一种生物质半焦制备方法

摘要

本发明公开了一种生物质半焦制备方法，包括如下步骤：步骤一：将不同种类生物质原料进行分区独立干燥处理；步骤二：按比例称取干燥后的不同生物质原料量后进行混合；步骤三：在氮气气氛下对步骤二获得的生物质原料混合物进行热解处理；步骤四：将热解固体产物进行物理破碎；步骤五：将破碎后的热解固体产物和热解液体产物进行混合；步骤六：将步骤五获得的混合均匀的热解固体产物和热解液体产物共同压制成型，制成生物质半焦。本发明根据不同生物质原料的特性进行多种生物质原料混合热解制备半焦；适应季节特性；利用生物质本身获得的生物质油作为胶黏剂，获取成本低，生物质油可同时作为胶黏剂和燃料。

权利要求

1.一种生物质半焦制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将不同种类生物质原料进行分区独立干燥处理；

步骤二：按比例称取步骤一获得的干燥后的不同生物质原料量后进行混合；

步骤三：在氮气气氛下对步骤二获得的生物质原料混合物进行热解处理；

步骤四：将步骤三获得的热解固体产物进行物理破碎；

步骤五：将步骤四获得的破碎后的热解固体产物和步骤三获得的热解液体产物进行混合；

步骤六：将步骤五获得的混合均匀的热解固体产物和热解液体产物共同压制成型，制成生物质半焦。

2.根据权利要求1所述的生物质半焦制备方法，其特征在于：步骤一的干燥处理方式热风烘干。

3.根据权利要求2所述的生物质半焦制备方法，其特征在于：热风的能量来源为生物质原料本身。

4.根据权利要求1所述的生物质半焦制备方法，其特征在于：步骤一～步骤六采用两种生物质燃料：木材和玉米秸秆。

5.根据权利要求1所述的生物质半焦制备方法，其特征在于：木材和玉米秸秆的质量比例为1:2。

6.根据权利要求4所述的生物质半焦制备方法，其特征在于：步骤三对生物质燃料进行热解的气氛为氮气。

7.根据权利要求4所述的生物质半焦制备方法，其特征在于：步骤四利用的破碎方式为物理破碎。

8.根据权利要求7所述的生物质半焦制备方法，其特征在于：将步骤三获得的热解固体产物破碎为直径为不大于2mm的生物质颗粒。

说明书

一种生物质半焦制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及生物质燃料领域，具体为一种生物质半焦制备方法。

背景技术

[0002] 生物质能是清洁的可再生能源，在诸多可再生能源中，生物质能能源当量是位于石油、煤、天然气之后的第四大能源，当今世界约有15％的能源来自生物质。然而，生物质的重量密度和能量密度较低，运输成本较高。生物质热解制备半焦是一种普遍的利用生物质能的方式，生物质热解制备半焦是指在一定的气氛下，对生物质进行加热，去除生物质中的内水分和轻质气体，生成炭为主的半焦。所述半焦产品用于纺织、建筑、冶炼等工业领域。然而，制备半焦需要的生物质原料量较多，单独使用一种生物质作为原料来源不利于对生物质资源的充分利用。

发明内容

[0003] 针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种生物质半焦制备方法，根据不同生物质原料的特性进行多种生物质原料混合热解制备半焦；根据季节特性充分利用农业生物质和林业生物质；利用生物质本身获得的生物质油作为胶黏剂，获取成本低，生物质油为可燃物，热值高，可同时作为胶黏剂和燃料。

