本發(fā)明涉及生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用領(lǐng)域，尤其涉及一種采用搗固焦?fàn)t對(duì)生物質(zhì)成型料進(jìn)行提質(zhì)的工藝。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)能源需求量的迅速增長(zhǎng)、及傳統(tǒng)化石燃料的日益枯竭，煤炭作為我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)的主體地位在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生根本性改變。目前，對(duì)于煤炭的利用多以燃燒為主，而煤炭在燃燒過(guò)程中會(huì)排放大量的粉塵、一氧化碳、硫或氮的氧化物等污染物，致使生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化，造成了日漸嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)潔凈的可再生能源已然成為解決能源危機(jī)和環(huán)境污染的重要途徑。
生物質(zhì)能是綠色植物將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，即以生物質(zhì)為載體的能量形式，它直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時(shí)也是唯一一種可再生的碳源。并且，生物質(zhì)能還具有能源替代、減排環(huán)保和促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)等多重功能，因此，從能源安全和環(huán)境保護(hù)出發(fā)，對(duì)生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用已成為當(dāng)前發(fā)展可再生能源的戰(zhàn)略重點(diǎn)。
然而，由于生物質(zhì)能原料的結(jié)構(gòu)疏松、分布分散、占用空間大，作為燃料存在能量密度小、直接燃燒的熱效率低、運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本高等問(wèn)題，導(dǎo)致難以規(guī)?；咝Ю茫?jīng)濟(jì)效益較差，成為制約生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為商品能 源的重要因素。近年來(lái)研發(fā)的生物質(zhì)固化成型技術(shù)改變了傳統(tǒng)的生物質(zhì)能利用方式，將松散的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高密度的成型燃料，直接燃燒或用作氣化、液化原料，成為生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用的一種有效途徑，也是替代常規(guī)能源的有效方法。但目前尚不具備使生物質(zhì)燃料大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的設(shè)備，由此限制了生物質(zhì)的開(kāi)發(fā)利用。
搗固焦?fàn)t是煤的焦化工藝中使用的大型化設(shè)備，其占地面積廣，投資基建費(fèi)用大。煤焦化是以煤為原料經(jīng)高溫干餾生產(chǎn)焦炭，同時(shí)獲得煤氣、煤焦油并回收其它化工產(chǎn)品的一種煤轉(zhuǎn)化工藝，其焦炭產(chǎn)品主要是冶金焦或化工焦。由于工業(yè)上對(duì)這類(lèi)焦炭的品質(zhì)要求很高，使得生產(chǎn)冶金焦或化工焦所采用的煤原料主要是焦煤、1/3焦煤、氣煤、肥煤、瘦煤、貧瘦煤等煤種，屬于中變質(zhì)煙煤，但是近年來(lái)煤炭資源的短缺，特別是用于焦化工業(yè)的中高品質(zhì)煤原料的減少，使得焦化行業(yè)的原料成本與日俱增，加之近幾年鋼鐵、冶金等大量需要冶金焦或化工焦的行業(yè)的衰退，導(dǎo)致焦炭產(chǎn)品的需求量減少、價(jià)格下滑，從而迫使焦化廠(chǎng)急劇縮減焦炭產(chǎn)量，由此帶來(lái)的后果是搗固焦?fàn)t停止運(yùn)行，而一旦焦?fàn)t停用便會(huì)報(bào)廢，那么為了保護(hù)斥巨資投建的搗固焦?fàn)t設(shè)備，就不得不在最低程度內(nèi)維持焦?fàn)t的運(yùn)行，這樣不僅降低了搗固焦?fàn)t的利用度，還會(huì)造成焦化行業(yè)的產(chǎn)能過(guò)剩。因此，如何拯救瀕臨負(fù)增長(zhǎng)的焦化產(chǎn)業(yè)，提高搗固焦?fàn)t的利用度，解決焦化行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題已成為當(dāng)前遏制焦化行業(yè)發(fā)展的瓶頸。
