作为工业原料约占2％，被废弃或直接燃烧的约占33％。直接废弃造成大量的资源浪费，直接燃烧会产生大量的粉尘，造成环境污染，因此有必要开发新的利用方式。

发明内容

本发明提出一种生物质碳颗粒，具有高发热量、低污染的特点，解决了现有技术中对褐煤、药渣、秸秆等利用不够的缺点，同时还提出了所述生物质碳颗粒的制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种生物质碳颗粒，包括以下重量份的组分：褐煤100份、秸秆1-5份、木屑1-5份、药渣10-20份、重油渣0-5份、橡胶0-5份。

进一步的，所述褐煤的颗粒大小≥4目，所述橡胶的颗粒度≥30目。

进一步的，所述的生物碳颗粒的制备方法，其包括以下步骤：

S1、将所述秸秆、所述木屑和所述药渣放入破碎机中破碎，得到碎片混合物；

S2、将S1所得的碎片混合物加入水进行发酵，控制发酵时间，得到碱性发酵物；

S3、将S2得到的碱性发酵物加入褐煤、重油渣和橡胶粉进行搅拌混合，混合完毕后放入碳化颗粒机中成型，控制成型温度和成型压力，得到生物质碳颗粒。

进一步的，S1中碎片混合物的尺寸≤5cm。

进一步的，S2中的水用量为6-15份，发酵时间为4-7个月。

进一步的，S3中成型温度为200-230℃，成型压力为1.5-3MPa。

秸秆、木屑和药渣形成的碱性发酵物中含有大量的有机碱与褐煤中的腐殖酸进行中和，增加褐煤的粘结性能，使生物质碳颗粒更容易成型，提高生物质碳颗粒的硬度。

秸秆、木屑和药渣形成的碱性发酵物中含有部分未发酵的碳纤维，部分未发酵的碳纤维经搅拌后均匀的与褐煤混合，在成型后，加强生物质碳颗粒的抗拉强度，方便生物质碳颗粒运输和储存。生物质碳颗粒燃烧时，由于碳纤维的燃点低，比褐煤更快的燃烧完毕，此时生物质碳颗粒形成空腔结构，有利于生物质碳颗粒内部气体的流通，增加生物质碳颗粒的产热量。

秸秆、木屑和药渣形成的碱性发酵物中含有硝酸盐和亚硝酸盐，硝酸盐和亚硝酸盐在生物质碳颗粒中可以起助燃作用，提高生物质碳颗粒的产热量。

秸秆、木屑和药渣形成的碱性发酵物中含有丰富的钙、镁、钠、钾等元素，形成的生物质碳颗粒燃烧时，部分钙元素形成氧化钙，部分镁元素形成氧化镁，部分钠元素形成碳酸钠，部分钾元素形成碳酸钾，氧化钙、氧化镁、碳酸钠和碳酸钾均能固定褐煤和橡胶中硫元素，减小生物质碳颗粒燃烧时二氧化硫的产生。

相对现有技术，本发明具有以下优点：

(1)本发明提出的生物质碳颗粒包括褐煤、秸秆、木屑和药渣，充分利用自然资源、变废为宝，同时生物质碳颗粒中还可以加入重油渣和橡胶粉，充分缓解重油渣和橡胶粉带来的污染问题。

(2)本发明提出的生物质碳颗粒具有运输和储存的方便的特点，燃烧时具有发热量高和二氧化硫排放低的特点。

附图说明