阅读说明：本技术 一种生物质燃料浆及其制备方法 (Biomass fuel slurry and preparation method thereof ) 是由 汪洋 周俊虎 刘树刚 文光旭 张永亮 潘宏春 于 2018-08-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种生物质燃料浆及其制备方法,其特征在于：包括以下步骤；1)生物质加热干燥,粉碎成生物质粉末；2)生物质粉末中加入酸性溶液加热处理,后加入碱性溶液中和酸性,获得生物质分散液；3)生物质分散液中加入水搅拌均匀,80℃烘箱中水热法加热2小时；4)然后依次加入甲醛、亚硫酸钠、亚油酸、烷基磷羧酸盐,待搅拌均匀后保持温度继续反应即得所述生物质燃料浆。该制备方法制备得到的生物质燃料浆具有良好的流动性和稳定性。(The invention provides biomass fuel slurry and a preparation method thereof, and is characterized in that: comprises the following steps; 1) heating and drying the biomass, and crushing the biomass into biomass powder; 2) adding an acidic solution into the biomass powder, heating, and then adding an alkaline solution to neutralize acidity to obtain a biomass dispersion liquid; 3) adding water into the biomass dispersion liquid, uniformly stirring, and heating for 2 hours in an oven at 80 ℃ by a hydrothermal method; 4) and then sequentially adding formaldehyde, sodium sulfite, linoleic acid and alkyl phosphate carboxylate, uniformly stirring, and keeping the temperature to continuously react to obtain the biomass fuel slurry. The biomass fuel slurry prepared by the preparation method has good fluidity and stability.)

一种生物质燃料浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种使用生物质作为主要原料制备燃料浆液及其制备方法。

背景技术

我国总能源消耗的中煤炭作为一次能源消耗约占72％左右，在相当长的时间内，我国的能源消费结构仍将以煤炭为主。随着环境要求的提高，迫切需要一种清洁的燃料。

我国是农业大国，并且林木资源丰富，由此产生大量的果壳，秸秆，木屑等农林废弃物，利用这些可再生的生物废弃物作为燃料是一种行之有效的绿色能源模式。

生物质经过干燥粉碎前处理后为疏水性物质，且粒度很细，具有很大的比表面积，难以与水可以密切结合成为一种浆体。并且由于其和水的密度差，很容易与水分离。良好的流变性和稳定性是生物质浆最为重要的性能，如何使生物质浆具有良好的流体特性，成为技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有良好流变性和稳定性的生物质燃料浆。该生物质燃料浆具有低污染、便于泵送、雾化和燃烧等特点，其燃烧效率和锅炉热效率都较高，其锅炉燃烧负荷调节范围宽。另外，由于排烟温度低，能有效降低氮氧化物的排放，也易于脱硫，环保节能，存储安全，是一种理想的代油代煤燃料。

本发明的第二个目是提供一种生物质燃料浆的制备方法，制备过程无“三废”排出，是一种绿色环保型、无污染清洁化的生产。

本发明解决问题采用的技术方案是：

一种生物质燃料浆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤；

1)生物质加热干燥，粉碎成生物质粉末；

2)生物质粉末中加入酸性溶液加热处理，后加入碱性溶液中和酸性，并使其与生物质粉末中的碳元素反应，生成碳酸钾和氢气，获得解离后的多孔状生物质分散液；

3)生物质分散液中加入水搅拌均匀，80℃烘箱中水热法加热2小时；

4)然后加入质量浓度为5％甲醛，继续反应1小时后加入质量浓度为10％亚硫酸钠，生成木质素磺酸盐；加料完成后保温1小时；继续加热至90℃，加入质量浓度为20％亚油酸、质量浓度为5％烷基磷羧酸盐，待搅拌均匀后保持温度继续反应3小时，降温出料，即得所述生物质燃料浆；其中生物质分散液、甲醛、亚硫酸钠、亚油酸、烷基磷羧酸盐的比例以重量份计为 80-82:1-2:2-3:2-3:1-2，优选80:2:2:3:1。

其中，甲醛、亚硫酸钠、亚油酸、烷基磷羧酸盐等添加剂的主要作用在于通过在生物质颗粒表面的吸附作用改变其表面性质，从而改善该悬浮体系的稳定性和流变性能，使生物质燃料浆体具有良好的流动性和稳定性。

