一种柚木废弃木屑的环保回收方法

摘要

本发明公开了一种柚木废弃木屑的环保回收方法，包括以下步骤：(1)柚木废弃木屑的预处理；(2)碳化；(3)固体燃料的制备：按重量份数计，取100份石蜡放入夹层锅中，升温至石蜡溶化，然后加入30～55份碳化木屑、100份柚木废弃木屑、10～26份甘蔗渣粉和10～18份煤粉，在50～65℃下以50～100r/min的速度搅拌10～15min后，搅拌全过程中不断喷入酒精喷雾，搅拌完毕后，将物料装入容器内，封闭，然后装入模具中模压成型，得到固体燃料。本发明能够避免柚木废弃木屑前期燃烧中耐久度不高的问题，且能使其和其它物质相结合生产出高品质的固体燃料，具有广大的市场推广前景。

权利要求

1.一种柚木废弃木屑的环保回收方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)柚木废弃木屑的预处理：将柚木废弃木屑碎成粉末，然后放入酸性浸渍液中，升温至40～50℃，在超声波处理功率为800～1200W、红外线照射功率为500～800W的条件下处理

20～30min，取出晾干后，得到酸性粉末；

(2)碳化：按重量份数计，将100份酸性粉末和10～22份二氧化硅混合成型后，模压成型，然后放入马弗炉中，以10～20℃/min的速度升温至380℃，恒温20～30min后，以5～10℃/min的速度升温至580℃，自然冷却后，得到碳化木屑；

(3)固体燃料的制备：按重量份数计，取100份石蜡放入夹层锅中，升温至石蜡溶化，然后加入30～55份碳化木屑、100份柚木废弃木屑、10～26份甘蔗渣粉和10～18份煤粉，在50～65℃下以50～100r/min的速度搅拌10～15min后，搅拌全过程中不断喷入酒精喷雾，搅拌完毕后，将物料装入容器内，封闭，然后装入模具中模压成型，得到固体燃料。

2.根据权利要求1所述一种柚木废弃木屑的环保回收方法，其特征在于：步骤(3)所述的甘蔗渣粉由下述方法制备：按重量份数计，将100份甘蔗渣、10～20份乙酸溶液和5份海藻酸钠混合均匀后，密封发酵10～14h，然后放入高压均质机中，以2000～5000r/min的速度搅拌15～20min，再将高压均质机的压力升至20～30MPa，进行损失爆破处理0.05s，最后经过喷雾干燥处理后，得到甘蔗渣粉。

3.根据权利要求2所述一种柚木废弃木屑的环保回收方法，其特征在于：所述的喷雾干燥处理的工艺参数为：进风温度为165～180℃、出风温度为98～110℃。

4.根据权利要求2所述一种柚木废弃木屑的环保回收方法，其特征在于：所述的密封发酵的条件为：温度28～35℃、相对湿度为75～85％。

5.根据权利要求1所述一种柚木废弃木屑的环保回收方法，其特征在于：步骤(1)所述的酸性浸渍液为由按重量比为10：2～3：1：100的磷酸、硫酸、氯化锂和去离子水混合而成。

6.根据权利要求1所述一种柚木废弃木屑的环保回收方法，其特征在于：步骤(1)所述的粉末的粒径为20～40μm。

说明书

一种柚木废弃木屑的环保回收方法

【技术领域】

[0001] 本发明涉及木屑的回收利用领域，特别涉及一种柚木废弃木屑的环保回收方法。【背景技术】

[0002] 随着国民经济的发展和汽车数量的增多，能源短缺问题日益突出，开发新能源，实现能源多元化的举措得到世界各国的普遍关注。固体燃料是一种常规燃料的代用品或补充品，是一种新型燃料，随着人们对燃料的使用方便性及其它特殊要求应运而生，但是现行的固体燃料的主要原料是煤粉，煤粉来源于煤矿，随着煤矿资源的日益紧张，煤粉逐渐难以满足市场的需求。近年来，许多科研院所和企业开始研究利用废弃物制备固体燃料。赵红艳等(木屑负载乙醇环保型固体燃料块的配方优化，浙江海洋学院学报(自然科学版)，2011，33(6)：545-549)研究了一种利用木屑负载乙醇燃料块的固体燃料，缺点：需要添加氧化剂和催化剂，原料成本高、应用范围窄，难以大规模化推广。

