[发明专利]一种生物质焦油作为粘结剂在成型炭中的应用、成型炭及其制备方法

说明书

本发明属于成型炭技术领域，具体涉及一种生物质焦油作为粘结剂在成型炭中的应用、成型炭及其制备方法。本发明提供了一种生物质焦油作为粘结剂在成型炭中的应用。生物质焦油作为热解炭化或气化过程的副产物之一，难以去除且危害较大，易造成管道堵塞，如果直接丢弃会带来严重的污染。本发明以生物质焦油为粘结剂，不仅保证了成型炭的粘结成型，改善了生物炭松散的成型难题，显著提高了成型炭的成型性能，有利于提高成型炭的跌落强度和抗压强度，提高了成型炭的质量密度，而且达到了对生物质焦油有害废弃物的资源化利用。

技术领域

本发明属于成型炭技术领域，具体涉及一种生物质焦油作为粘结剂在成型炭中的应用、成型炭及其制备方法。

背景技术

生物炭及兰炭是生物有机材料及低阶煤在缺氧或绝氧环境中，经低温慢速热裂解后生成的固态产物。生物炭可作为土壤改良剂或还原剂，是一种清洁的高品质能源，但其直接使用时存在结构松散、密度低的缺点，运输、储存和使用成本高；兰炭具有固定炭高和化学活性高的特点，成为一种重要的炭素材料，但其单独燃烧供暖时，SO₂及氮氧化物排放超标，污染环境。

成型炭相比松散的生物炭，具有形状规则、密度大、强度高、储存运输方便和燃烧效率高等优点，有利于生产生活中的使用。如公开号为CN106318504A的中国专利申请公开了一种煤质机制炭的制备方法，主要原料为褐煤颗粒及生物炭颗粒，粘结剂由腐殖酸钠、工业淀粉、水玻璃和膨润土混合配置而成，此方法原料来源广泛，燃烧性能好，但其机制炭配方导致成型工艺较为复杂；公开号为CN105219303A的中国专利申请公开了一种活性炭粘结剂及制备方法，主要成分有聚乙烯醇、消泡剂和环氧树脂，成型效果稳定，但粘结剂原料价格较高。

现有技术提供的成型炭中的粘结剂无法兼顾成型炭成型效果优良和价格低廉的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物质焦油作为粘结剂在成型炭中的应用，本发明以生物质焦油为粘结剂的成型炭，具有成型稳定、能量密度高和价格低廉的特点。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

一种生物质焦油作为粘结剂在成型炭中的应用。

本发明还提供了一种以生物质焦油为粘结剂的成型炭，包括以下质量份数的制备原料：

优选的，所述生物炭和兰炭的粒径独立地为16～80目。

优选的，所述添加剂包括以下组分：

粘土40～50wt.％、煅烧白云石30～40wt.％、硝酸钾10～20wt.％和纸浆废液10～20wt.％。

优选的，所述煅烧白云石由白云石经煅烧得到，所述煅烧的温度≤1100℃。

优选的，所述纸浆废液中含有木质素磺酸盐、糖类、有机酸、游离亚硫酸盐和硫化钠中的一种或多种。

本发明还提供了上述技术方案所述成型炭的制备方法，包括以下步骤：

将生物炭和兰炭混合，得到混炭颗粒；

将所述混炭颗粒、生物质焦油、添加剂和水混合，得到待成型料；

将所述待成型料依次进行成型处理和干燥，得到所述成型炭。

优选的，所述成型处理的温度为20～40℃；所述成型处理的压力为6～9kN，保压时间为30～180s。

优选的，所述干燥为自然干燥或烘干；

所述自然干燥的时间为14～21天。

优选的，所述烘干的温度为50～60℃，时间为60～84h。