生物煤的制作方法与流程

1.本发明涉及一种利用植物废料进行再生制作成为生物煤的方法。


背景技术：

2.由于煤炭热量高，标准煤的发热量为7000大卡/千克，因此广泛用作工业生产的燃料。但是煤炭的使用存在以下的问题，包括煤炭的开采，其多数以地下矿井开采为主，这种开采方式必然会造成地表塌陷，而且地表塌陷的面积要比煤炭开采面积大1倍左右，长时间的地表塌陷就会在平原地区出现积水受淹的现象，部分地区也会出现土地资源盐渍化的现象，这对于土地资源的破坏是极其严重的，而在山地地区严重的地表塌陷还会引起山体滑坡和泥石流，对土地资源和生态环境产生了十分不利的影响，极大的破坏了生态平衡。
3.煤炭的燃烧，绝大部分的硫被氧化成二氧化硫（so2），随烟气排放，污染大气，危害动、植物生长及人类健康，腐蚀金属设备；当含硫多的煤用于冶金炼焦时，还影响焦炭和钢铁的质量。所以，“硫分”含量是评价煤质的重要指标之一。
4.煤在彻底燃烧后所剩下的残渣称为灰分，灰分分外在灰分和内在灰分。外在灰分是来自顶板和夹层的岩石碎块，它与采煤方法的合理与否有很大关系。外在灰分通过分选大部分能去掉。内在灰分是成煤的原始植物本身所含的无机物，内在灰分越高，煤的可选性越差。灰是有害物质．动力煤中灰分增加，发热量降低、排渣量增加，煤容易结渣；一般灰分每增加2%，发热量降低100kcal/kg左右。冶炼精煤中灰分增加，高炉利用系数降低，焦炭强度下降，石灰石用量增加；灰分每增加1%，焦炭强度下降2%，高炉生产能就降3%，石灰石用量增加4 %。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术的不足，本发明提供一种生物煤的制作方法，使用废弃的植物部分作为原料制作成具有高热值、低排放且价格低廉的生物煤。
6.本发明是这样实现上述目的的：生物煤的制作方法，包括以下步骤：s1-1.将废弃的植物部分作为原料放置入密闭的烧结炉中，将烧结炉内的压力调整至负压；s1-2.启动烧结炉升温至500-850℃；s1-3.维持烧结炉的温度并保持指定的时间，使所有原料在上述工作气氛中产生熔融；s1-4.烧结炉停止加热并保持负压，熔融的原料冷却并结晶为生物煤晶体。
7.其中，所述在步骤s1-1中将原料放置入烧结炉前，还需要对原料进行干燥，将原料的含水量控制在15%以内。
8.其中，获得生物煤晶体后还加入以下成型步骤：
s2-1.将生物煤晶体进行粉碎，获得晶体粉末；s2-2.向晶体粉末中加入胶水并混合均匀获得混合物并置于成型机中成型；s2-3.将成型后的混合物置于烘炉中升温至90-200℃，进行固化；s2-4.获得生物煤成品。
9.其中，所述步骤s2-3的固化操作后，还对固化的生物煤进行切割成型，对切割成型所产生的生物煤晶体废料进行回收并重新投料至步骤s2-2中于晶体粉末混合后再一次成型。
10.其中，所述负压为负一个大气压。
11.其中，所述废弃的植物部分包括棕榈、椰子、玉米、芥花籽、稻米、大麦、小麦的枝、叶、茎、根、种子外壳，废弃木料。
12.其中，所述废弃的植物部分包括海草及海藻。
13.其中，生物煤成品为鹅卵形。
14.本发明的有益效果：现有的废弃的植物部分，如植物的枝、叶、根、茎以及种子外壳等可作为生物再生原料用于制作生物燃料，如沼气、生物油等等，但是这些生物燃料的转化时间较长。通过对这些植物的废弃部分通过真空烧结后使其转化为生物煤晶体，能够大大提高生物燃料的转化时间。在真空烧结结晶的过程中可使植物中的其他元素产生转化、挥发，使获得的成品中的杂质及其他元素的含量大幅减少，相对于现有使用的煤炭，可大大减少燃烧时所产生的污染气体，如二氧化硫、硫化氢、一氧化氮等，因此燃烧更加清洁。另一方面，所获得的成品燃烧所产生的发热量比煤炭高出15~20%，因此能够广泛应用于钢铁冶炼、火力发电等，是更为理想、环保的煤炭替代能源。