[0003] 柚木废弃木屑是柚木加工后所剩下的副产品，具有易燃烧、热值高、灰分少和燃烧性能好等优点，可用来作为制备固体燃料的原料。但是柚木废弃木屑的燃烧过程中面临着：前期燃烧过程中耐久度不高、燃烧速度慢的缺点。因此，研究一种能够避免柚木废弃木屑前期燃烧中出现的问题，且其能和其它物质相结合，生产出高品质的固体燃料，具有广大的市场推广前景。
【发明内容】

[0004] 本发明的目的是提供一种柚木废弃木屑的环保回收方法，先对柚木废弃木屑进行预处理，使其组织结构酸化而降解；然后将酸化后的粉末进行碳化处理，制备成具备高热量、耐烧的碳化木屑；最后制备成固体燃料。本发明能够避免柚木废弃木屑前期燃烧中耐久度不高的问题，且其能和其它物质相结合，生产出高品质的固体燃料，具有广大的市场推广前景。

[0005] 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种柚木废弃木屑的环保回收方法，包括以下步骤：

[0006] (1)柚木废弃木屑的预处理：将柚木废弃木屑碎成粉末，然后放入酸性浸渍液中，升温至40～50℃，在超声波处理功率为800～1200W、红外线照射功率为500～800W的条件下处理20～30min，取出晾干后，得到酸性粉末；

[0007] (2)碳化：按重量份数计，将100份酸性粉末和10～22份二氧化硅混合成型后，模压成型，然后放入马弗炉中，以10～20℃/min的速度升温至380℃，恒温20～30min后，以5～10℃/min的速度升温至580℃，自然冷却后，得到碳化木屑；

[0008] (3)固体燃料的制备：按重量份数计，取100份石蜡放入夹层锅中，升温至石蜡溶化，然后加入30～55份碳化木屑、100份柚木废弃木屑、10～26份甘蔗渣粉和10～18份煤粉，在50～65℃下以50～100r/min的速度搅拌10～15min后，搅拌全过程中不断喷入酒精喷雾，搅拌完毕后，将物料装入容器内，封闭，然后装入模具中模压成型，得到固体燃料。

[0009] 在本发明中，作为进一步说明，步骤(3)所述的甘蔗渣粉由下述方法制备：按重量份数计，将100份甘蔗渣、10～20份乙酸溶液和5份海藻酸钠混合均匀后，密封发酵10～14h，然后放入高压均质机中，以2000～5000r/min的速度搅拌15～20min，再将高压均质机的压力升至20～30MPa，进行损失爆破处理0.05s，最后经过喷雾干燥处理后，得到甘蔗渣粉。

[0010] 在本发明中，作为进一步说明，所述的喷雾干燥处理的工艺参数为：进风温度为165～180℃、出风温度为98～110℃。

[0011] 在本发明中，作为进一步说明，所述的密封发酵的条件为：温度28～35℃、相对湿度为75～85％。

[0012] 在本发明中，作为进一步说明，步骤(1)所述的酸性浸渍液为由按重量比为10：2～3：1：100的磷酸、硫酸、氯化锂和去离子水混合而成。

[0013] 在本发明中，作为进一步说明，步骤(1)所述的粉末的粒径为20～40μm。

[0014] 部分原料的功效介绍：

[0015] 二氧化硅，在本发明中用作柚木废弃木屑碳化过程中，和木屑中的碳原子形成碳-硅结构。

[0016] 石蜡，在本发明中用作制备固体燃料的主要成分，以便于让固体燃料固定成型。

[0017] 煤粉，在本发明中用作制备固体燃料的原料，用于提高固体燃料的热能。

[0018] 甘蔗渣，在本发明中用作制备甘蔗渣粉的主要原料。

[0019] 乙酸溶液，在本发明中用作酸化甘蔗渣，使甘蔗渣的结构变松散。

[0020] 海藻酸钠，在本发明中用作膜材料，还可用于粘结甘蔗渣纤维，同时促进物料发酵。

[0021] 本发明具有以下有益效果：

[0022] 1、本发明所采用的预处理方法，能够使柚木废弃木屑的组织结构被酸性物质环绕，进而使其组织结构变松散，有利于后续碳化步骤的进行。本发明先将柚木废弃木屑放入酸性浸渍液中，然后在超声波振动的条件下，驱使酸性浸渍液能够充分渗透入柚木废弃木屑的组织结构内，进而使柚木废弃木屑的组织结构变松散，为后续碳化过程的进行埋下伏笔。

