[发明专利]节能降耗的生物质燃料机制炭棒及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质燃料机制炭棒生产技术领域，尤其是节能降耗的生物质燃料机制炭棒及其生产方法。

背景技术

将竹屑、木屑或农作物秸秆生产后成型的生物质燃料机制炭棒，经碳化窑或碳化炉碳化后，固定碳含量可达60-85%，发热量在25-33MJ/kg。用于代替煤炭，既能充分利用废物资源，又能减少环境污染。

现有生物质燃料机制炭棒的生产工艺为：

A.将生物质燃料粉碎至60目以上；

B.采用滚筒烘干机干燥至含水率12%以内；

C.采用螺旋进给式制棒机挤压成型；

D.在螺旋进给式制棒机推进器前端采用加热圈干燥。

现有生物质燃料机制炭棒的生产工艺的原理是利用螺旋进给式制棒机挤压过程中产生的植物性胶质进行塑化。由于竹屑、木屑或农作物秸秆含水率通常在30%以上，而植物性胶质的产生和塑化要求生物质燃料的含水率控制在12%以内。一方面，在挤压成型前需要将原料进行干燥。从含水率30%以上降低至12%以内，不仅需要投资采购滚筒烘干机等设备，还会耗费大量的能量。另一方面，推进器在200-360℃高温和70～100MPa高压条件下工作，含水率12%以内的生物质燃料摩擦系数大，对采用中碳钢制造的推进器造成严重的磨损，导致推进器平均使用30-40小时后即需要进行维修或更换，显著增加生产成本。而频繁进行维修或更换推进器已成为制约现有生物质燃料机制炭棒生产的技术瓶颈。

发明内容

本发明的目的是提供一种既能减少烘干设备投资、降低能量消耗又无需频繁进行维修或更换推进器的生物质燃料机制炭棒及其生产方法。

本发明的技术方案是：节能降耗的生物质燃料机制炭棒及其生产方法，所述生物质燃料机制炭棒按重量份采用如下配方挤压而成：

生物质燃料100份,

腐植酸钠2-5份，

羧甲基淀粉钠1-3份，

硝酸钠0.1-0.5份。

所述的生物质燃料机制炭棒采用如下步骤生产而成：

A.将生物质燃料粉碎至60目以上；

B.将生物质燃料与腐植酸钠钠、羧甲基淀粉钠和硝酸钠采用搅拌机混合搅拌均匀；

C.采用螺旋进给式制棒机挤压成型，制得生物质燃料机制炭棒。

所述的生物质燃料为竹屑、木屑或农作物秸秆，含水率掌握在15-30%即可直接使用。

所述的腐植酸钠是按重量份将粉碎至90目以上的100份褐煤加入到反应釜内，加入200份的水，一边搅拌一边升温至60-85°C，加入50份35%氢氧化钠溶液反应1-2小时，干燥后制得腐植酸钠。

所述的羧甲基淀粉钠是在反应釜中加入清水，加热至65-75°C，一边搅拌一边加入淀粉，然后加入氢氧化钠进行活化，再加入一氯乙酸进行醚化反应5-6小时；反应结束后，进行洗涤、分离、干燥，制得羧甲基淀粉钠；生产羧甲基淀粉钠按重量份配方为：清水100份，淀粉25-40份，氢氧化钠0.6-0.8份，一氯乙酸1.3-1.6份。

上述方案中，生物质燃料的含水率一般为30%以上，通过自然晾晒即可直接使用，无需投资采购滚筒烘干机等设备，还节省大量的能量。

上述方案中，腐植酸钠系采用天然含腐植酸的优质低钙低镁褐煤经化学反应提炼而成，它是含有羟基、醌基、羧基等较多的活性基团的多功能的高分子化合物，具有很大的内表面积，有较强的吸附、交换、络合和螯合能力。一方面，腐植酸钠与生物质燃料在挤压成型过程中产生的水分形成胶液，可达到很好的粘结效果，代替植物性胶质的塑化作用；另一方面，腐植酸钠胶液具有优良的润滑作用，能显著减少生物质燃料在推进器上的摩擦力，显著延长推进器的使用寿命，从而无需频繁进行推进器的维修或更换。

上述方案中，羧甲基淀粉钠是一种阴离子淀粉醚，溶于水形成胶体状溶液，对光、热稳定。水溶液在碱中较稳定，在酸中较差。具有增稠、悬浮、分散、乳化、粘结、保水、保护胶体等多种性能。与腐植酸钠混合使用，可提高生物质燃料机制炭棒的初粘性和冷强度。

上述方案中，硝酸钠具有氧化性，加热至380℃分解产生亚硝酸钠和氧气，600一600℃时放出氮气和氧气。由于本发明的生物质燃料机制炭棒含水率较高，会延长碳化时间，通过加入硝酸钠，可明显提高碳化时的助燃消烟效果，既缩短碳化时间，又减少环境污染。