綜上所述，在目前的形勢(shì)下如何能夠?qū)v固焦?fàn)t應(yīng)用于生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用領(lǐng)域，以使上述兩方面的問(wèn)題都得以迎刃而解，是困擾本領(lǐng)域技術(shù)人員的一個(gè)技術(shù)難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能大規(guī)模應(yīng)用的缺陷及現(xiàn)有的搗固焦?fàn)t利用度低的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種采用搗固焦?fàn)t對(duì)生物質(zhì)成型料進(jìn)行提質(zhì)的工藝。
為此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為：
一種生物質(zhì)成型料的提質(zhì)工藝，包括如下步驟：
(1)將生物質(zhì)原料打包成捆，形成捆狀料；
(2)在20-100℃、5-40mpa的條件下將所述捆狀料壓制成型，制得生物質(zhì)成型料；
(3)對(duì)所述生物質(zhì)成型料進(jìn)行提質(zhì)處理，控制提質(zhì)溫度為850-950℃、提質(zhì)時(shí)間不小于16小時(shí)，收集溢出的粗煤氣、焦油，同時(shí)得到焦炭。
所述生物質(zhì)原料的含水量不大于20wt％。
所述生物質(zhì)原料為秸稈和/或木質(zhì)廢棄物。
所述捆狀料的體積不小于0.5m3。
所述壓制的條件下力為50-70℃、15-25mpa。
所述生物質(zhì)成型料與所述捆狀料的密度之比為(2-4)：1。
所述提質(zhì)處理是在搗固焦?fàn)t中進(jìn)行的。
本發(fā)明采用液壓設(shè)備對(duì)上述捆狀料進(jìn)行壓制處理，根據(jù)所使用的模具的形狀和尺寸的不同，能夠制得具有任意形狀和尺寸的成型料。優(yōu)選地，本發(fā)明制得的生物質(zhì)成型料的形狀和尺寸與搗固焦?fàn)t的炭化室相匹配。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明提供的生物質(zhì)成型料的提質(zhì)工藝，充分利用高溫干餾能使生物 質(zhì)中的有機(jī)物轉(zhuǎn)換成油氣、且殘余物可用作化工焦的特性，通過(guò)直接將生物質(zhì)原料打包成捆、再在特定條件下壓制成型，一方面確保生物質(zhì)原料能夠推入搗固焦?fàn)t中進(jìn)行提質(zhì)處理，另一方面還使得生物質(zhì)干餾后的固體產(chǎn)物不易粉化，易于搗固焦?fàn)t的推焦，從而獲得一定可觀(guān)量的粗煤氣、焦油、殘?zhí)?。可?jiàn)，本發(fā)明的提質(zhì)工藝不僅能夠降低油氣和焦炭產(chǎn)品的原料成本，還可有效實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的資源化利用，使得本發(fā)明的工藝既有可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益又有一定的社會(huì)效益。本發(fā)明的生物質(zhì)提質(zhì)工藝既解決了現(xiàn)有技術(shù)因不存在大規(guī)模的工業(yè)化設(shè)備而使生物質(zhì)應(yīng)用受限的問(wèn)題，又克服了現(xiàn)有的搗固焦?fàn)t利用度低、提質(zhì)行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題。
具體實(shí)施方式
下面將對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，下面所描述的本發(fā)明不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。
在下述實(shí)施例中，wt％表示質(zhì)量百分含量，“kg/t成型料”指每噸成型料得到的產(chǎn)品的千克數(shù)，“nm3/t成型料”指每噸成型料得到的粗煤氣的體積換算成0℃、1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的立方米數(shù)。
實(shí)施例1
本實(shí)施例所述的生物質(zhì)成型料的提質(zhì)工藝，包括如下步驟：
(1)將100kg、含水量為18wt％的秸稈打包成捆，得到體積為0.5m3的長(zhǎng)方體狀捆狀料；
(2)在50℃、15mpa的條件下將捆狀料壓制成型，即得生物質(zhì)成型料，該生物質(zhì)成型料與捆狀料的密度之比為2：1；
(3)將所述生物質(zhì)成型料推入搗固焦?fàn)t中進(jìn)行提質(zhì)處理，控制提質(zhì)溫度為850℃，提質(zhì)時(shí)間為16小時(shí)，收集溢出的粗煤氣、焦油，同時(shí)得到焦炭。
本實(shí)施例得到的粗煤氣的量為330nm3/t成型料，焦油的量為25kg/t成型料，焦炭的量為280kg/t成型料，以質(zhì)量計(jì)，其中焦炭中的固體碳含量不小于50％、揮發(fā)分含量不大于6％，焦炭篩分后粒徑在40mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的10％，粒徑在25mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的20％。