进一步的，步骤2)中，生物质粉末与酸性溶液、碱性溶液的比例为1-2：9-11： 9-11，优选1:10:10。

进一步的，所述酸性溶液为质量分数为8％的乙二酸溶液，

更进一步的，所述的碱性溶液为1g/ml的氢氧化钾。

进一步的，生物质采用农业的废弃生物材料。

进一步的，步骤1)中粉末粒径为100目。

更进一步的，步骤1)中，生物质放入150℃-180℃的马弗炉内进行持续加热 6个小时后降至室温干燥。

进一步的，步骤2)中，酸性溶液加热处理为，生物质粉末在酸性溶液中180-200 度反应2小时。

更进一步的，步骤3)中，生物质分散液中加入水搅拌，并开始加热升温后，先采用超声分散10分钟～30分钟，使生物质粉末分散均匀再进行水热法加热。

一种生物质燃料浆，采用上述制备方法制备得到。

本发明的有益效果：

1、本发明选用废弃生物质制备，可以减少高性能生物质燃料浆的生产成本，直接有效利用废生物质材料中的疏松多孔结构，起到废弃资源回收再利用的作用。

2、本发明选用具有环境污染影响的废弃生物质制备生物质燃料浆，能够高效利用废弃资源，起到节能环保的作用，可以为三废处理提供一条绿色环保的新发展路线。

3、本发明生产工艺简单、条件温和，生产过程加料、条件都容易控制，产品无毒无害，使用不受季节和区域限制，便于运输和储存，与一般生物质燃料相比，可使用燃油锅炉。

4、使用多种添加剂达到化学改性的目的。使制备的产品同时具有羧基、磺酸基等阴离子基团，使制备的生物质燃料浆能适应更多的原料，制备的生物质燃料浆具有稳定性好，流动性优良的特点。

5、本发明使用生物质制备生物质燃料浆，整个工艺过程无“三废”排出，是一种绿色环保型、无污染清洁化生产工艺。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

生物质燃料浆，采用以下步骤制备：

1.废弃生物质放入温度于介于150℃的马弗炉内进行持续加热6个小时后降至室温干燥保存。

2.将生物质材料放入循环生物质材料破碎机进行粉碎，之后过20目的筛，得到破碎后的生物质材料。将破碎后的生物质材料放入研磨机中进行干磨2h，之后过100目筛，得到研磨后的生物质粉末。

3.取生物质粉末于酸性溶液中，所述酸性溶液选用质量分数为8％的乙二酸溶液，所述酸性溶液与生物质粉末之间的比例为每10ml酸性溶液中加入1g生物质粉末。加热到200度，反应时间为2小时。

4.加入碱性溶液，使用的碱性溶液为浓度为1g/ml氢氧化钾溶液，所述碱性溶液与生物质粉末的比例为每10ml碱性溶液中含1g生物质粉末，搅拌分散的时间为2小时。中和酸性，并使其与生物质中的碳元素反应，生成碳酸钾和氢气，促进生物质中形成多孔间隙。获得解离后生物质分散液。

5.往80重量份生物质分散液中加入40重量份的水后开启搅拌，并开始加热升温；使用超声分散10分钟～30分钟使所述生物质粉末分散均匀。于80℃烘箱中水热法加热2小时。

6.待温度升至80℃时，加入2重量份质量浓度为5％甲醛，继续反应1小时后加入2重量份的质量浓度为10％亚硫酸钠，生成木质素磺酸盐。加料完成后保温1小时；继续加热至90℃时，3重量份的质量浓度为20％亚油酸、1重量份质量浓度为5％烷基磷羧酸盐，待搅拌均匀后保持温度继续反应3小时，降温出料，即得所述生物质燃料浆成品。使用生物质燃料粉末制作高浓度燃料和水混合物，作为一种代油洁净燃料，具有低污染、便于泵送、雾化和燃烧等特点，是洁净煤技术中的一个重要组成部分。生物质浆是由质量分数60％～70％的生物质30％左右的水和约1％的添加剂组成的固液分散体系。生物质燃料浆的燃烧效率和锅炉热效率都较高，其锅炉燃烧负荷调节范围宽。另外，由于排烟温度低，能有效降低氮氧化物的排放，也易于脱硫，环保节能，存储安全，是一种理想的代油代煤燃料。