本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種生物質(zhì)的成型方法，具體來說是一種無化學(xué)添加劑的生物質(zhì)成型炭的制備方法。

背景技術(shù)：

生物質(zhì)能源作為可再生能源，具有可再生性、清潔低污染、CO₂零排放、資源豐富等優(yōu)點(diǎn)。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量巨大，有大量的農(nóng)林業(yè)廢棄物。傳統(tǒng)的處理方式是直接燃燒，這種方式對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

發(fā)展生物質(zhì)利用技術(shù)既能緩解環(huán)境污染問題，又能充分利用農(nóng)林業(yè)廢棄生物質(zhì)資源，改善或提高農(nóng)民的生活條件，具有明顯的社會(huì)意義與經(jīng)濟(jì)意義，符合我國現(xiàn)階段國情和生物質(zhì)開發(fā)利用水平。

目前，研究生物質(zhì)制備成型炭的方法主要有兩種，即先成型后炭化和先炭化后成型。先成型后炭化得到的生物質(zhì)成型炭密度及抗壓強(qiáng)度低，這是因?yàn)樵谔炕^程中揮發(fā)分析出，不可避免的破壞了生物質(zhì)成型燃料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。然而先炭化后成型工藝也有其缺點(diǎn)，炭化后的生物質(zhì)由于木質(zhì)素等具有天然粘結(jié)性的物質(zhì)分解，使生物質(zhì)失去了粘結(jié)性，因此再成型需要加入粘結(jié)劑，但是目前添加的粘結(jié)劑中含有添加大量的化學(xué)藥品。燃燒過程中這些化學(xué)藥品將會(huì)揮發(fā)和生物質(zhì)炭粉反應(yīng)生成其他有毒有害的物質(zhì)影響使用者的人身安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種無化學(xué)添加劑的生物質(zhì)成型炭的制備方法，所述的這種無化學(xué)添加劑的生物質(zhì)成型炭的制備方法要解決現(xiàn)有技術(shù)中制備生物質(zhì)成型炭的方法需要加入粘結(jié)劑，影響環(huán)境和人身安全的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供了一種無化學(xué)添加劑的生物質(zhì)成型炭的方法，其特征在于包含以下步驟：

一種無化學(xué)添加劑的生物質(zhì)成型炭的制備方法，包含以下步驟：

1)將物質(zhì)粉碎、篩分，得到原料，原料粒徑在4.75~0.075mm之間；所述的生物質(zhì)為農(nóng)林業(yè)廢棄物或者城市有機(jī)廢棄物；

2)將原料輸送至回轉(zhuǎn)窯中，在300~900℃的溫度下進(jìn)行炭化處理，得到生物質(zhì)炭粉；

3)稱取所述的生物質(zhì)炭粉，裝入容器中；

4)稱取可溶性淀粉，所述的可溶性淀粉和生物質(zhì)炭粉的質(zhì)量比為1：1~20，將可溶性淀粉裝入所述的容器中，攪拌使生物質(zhì)炭粉和可溶性淀粉混合均勻；

5)稱取沸水，所述的沸水與生物質(zhì)炭粉的質(zhì)量比為1：1~5，倒入所述的容器中攪拌均勻；

6)將步驟5）的物料倒入一個(gè)加熱器中，加熱至20~150℃，得到熟料；

7)將加熱器中的物料倒入一個(gè)成型機(jī)中，在20~400MPa的壓力下壓制；保持10~3600s；

8)卸壓，獲得無化學(xué)添加劑的生物質(zhì)成型炭。

進(jìn)一步的，所述的生物質(zhì)為木屑、竹屑、棉稈、或者秸稈。

進(jìn)一步的，所述成型機(jī)的直徑為16~50mm 。

本發(fā)明是將農(nóng)林業(yè)廢棄物或者城市有機(jī)廢棄物用回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行炭化，然后將生物質(zhì)炭粉與淀粉按照一定比例充分混合，加入適量沸水后進(jìn)行壓縮成型的工藝。在此過程中只添加了淀粉作為粘結(jié)劑，沒有其他化學(xué)試劑，可用作燒烤炭及工業(yè)鍋爐燃料等，燃燒過程對人體、環(huán)境無害，是一種綠色環(huán)保的可再生燃料。