[0023] 2、本发明采用的碳化步骤，能够使预处理制得的酸性粉末的组织结构碳化，有利于提高固体燃料的耐久度。本发明将酸性粉末和二氧化硅相互混合后，使二氧化硅能够充分分散在酸性粉末的粉体中，然后采用阶梯升温的加热步骤，使酸性粉末逐渐碳化，而在碳化过程中二氧化硅能够和柚木废弃木屑中的碳原子形成碳-硅结构，提高碳化木屑的耐久度。

[0024] 3、本发明所采用的固体燃料的制备，能够取长补短，充分发挥各原料的优点。本发明中采用的碳化木屑具有耐久度高的优点；而柚木废弃木屑、甘蔗渣粉的采用，能够弥补碳化木屑不易燃烧，前期燃烧速度慢的缺点；煤粉还能弥补端木废弃木屑和甘蔗渣粉热量低的缺点。本发明所采用的各个原料相互配合、相互促进，共同提高固体燃料的热量和耐久度。

[0025] 4、本发明所采用的甘蔗渣粉以农产品的副产物甘蔗渣为原料，在酸性环境中发酵后，使甘蔗的结构初步松散；然后在高压均质机的高速搅拌条件下，其结构进一步被破坏；最后再经过高压爆破处理，使甘蔗渣的结构彻底被破坏，提高制备成细粒径颗粒的成功率，有利于后续固体燃料的快速燃烧。
【具体实施方式】

[0026] 实施例1：

[0027] 1.前期的准备

[0028] 甘蔗渣粉的制备：按重量份数计，将100份甘蔗渣、10份乙酸溶液和5份海藻酸钠混合均匀后，在温度28℃、相对湿度为75％的条件下密封发酵10h，然后放入高压均质机中，以2000r/min的速度搅拌15min，再将高压均质机的压力升至20MPa，进行损失爆破处理0.05s，最后经过进风温度为165℃、出风温度为98℃条件下的喷雾干燥处理后，得到甘蔗渣粉。

[0029] 酸性浸渍液的制备：按重量份数计，将10份磷酸、2份硫酸、1份氯化锂和100份去离子水混合均匀后，得到酸性浸渍液。

[0030] 将上述前期制备而得的物质用于下述柚木废弃木屑的环保回收方法上。

[0031] 2.一种柚木废弃木屑的环保回收方法，包括以下步骤：

[0032] (1)柚木废弃木屑的预处理：将柚木废弃木屑碎成粉末，然后放入酸性浸渍液中，升温至40℃，在超声波处理功率为800W、红外线照射功率为500W的条件下处理20min，取出晾干后，得到粒径为20μm的酸性粉末；

[0033] (2)碳化：按重量份数计，将100份酸性粉末和10份二氧化硅混合成型后，模压成型，然后放入马弗炉中，以10℃/min的速度升温至380℃，恒温20min后，以5℃/min的速度升温至580℃，自然冷却后，得到碳化木屑；

[0034] (3)固体燃料的制备：按重量份数计，取100份石蜡放入夹层锅中，升温至石蜡溶化，然后加入30份碳化木屑、100份柚木废弃木屑、10份甘蔗渣粉和10份煤粉，在50℃下以50r/min的速度搅拌10min后，搅拌全过程中不断喷入酒精喷雾，搅拌完毕后，将物料装入容器内，封闭，然后装入模具中模压成型，得到固体燃料。

[0035] 经计算，产品耐久度为98.1％，空气干燥基低位发热量为4598大卡。

[0036] 实施例2：

[0037] 1.前期的准备

[0038] 甘蔗渣粉的制备：按重量份数计，将100份甘蔗渣、14份乙酸溶液和5份海藻酸钠混合均匀后，在温度29℃、相对湿度为80％的条件下密封发酵11h，然后放入高压均质机中，以2500r/min的速度搅拌16min，再将高压均质机的压力升至22MPa，进行损失爆破处理0.05s，最后经过进风温度为168℃、出风温度为100℃条件下的喷雾干燥处理后，得到甘蔗渣粉。

[0039] 酸性浸渍液的制备：按重量份数计，将10份磷酸、2.3份硫酸、1份氯化锂和100份去离子水混合均匀后，得到酸性浸渍液。

[0040] 将上述前期制备而得的物质用于下述柚木废弃木屑的环保回收方法上。

[0041] 2.一种柚木废弃木屑的环保回收方法，包括以下步骤：

[0042] (1)柚木废弃木屑的预处理：将柚木废弃木屑碎成粉末，然后放入酸性浸渍液中，升温至44℃，在超声波处理功率为900W、红外线照射功率为600W的条件下处理23min，取出晾干后，得到粒径为30μm的酸性粉末；

