[发明专利]生物质固体燃料用胶黏剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种胶黏剂，特别涉及一种采用生物柴油生产过程得到的塔底重油作为生物质固体燃料的胶黏剂。

背景技术

普通燃煤由于硫含量较高，燃烧过程易造成二氧化硫超标排放。随着环保要求逐渐加强，普通燃煤使用逐渐受到限制，太阳能、风能、水能和生物能逐渐受到重视，不断提高能源补充和替代比重。

原有使用燃煤的领域，有些直接替换为电，有些则改用燃气或燃料油，有些则更换为生物质固体燃料。从使用成本来看，电能最高，燃料油或燃气次之，生物质固体燃料最低。从硬件设备变化来看，电加热彻底与燃煤锅炉不同，燃料油和燃气锅炉也不同于燃煤锅炉，生物质固体燃料则可直接应用于普通燃煤锅炉。元素分析来看，石油工业制得的燃料油仍含有一定量的硫元素。生物质固体燃料本身硫含量仅在0.1％(质量比)左右，远低于普通燃煤含硫量(0.6％～6％)。且生物质固体燃料含CaO、MgO、K₂O、Na₂O等碱金属矿物质，能够与SO₂反应生成硫酸盐，从而减少SO₂的排放。生物质固体燃料灰分中的碱土成分可部分捕获SO_x，其减排量可达到7％(质量比)。

秸秆、木屑等生物质表现为体积密度小、能量密度小，不耐打包储运，易于吸水发霉变质、储存易发热自燃等不利于工业化应用的特征。直接使用时锅炉入料不便，绞龙等易堵塞架桥缠绕，单烧能量密度低出力小，粉碎与煤流化床混合燃烧表现为飞灰严重，熔融腐蚀明显等不利状态。从使用角度看需要对此类生物质适度加工，制得易于储运和安全使用的生物质固体燃料。

生物质固体燃料行业由原饲料加工行业技术迁移逐渐形成，核心技术和设备在物料破碎和压块成型部分。专利CN102220177A《高效生物质固体燃料及其生产方法》描述了生物质固体燃料典型生产方法，即秸秆粉碎，加入增效剂搅拌之后压制成型，最后包装。专利CN203391346U《生物质固体燃料成型机》及一系列相关专利和市场相关成品加工设备体现了生物质固体燃料压制成型原理的成功应用。

压制成型过程中，木屑中木质素在热压状态体现一定粘性，有自粘接作用，对压制成型起关键作用。有些专利中描述掺加部分黏土、干燥活性污泥、干燥垃圾粉、白灰等，意图增加固结能力或附带固硫作用。生物质固体燃料碱金属本身即具备固硫作用，而典型弱点是热值低，大致相当于普通二类燃煤热值一半。掺加的非提供热值组分越多，则生物质固体燃料热值越低。且掺加物有些摩擦力增大，会显著增加压制成型过程中的能耗，降低生产效率，且燃烧时增加炉渣产量，造成一定的固体废物生成。有些掺加物料吸水性明显，在产品储存过程造成含水率上升，不利存储，燃烧使用性能也有下降。小麦杆、玉米杆、棉杆、木屑、废菌料等各种原材料物理化学特性差别较大，也需要适度混合调配，并使用低硫、提高热值、改善加工过程润滑性以降低摩擦力和产品疏水性、易燃性特征，并且尽量不增加炉渣产量、价廉易得，量充足品质稳定使用方便的添加剂尤为重要。

生物柴油是由动植物油脂与醇(例如甲醇或乙醇)经酯交换制得的脂肪酸单烷基酯，最典型的为脂肪酸甲酯，以BD100表示，执行国家标准GB/T20828-2015。生物柴油生产过程中为确保产品品质，一般都会有蒸馏工序，通过沸点差异分离轻组分和重组分。轻组分主要为混合的脂肪酸甲酯和少量脂肪酸，为色浅清澈透明油状液体，用于生产国标生物柴油。重组分即塔底重油主要为分子量大、沸点高的甘三酯、甘二酯、甘一酯及少量油脂的聚合物、油溶性杂质等，黑色不透明，黏度较大，常温可流动的粘稠油状液体，可定义为生物重油。生物重油可制作生物沥青或作为沥青组分制作道路沥青等沥青产品、防水剂等，也可单独或与石化渣油混合做燃料油等作为燃料使用。生物重油硫含量低于0.05％(质量比)，热值超过普通0#柴油，燃烧过程充分，尾气排放清洁，具有良好的燃料性能。伴随生物柴油生产，大量生物重油可不断同时生产，价廉易得。生物重油闪点高于180℃，便于安全储运。生物重油来源于动植物油脂，无生物毒性和环境危害，可安全使用。

作为生物能源研究开发和生产单位，我公司在生物质固体燃料生产实践过程中，应用成熟的生物质固体生产设备和技术，兼顾使用生物柴油生产线副产品生物重油取得了良好效果。