本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其技術(shù)進(jìn)步是顯著的。本發(fā)明的生物質(zhì)成型的方法，添加劑為無污染的可溶性淀粉，燃燒時(shí)無其他添加化合物析出，制作工藝簡單，可較好地解決傳統(tǒng)處理方式添加多種化學(xué)試劑在燃燒時(shí)有有毒有害副產(chǎn)物的產(chǎn)生等問題，適合工業(yè)和食品行業(yè)使用。

附圖說明

圖1是采用本發(fā)明的方法獲得的生物質(zhì)照片。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：

將木屑篩分至0.3~0.5mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行450℃的炭化處理，得到木屑炭粉。稱取10g木屑炭粉，裝入容器中。稱取5g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使木屑炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)木屑炭粉和可溶性淀粉的比例為2:1。按木屑炭粉和水的比例為1:2.5稱取25ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。不加熱，在室溫下直接輸送至直徑為32mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為100MPa，壓制生料；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為A1。

實(shí)施例2：

將木屑篩分至0.3~0.5mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行450℃的炭化處理，得到木屑炭粉。稱取9g木屑炭粉，裝入容器中。稱取3g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使木屑炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)木屑炭粉和可溶性淀粉的比例為3:1。按木屑炭粉和水的比例為3:8稱取24ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。加熱溫度至90℃，輸送至直徑為32mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為100MPa，壓制生料；保持壓力40s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為A2。

實(shí)施例3：

將木屑篩分至0.3~0.5mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行450℃的炭化處理，得到木屑炭粉。稱取8g木屑炭粉，裝入容器中。稱取2g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使木屑炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)木屑炭粉和可溶性淀粉的比例為4:1。按木屑炭粉和水的比例為1:3稱取24ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。加熱至36°C，輸送至直徑為32mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為100MPa，壓制生料；保持壓力45s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為A3。

實(shí)施例4：

將木屑篩分至0.3~0.5mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行450℃的炭化處理，得到木屑炭粉。稱取9g木屑炭粉，裝入容器中。稱取2g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使木屑炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)木屑炭粉和可溶性淀粉的比例為4.5:1。按木屑炭粉和水的比例為9:20稱取20ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻，。不加熱，直接輸送至直徑為32mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為80MPa；保持壓力50s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為A4。

實(shí)施例5：

將木屑篩分至0.3~0.5mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行450℃的炭化處理，得到木屑炭粉。稱取10g木屑炭粉，裝入容器中。稱取2g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使木屑炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)木屑炭粉和可溶性淀粉的比例為5:1。按木屑炭粉和水的比例為1:2稱取20ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。不加熱，輸送至直徑為32mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為100MPa；保持壓力30s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為A5。

實(shí)施例6：

將木屑篩分至0.3~0.5mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行450℃的炭化處理，得到木屑炭粉。稱取12g木屑炭粉，裝入容器中。稱取2g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使木屑炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)木屑炭粉和可溶性淀粉的比例為6:1。按木屑炭粉和水的比例為1:2稱取24ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。不加熱，直接輸送至直徑為32mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為80MPa；保持壓力20s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為A6。

實(shí)施例7：

將木屑篩分至0.3~0.5mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行450℃的炭化處理，得到木屑炭粉。稱取14g木屑炭粉，裝入容器中。稱取2g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使木屑炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)木屑炭粉和可溶性淀粉的比例為7:1。按木屑炭粉和水的比例為7:15稱取30ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。不加熱，直接輸送至直徑為32mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為80MPa；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為A7。

實(shí)施例8：

將木屑篩分至0.3~0.5mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行450℃的炭化處理，得到木屑炭粉。稱取10g木屑炭粉，裝入容器中。稱取1g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使木屑炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)木屑炭粉和可溶性淀粉的比例為10:1。按木屑炭粉和水的比例為1:2稱取20ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。不加熱，直接輸送至直徑為32mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為80MPa；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為A8。

實(shí)施例9：

將木屑篩分至0.3~0.5mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行450℃的炭化處理，得到木屑炭粉。稱取10g木屑炭粉，裝入容器中。稱取0.5g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使木屑炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)木屑炭粉和可溶性淀粉的比例為20:1。按木屑炭粉和水的比例為1:2稱取20ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。不加熱，直接將輸送至直徑為32mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為80MPa；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為A9。

實(shí)施例10：

將木屑篩分至0.3~0.5mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行450℃的炭化處理，得到木屑炭粉。稱取10g木屑炭粉，裝入容器中。按木屑炭粉和水的比例為1:2稱取20ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻，。不加熱，直接輸送至直徑為32mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為80MPa；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為A10。