[0043] (2)碳化：按重量份数计，将100份酸性粉末和15份二氧化硅混合成型后，模压成型，然后放入马弗炉中，以19℃/min的速度升温至380℃，恒温24min后，以6℃/min的速度升温至580℃，自然冷却后，得到碳化木屑；

[0044] (3)固体燃料的制备：按重量份数计，取100份石蜡放入夹层锅中，升温至石蜡溶化，然后加入42份碳化木屑、100份柚木废弃木屑、13份甘蔗渣粉和12份煤粉，在54℃下以60r/min的速度搅拌11min后，搅拌全过程中不断喷入酒精喷雾，搅拌完毕后，将物料装入容器内，封闭，然后装入模具中模压成型，得到固体燃料。

[0045] 经计算，产品耐久度为98.6％，空气干燥基低位发热量为4681大卡。

[0046] 实施例3：

[0047] 1.前期的准备

[0048] 甘蔗渣粉的制备：按重量份数计，将100份甘蔗渣、14份乙酸溶液和5份海藻酸钠混合均匀后，在温度33℃、相对湿度为80％的条件下密封发酵12h，然后放入高压均质机中，以4000r/min的速度搅拌17min，再将高压均质机的压力升至23MPa，进行损失爆破处理0.05s，最后经过进风温度为175℃、出风温度为105℃条件下的喷雾干燥处理后，得到甘蔗渣粉。

[0049] 酸性浸渍液的制备：按重量份数计，将10份磷酸、2.7份硫酸、1份氯化锂和100份去离子水混合均匀后，得到酸性浸渍液。

[0050] 将上述前期制备而得的物质用于下述柚木废弃木屑的环保回收方法上。

[0051] 2.一种柚木废弃木屑的环保回收方法，包括以下步骤：

[0052] (1)柚木废弃木屑的预处理：将柚木废弃木屑碎成粉末，然后放入酸性浸渍液中，升温至46℃，在超声波处理功率为1100W、红外线照射功率为700W的条件下处理27min，取出晾干后，得到粒径为25μm的酸性粉末；

[0053] (2)碳化：按重量份数计，将100份酸性粉末和20份二氧化硅混合成型后，模压成型，然后放入马弗炉中，以17℃/min的速度升温至380℃，恒温25min后，以9℃/min的速度升温至580℃，自然冷却后，得到碳化木屑；

[0054] (3)固体燃料的制备：按重量份数计，取100份石蜡放入夹层锅中，升温至石蜡溶化，然后加入45份碳化木屑、100份柚木废弃木屑、25份甘蔗渣粉和13份煤粉，在60℃下以70r/min的速度搅拌14min后，搅拌全过程中不断喷入酒精喷雾，搅拌完毕后，将物料装入容器内，封闭，然后装入模具中模压成型，得到固体燃料。

[0055] 经计算，产品耐久度为98.0％，空气干燥基低位发热量为4574大卡。

[0056] 实施例4：

[0057] 1.前期的准备

[0058] 甘蔗渣粉的制备：按重量份数计，将100份甘蔗渣、12份乙酸溶液和5份海藻酸钠混合均匀后，在温度31℃、相对湿度为77％的条件下密封发酵13h，然后放入高压均质机中，以3000r/min的速度搅拌18min，再将高压均质机的压力升至26MPa，进行损失爆破处理0.05s，最后经过进风温度为175℃、出风温度为107℃条件下的喷雾干燥处理后，得到甘蔗渣粉。

[0059] 酸性浸渍液的制备：按重量份数计，将10份磷酸、2.4份硫酸、1份氯化锂和100份去离子水混合均匀后，得到酸性浸渍液。

[0060] 将上述前期制备而得的物质用于下述柚木废弃木屑的环保回收方法上。

[0061] 2.一种柚木废弃木屑的环保回收方法，包括以下步骤：

[0062] (1)柚木废弃木屑的预处理：将柚木废弃木屑碎成粉末，然后放入酸性浸渍液中，升温至44℃，在超声波处理功率为950W、红外线照射功率为700W的条件下处理26min，取出晾干后，得到粒径为30μm的酸性粉末；

[0063] (2)碳化：按重量份数计，将100份酸性粉末和17份二氧化硅混合成型后，模压成型，然后放入马弗炉中，以17℃/min的速度升温至380℃，恒温28min后，以6℃/min的速度升温至580℃，自然冷却后，得到碳化木屑；