實(shí)施例2
本實(shí)施例所述的生物質(zhì)成型料的提質(zhì)工藝，包括如下步驟：
(1)將110kg、含水量為20wt％的秸稈打包成捆，得到體積為0.5m3的長(zhǎng)方體狀捆狀料；
(2)在60℃、25mpa的條件下將捆狀料壓制成型，即得生物質(zhì)成型料，該生物質(zhì)成型料與捆狀料的密度之比為3：1；
(3)將所述生物質(zhì)成型料推入搗固焦?fàn)t中進(jìn)行提質(zhì)處理，控制提質(zhì)溫度為900℃，提質(zhì)時(shí)間為18小時(shí)，收集溢出的粗煤氣、焦油，同時(shí)得到焦炭。
本實(shí)施例得到的粗煤氣的量為335nm3/t成型料，焦油的量為24kg/t成型料，焦炭的量為280kg/t成型料，以質(zhì)量計(jì)，其中焦炭中的固體碳含量不小于50％、揮發(fā)分含量不大于6％，焦炭篩分后粒徑在40mm以上的顆 ?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的10％，粒徑在25mm以上的顆粒總質(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的20％。
實(shí)施例3
本實(shí)施例所述的生物質(zhì)成型料的提質(zhì)工藝，包括如下步驟：
(1)將90kg、含水量為16wt％的秸稈打包成捆，得到體積為0.5m3的長(zhǎng)方體狀捆狀料；
(2)在70℃、15mpa的條件下將捆狀料壓制成型，即得生物質(zhì)成型料，該生物質(zhì)成型料與捆狀料的密度之比為2：1；
(3)將所述生物質(zhì)成型料推入搗固焦?fàn)t中進(jìn)行提質(zhì)處理，控制提質(zhì)溫度為950℃，提質(zhì)時(shí)間為16小時(shí)，收集溢出的粗煤氣、焦油，同時(shí)得到焦炭。
本實(shí)施例得到的粗煤氣的量為340nm3/t成型料，焦油的量為22kg/t成型料，焦炭的量為282kg/t成型料，以質(zhì)量計(jì)，其中焦炭中的固體碳含量不小于50％、揮發(fā)分含量不大于6％，焦炭篩分后粒徑在40mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的10％，粒徑在25mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的20％。
實(shí)施例4
本實(shí)施例所述的生物質(zhì)成型料的提質(zhì)工藝，包括如下步驟：
(1)將100kg、含水量為18wt％的秸稈打包成捆，得到體積為0.5m3的長(zhǎng)方體狀捆狀料；
(2)在20℃、20mpa的條件下將捆狀料壓制成型，即得生物質(zhì)成型料，該生物質(zhì)成型料與捆狀料的密度之比為2.5：1；
(3)將所述生物質(zhì)成型料推入搗固焦?fàn)t中進(jìn)行提質(zhì)處理，控制提質(zhì)溫度為850℃，提質(zhì)時(shí)間為20小時(shí)，收集溢出的粗煤氣、焦油，同時(shí)得到焦炭。
本實(shí)施例得到的粗煤氣的量為330nm3/t成型料，焦油的量為25kg/t成型料，焦炭的量為280kg/t成型料，以質(zhì)量計(jì)，其中焦炭中的固體碳含量不小于50％、揮發(fā)分含量不大于6％，焦炭篩分后粒徑在40mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的10％，粒徑在25mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的20％。
實(shí)施例5
本實(shí)施例所述的生物質(zhì)成型料的提質(zhì)工藝，包括如下步驟：
(1)將110kg、含水量為20wt％的秸稈打包成捆，得到體積為0.5m3的長(zhǎng)方體狀捆狀料；
(2)在100℃、30mpa的條件下將捆狀料壓制成型，即得生物質(zhì)成型料，該生物質(zhì)成型料與捆狀料的密度之比為4：1；
(3)將所述生物質(zhì)成型料推入搗固焦?fàn)t中進(jìn)行提質(zhì)處理，控制提質(zhì)溫度為900℃，提質(zhì)時(shí)間為16小時(shí)，收集溢出的粗煤氣、焦油，同時(shí)得到焦炭。
本實(shí)施例得到的粗煤氣的量為325nm3/t成型料，焦油的量為23kg/t成型料，焦炭的量為270kg/t成型料，以質(zhì)量計(jì)，其中焦炭中的固體碳含量不小于50％、揮發(fā)分含量不大于6％，焦炭篩分后粒徑在40mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的10％，粒徑在25mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的20％。
顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。