[0004] 一种生物质半焦制备方法，包括如下步骤：

[0005] 步骤一：将不同种类生物质原料进行分区独立干燥处理；

[0006] 步骤二：按比例称取步骤一获得的干燥后的不同生物质原料量后进行混合；

[0007] 步骤三：在氮气气氛下对步骤二获得的生物质原料混合物进行热解处理；

[0008] 步骤四：将步骤三获得的热解固体产物进行物理破碎；

[0009] 步骤五：将步骤四获得的破碎后的热解固体产物和步骤三获得的热解液体产物进行混合；

[0010] 步骤六：将步骤五获得的混合均匀的热解固体产物和热解液体产物共同压制成型，制成生物质半焦。

[0011] 为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

[0012] 步骤一的干燥处理方式热风烘干。

[0013] 热风的能量来源为生物质原料本身。

[0014] 步骤一～步骤六采用两种生物质燃料：木材和玉米秸秆。

[0015] 木材和玉米秸秆的质量比例为1:2。

[0016] 骤三对生物质燃料进行热解的气氛为氮气。

[0017] 步骤四利用的破碎方式为物理破碎。

[0018] 将步骤三获得的热解固体产物破碎为直径为不大于2mm的生物质颗粒。

[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：根据不同生物质原料的特性进行多种生物质原料混合热解制备半焦；根据季节特性充分利用农业生物质和林业生物质，采用的玉米秸秆有放热区间，能为热解反应提供反应热量；利用生物质本身获得的生物质油作为胶黏剂，用于将松散的、细微的生物质热解颗粒黏结成团；生物质油作为生物质燃料本身的热解产物，获取成本低，无需额外购买胶黏剂；生物质油为可燃物，热值高，可同时作为胶黏剂和燃料。

具体实施方式

[0020] 下面结合实施例对本发明提供的生物质半焦制备方法作进一步详细、完整地说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0021] 一种生物质半焦制备方法，包括如下步骤：

[0022] 步骤一：将不同种类生物质原料进行分区独立干燥处理。

[0023] 采用两种生物质燃料：木材加工边角料为主的林业生物质原料和农业生物质原料，林业生物质原料为各种形状大小不规则的木材，农业生物质原料采用玉米秸秆。此步骤用于去除生物质原料的外水分。较佳的，干燥处理的方式为自然晾晒。由于自然状态的生物质燃料含有外水分较多，通过自然晾晒的方式能够去除较多的外水分，且处理成本低。缺点是晾晒对天气状况依赖程度大，且对需求场地大，晾晒时间长。针对上述缺点，可根据具体情况设置风机进行热风烘干加热，形成热风的能量来源为生物质燃料本身，即无需额外的燃料。

[0024] 步骤二：按比例称取步骤一获得的干燥后的不同生物质原料量后进行混合。

[0025] 木材和玉米秸秆的比例根据季节可适应性调整，在玉米收获季节可适当提高玉米秸秆的比例，较佳的，此时木材和玉米秸秆的比例为1:2。

[0026] 步骤三：在氮气气氛下对步骤二获得的生物质原料混合物进行热解处理。

[0027] 此步骤中，对生物质燃料进行热解的气氛为惰性气体，较佳的，为氮气。本步骤的热解产物包括热解固体产物、热解气体产物和热解液体产物。具体的，利用流通的氮气对热热解室进行吹扫，将氮气吹扫出来的热解反应物进行冷凝，分离出不凝结的热解气体产物和凝结后的热解液体产物，热解气体和部分热解液体用于步骤一中，作为燃料对原始生物质原料进行干燥处理，部分获得的热解液体产物留存备用，所述热解液体产物为生物质油。

[0028] 此过程中，玉米秸秆在350～500℃之间存在一个放热区间，而其它温度区间以及木材的整个热解区间都为吸热反应，因此玉米秸秆在350～500℃之间可为热解反应提高一定的热量。

[0029] 步骤四：将步骤三获得的热解固体产物进行物理破碎。

[0030] 此步骤利用的破碎方式为物理破碎，具体的，使用破碎机进行破碎。较佳的，破碎为直径为不大于2mm的生物质颗粒。此热解固体产物的成分主要为固定碳，机械强度低，较生物质原料而言，更易破碎，破碎消耗的能量少。将热解固体产物进行破碎主要是为了后续最终产品的重塑。

[0031] 步骤五：将步骤四获得的破碎后的热解固体产物和步骤三获得的热解液体产物进行混合。

[0032] 此步骤中，利用步骤三获得的生物质油作为胶黏剂，用于将松散的、细微的热解固体产物颗粒黏结成团。生物质油作为生物质原料本身的热解产物，获取成本低，无需额外购买胶黏剂，另外，使用生物质油做粘合剂可以使碳粉较易粘合，压制成型后不易发生松散的情形，生物质油本身属于可燃物，且其热值高，即可同时作为胶黏剂和燃料。

[0033] 步骤六：将步骤五获得的混合均匀的热解固体产物和热解液体产物共同压制成型，制成生物质半焦。

[0034] 此步骤中，压制后，生物质油胶黏剂和生物质颗粒黏结，生物质油胶黏剂渗入生物质碳颗粒之间的空隙中。生物质油的黏度随着温度的升高而降低，因此常温时，生物质油的黏度较高，能很好的使用生物质颗粒黏结成团，燃烧时，当所述生物质成型燃料被加热时，作为胶黏剂的生物质油的黏度降低，降低对生物质热解固体产物的之间的连接紧密度。

[0035] 最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。