[0064] (3)固体燃料的制备：按重量份数计，取100份石蜡放入夹层锅中，升温至石蜡溶化，然后加入52份碳化木屑、100份柚木废弃木屑、22份甘蔗渣粉和10～18份煤粉，在63℃下以60r/min的速度搅拌14min后，搅拌全过程中不断喷入酒精喷雾，搅拌完毕后，将物料装入容器内，封闭，然后装入模具中模压成型，得到固体燃料。

[0065] 经计算，产品耐久度为97.9％，空气干燥基低位发热量为4385大卡。

[0066] 实施例5：

[0067] 1.前期的准备

[0068] 甘蔗渣粉的制备：按重量份数计，将100份甘蔗渣、14份乙酸溶液和5份海藻酸钠混合均匀后，在温度29℃、相对湿度为83％的条件下密封发酵11h，然后放入高压均质机中，以4500r/min的速度搅拌17min，再将高压均质机的压力升至26MPa，进行损失爆破处理0.05s，最后经过进风温度为170℃、出风温度为104℃条件下的喷雾干燥处理后，得到甘蔗渣粉。

[0069] 酸性浸渍液的制备：按重量份数计，将10份磷酸、2.8份硫酸、1份氯化锂和100份去离子水混合均匀后，得到酸性浸渍液。

[0070] 将上述前期制备而得的物质用于下述柚木废弃木屑的环保回收方法上。

[0071] 2.一种柚木废弃木屑的环保回收方法，包括以下步骤：

[0072] (1)柚木废弃木屑的预处理：将柚木废弃木屑碎成粉末，然后放入酸性浸渍液中，升温至47℃，在超声波处理功率为1000W、红外线照射功率为750W的条件下处理22min，取出晾干后，得到粒径为30μm的酸性粉末；

[0073] (2)碳化：按重量份数计，将100份酸性粉末和15份二氧化硅混合成型后，模压成型，然后放入马弗炉中，以18℃/min的速度升温至380℃，恒温24min后，以6℃/min的速度升温至580℃，自然冷却后，得到碳化木屑；

[0074] (3)固体燃料的制备：按重量份数计，取100份石蜡放入夹层锅中，升温至石蜡溶化，然后加入54份碳化木屑、100份柚木废弃木屑、10～26份甘蔗渣粉和15份煤粉，在59℃下以90r/min的速度搅拌12min后，搅拌全过程中不断喷入酒精喷雾，搅拌完毕后，将物料装入容器内，封闭，然后装入模具中模压成型，得到固体燃料。

[0075] 经计算，产品耐久度为98.1％，空气干燥基低位发热量为4504大卡。

[0076] 实施例6：

[0077] 1.前期的准备

[0078] 甘蔗渣粉的制备：按重量份数计，将100份甘蔗渣、20份乙酸溶液和5份海藻酸钠混合均匀后，在温度35℃、相对湿度为85％的条件下密封发酵14h，然后放入高压均质机中，以5000r/min的速度搅拌20min，再将高压均质机的压力升至30MPa，进行损失爆破处理0.05s，最后经过进风温度为180℃、出风温度为110℃条件下的喷雾干燥处理后，得到甘蔗渣粉。

[0079] 酸性浸渍液的制备：按重量份数计，将10份磷酸、3份硫酸、1份氯化锂和100份去离子水混合均匀后，得到酸性浸渍液。

[0080] 将上述前期制备而得的物质用于下述柚木废弃木屑的环保回收方法上。

[0081] 2.一种柚木废弃木屑的环保回收方法，包括以下步骤：

[0082] (1)柚木废弃木屑的预处理：将柚木废弃木屑碎成粉末，然后放入酸性浸渍液中，升温至50℃，在超声波处理功率为1200W、红外线照射功率为800W的条件下处理30min，取出晾干后，得到粒径为40μm的酸性粉末；

[0083] (2)碳化：按重量份数计，将100份酸性粉末和22份二氧化硅混合成型后，模压成型，然后放入马弗炉中，以20℃/min的速度升温至380℃，恒温30min后，以10℃/min的速度升温至580℃，自然冷却后，得到碳化木屑；

[0084] (3)固体燃料的制备：按重量份数计，取100份石蜡放入夹层锅中，升温至石蜡溶化，然后加入55份碳化木屑、100份柚木废弃木屑、26份甘蔗渣粉和18份煤粉，在65℃下以100r/min的速度搅拌15min后，搅拌全过程中不断喷入酒精喷雾，搅拌完毕后，将物料装入容器内，封闭，然后装入模具中模压成型，得到固体燃料。

[0085] 经计算，产品耐久度为97.8％，空气干燥基低位发热量为4325大卡。

[0086] 上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。