具体实施方式
15.生物煤的制作方法，包括以下步骤：s1-1.将废弃的植物部分作为原料放置入密闭的烧结炉中，将烧结炉内的压力调整至负压。
16.所述植物的废弃部分来源十分广泛，可以是陆生的一年或多年生长的植物，如棕榈、椰子、玉米、芥花籽、稻米、大麦、小麦的枝、叶、茎、根、种子外壳，废弃木料等等，还可以采用生长于海洋中的植物，如海草及海藻等，因此原料的来源十分广泛、丰富且成本低廉。
17.因不同植物的含水量都会有所不同，为免水含量过高而影响烧结以及成品燃烧的发热量，需要对原料进行干燥，通常需要将原料的含水量控制在15%以内。
18.由于烧结过程中烧结炉中的温度较高，为防止原料在高温状态下产生燃烧而不是熔融结晶，需要将烧结炉的空气排空，即在其内设置为负压。当然也可以采用充入惰性气体，但为使原料中的杂质或其他元素能够在烧结过程中产生挥发，本发明优选采用负压，且负压为负一个大气压，即真空环境。
19.s1-2.然后启动烧结炉升温至500-850℃。该烧结温度需要根据不同的原料特性进行调整即选择。对于材质比较松软、尺寸较小的原料可以选择较低的烧结温度，如植物的叶片、秸秆等材料，较低的温度已足以使这类原料完全熔融。但是对于材质相对紧密或原料尺寸较大的，如椰子壳等，则应当选择较高的温度，以便能够是原料充分熔融。
20.s1-3.维持烧结炉的温度并保持指定的时间，使所有原料在上述工作气氛中产生
熔融。原料的主要元素为碳氢化合物，在真空即高温下首先会被碳化，在维持一定的时间内，碳化后的物质在超过其熔点后会产生熔融，并被烧结。
21.s1-4.烧结炉停止加热并保持负压，熔融的原料冷却并结晶为生物煤晶体。
22.烧结获得的生物煤晶体整体与原料的形状相近，因此对于运输及存储都十分不利，而且在燃烧时由于生物煤晶体的堆叠有可能影响到燃烧效果。为此还需要对生物煤晶体进行成型操作。操作步骤如下：s2-1.将生物煤晶体放入粉碎机中进行粉碎，获得晶体粉末。
23.s2-2.将晶体粉末倒入混合机中并加入胶水，启动混合机将晶体粉粉末与胶水合均匀获得混合物，然后将混合物放置于成型机中通过模具成型。
24.s2-3.最后将成型后的混合物置于烘炉中升温至90-200℃，进行固化。固化温度需要视乎所采用的胶水的固化温度。由于模具在合模精度以及混合物的加入量等因素，固化成型后的生物煤会存在毛边等，因此还需要对其进行切割成型。为能够充分利用余料，对切割成型所产生的生物煤晶体废料进行回收并重新投料至步骤s2-2中于晶体粉末混合后再一次成型。具体而言，生物煤成品为鹅卵形，该形状在使用时，堆叠燃烧舱内生物煤成品之间依然可以保留适当的空隙，以便空气能够在空隙间流通，更有利于燃烧的进行。
25.s2-4.获得生物煤成品。
26.上述提及的废弃的植物部分的来源可以非常广泛，可以是一年或多年生植物的任何被废弃的部分，以下举出一些具体的例子作出说明：陆生植物，包括棕榈、椰子、玉米、芥花籽、稻米、大麦、小麦的枝、叶、茎、根、种子外壳，废弃木料；海生植物，包括海草及海藻等等。
27.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。