實(shí)施例11：

將棉桿篩分至0.5~1mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行400℃的炭化處理，得到棉稈炭粉。稱取1g棉稈炭粉，裝入容器中。稱取0.5g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使棉稈炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)棉稈炭粉和可溶性淀粉的比例為2:1。按棉稈炭粉和水的比例為1:2稱取2ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。不加熱，直接輸送至直徑為16mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為60MPa；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為MB1。

實(shí)施例12：

將棉稈篩分至0.5~1mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行400℃的炭化處理，得到棉稈炭粉。稱取1g棉稈炭粉，裝入容器中。稱取0.2g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使棉稈炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)棉稈炭粉和可溶性淀粉的比例為5:1。按棉稈炭粉和水的比例為1:2稱取2ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻，。不加熱，直接輸送至直徑為16mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為60MPa；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為MB2。

實(shí)施例13：

將棉稈篩分至0.5~1mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行400℃的炭化處理，得到棉稈炭粉。稱取1g棉稈炭粉，裝入容器中。稱取0.1g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使棉稈炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)棉稈炭粉和可溶性淀粉的比例為10:1。按棉稈炭粉和水的比例為1:2稱取2ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。不加熱，直接輸送至直徑為16mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為60MPa；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為MB3。

實(shí)施例14：

將棉稈篩分至0.5~1mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行400℃的炭化處理，得到棉稈炭粉。稱取1g棉稈炭粉，裝入容器中。稱取0.05g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使棉稈炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)棉稈炭粉和可溶性淀粉的比例為20:1。按棉稈炭粉和水的比例為1:2稱取2ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。不加熱，直接將輸送至直徑為16mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為60MPa；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為MB4。

實(shí)施例15：

將木屑篩分至0.5~1mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行300℃的炭化處理，得到木屑炭粉。稱取1g木屑炭粉，裝入容器中。稱取0.5g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使木屑炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)木屑炭粉和可溶性淀粉的比例為2:1。按棉稈炭粉和水的比例為1:2稱取2ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。加熱至60℃，輸送至直徑為16mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為60MPa；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為MC1。

實(shí)施例15：

將木屑篩分至0.5~1mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行300℃的炭化處理，得到棉稈炭粉。稱取1g棉稈炭粉，裝入容器中。稱取0.2g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使木屑炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)木屑炭粉和可溶性淀粉的比例為5:1。按棉稈炭粉和水的比例為1:2稱取2ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。加熱至60℃，輸送至直徑為16mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為60MPa；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為MC2。

實(shí)施例16：

將木屑篩分至0.5~1mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行300℃的炭化處理，得到棉稈炭粉。稱取1.4g棉稈炭粉，裝入容器中。稱取0.2g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使木屑炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)木屑炭粉和可溶性淀粉的比例為7:1。按棉稈炭粉和水的比例為1.4:3稱取3ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。加熱至60℃，輸送至直徑為16mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為60MPa；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為MC3。

實(shí)施例16：

將木屑篩分至0.5~1mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行300℃的炭化處理，得到棉稈炭粉。稱取2g棉稈炭粉，裝入容器中。稱取0.2g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使木屑炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)木屑炭粉和可溶性淀粉的比例為10:1。按棉稈炭粉和水的比例為1:2稱取4ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。加熱至60℃，輸送至直徑為16mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為60MPa；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為MC4。

實(shí)施例17：

將木屑篩分至0.5~1mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行300℃的炭化處理，得到棉稈炭粉。稱取1g棉稈炭粉，裝入容器中。稱取0.05g可溶性淀粉，裝入容器中攪拌使木屑炭粉和可溶性淀粉混合均勻，得到干料。此時(shí)木屑炭粉和可溶性淀粉的比例為20:1。按棉稈炭粉和水的比例為1:2稱取2ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。加熱至60℃，輸送至直徑為16mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為60MPa；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為MC5。

實(shí)施例18：

將木屑篩分至0.5~1mm，干燥，倒進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行300℃的炭化處理，得到棉稈炭粉。稱取1g棉稈炭粉，裝入容器中。按棉稈炭粉和水的比例為1:2稱取2ml的100℃沸水，倒入容器中攪拌均勻。加熱至60℃，輸送至直徑為16mm的成型機(jī)中，設(shè)置成型壓力為60MPa；保持壓力60s后卸壓，取出成型后的生物質(zhì)燃料。標(biāo)記為MC6。