本發(fā)明涉及一種秸稈煤的制備方法，屬于秸稈煤技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展以及種植結(jié)構(gòu)及模式的改變，農(nóng)產(chǎn)品的秸稈產(chǎn)量大幅增加，但在秸稈后續(xù)處理問(wèn)題上，除了用于畜牧飼料、還田肥料、工業(yè)原料及直接炊事燃用外，出現(xiàn)了大量剩余。有些地方甚至剩余成災(zāi)，每到秋收，大量的秸稈在田間就地焚燒，既浪費(fèi)了寶貴的資源，也嚴(yán)重污染了環(huán)境，甚至造成火災(zāi)災(zāi)害。近幾年來(lái)，出現(xiàn)了將作物秸稈制成秸稈煤作為燃料，秸稈煤是將秸稈經(jīng)過(guò)熱壓成型達(dá)到一定密度，形成可供燃燒的棒狀物料。

秸稈是一類常見(jiàn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢料，小麥秸稈是最為常見(jiàn)的農(nóng)作物秸稈之一。小麥?zhǔn)俏覈?guó)最重要的糧食作物之一，種植范圍非常廣泛，從平原到海拔4000米的高原均有種植。煤炭是人們生活中不可缺少的一種常用能源，將煤炭資源擴(kuò)大，使自然界開(kāi)采的煤炭主要應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域，是的生物質(zhì)能源加工的煤炭應(yīng)用到民用當(dāng)中，極大的節(jié)約了和延長(zhǎng)了煤炭的使用年限。

現(xiàn)有的傳統(tǒng)秸稈煤在存放時(shí)間較長(zhǎng)后易因碰撞或堆積破碎，且在燃燒時(shí)容易造成中心部位直接碳化，而不能將熱量最大程度地釋放，造成秸稈煤的有效利用率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)傳統(tǒng)秸稈煤在存放時(shí)間較長(zhǎng)后易因碰撞或堆積破碎，且在燃燒時(shí)容易造成中心部位直接碳化，而不能將熱量最大程度地釋放，造成秸稈煤的有效利用率不高的缺陷，本發(fā)明通過(guò)乙醇對(duì)秸稈顆粒進(jìn)行浸潤(rùn)，再進(jìn)行氣爆處理，使秸稈結(jié)構(gòu)蓬松，再將氣爆后的秸稈顆粒進(jìn)行干燥碳化處理，去除其中的造紙，增加碳值，隨后將碳化后的顆粒與硝酸鐵及異丙醇鋁進(jìn)行混合，使碳化后的顆粒表面吸附鐵基氧載體，促進(jìn)燃燒，隨后與泥煤等進(jìn)行混合，擠壓成型，從而制得秸稈煤。本發(fā)明制備的秸稈煤結(jié)構(gòu)蓬松，負(fù)載載氧體，促進(jìn)燃燒，使熱量完全燃燒，且使用擠壓成型，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，從而有效解決了傳統(tǒng)秸稈煤在存放時(shí)間較長(zhǎng)后易因碰撞或堆積破碎，且在燃燒時(shí)容易造成中心部位直接碳化，而不能將熱量最大程度地釋放，造成秸稈煤的有效利用率不高的缺陷，本發(fā)明將玉米秸稈和小麥秸稈粉碎、過(guò)篩收集過(guò)篩顆粒，再將其與乙醇溶液混合得混合物，將混合物加熱、保壓后收集的混合物進(jìn)行過(guò)濾，并在擠壓后得擠壓物，再將擠壓物升溫、碳化再進(jìn)行粉碎、過(guò)篩，收集過(guò)篩顆粒，隨后將其與硝酸鐵和異丙醇鋁等進(jìn)行攪拌、過(guò)濾，并將制得的過(guò)濾物與泥煤及石蠟攪拌，在壓縮成型后干燥，收集干燥成型物，即可得秸稈煤，本發(fā)明制備的秸稈煤采用秸稈碎料一體成型，在秸稈基體中的助燃劑不僅增強(qiáng)了秸稈煤的粘結(jié)強(qiáng)度，且起到了引燃和助燃的作用，特殊結(jié)構(gòu)的透氣孔可使秸稈煤在燃燒時(shí)與空氣充分接觸，整個(gè)秸稈煤能夠得到完全充分地燃燒，提高了秸稈煤的有效利用率。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）按質(zhì)量比1:1，取玉米秸稈和小麥秸稈，自然晾曬1～2天，將晾曬后的玉米秸稈和小麥秸稈放入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，按質(zhì)量比1:2，將過(guò)篩顆粒與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的乙醇溶液放入攪拌機(jī)中，以150r/min攪拌20～25min，收集攪拌混合物； （2）將上述攪拌混合物放入汽爆裝置中，設(shè)定氣爆壓力為1.3～1.5MPa，溫度為43～48℃，保壓時(shí)間為50～60s，隨后氣爆，收集氣爆后的混合物，并對(duì)氣爆后的混合物進(jìn)行過(guò)濾，收集過(guò)濾物，放入壓力機(jī)中，以10～15MPa，擠壓10～15min，收集擠壓物；

（3）將上述擠壓物放入碳化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以10℃/min升溫至190～220℃，預(yù)碳化50～70min，再以15℃/min升溫至330～360℃，碳化40～50min，繼續(xù)升溫至950～1100℃碳化20～30min，收集碳化物，放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)150目篩，收集過(guò)篩顆粒；

（4）按重量份數(shù)計(jì)，取40～45份蒸餾水、30～35份上述過(guò)篩顆粒、19～22份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的氨水、4～7份硝酸鐵及3～6份異丙醇鋁放入容器中，對(duì)容器加熱至90～95℃，以130r/min攪拌50～55min，隨后過(guò)濾，收集過(guò)濾物，按質(zhì)量比6:4:1～8:4:1，取過(guò)濾物、泥煤及石蠟放入攪拌機(jī)中攪拌均勻，再放入成型中壓縮成型，收集成型物，放入干燥箱中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，設(shè)定溫度為260～290℃，干燥40～50min，收集干燥成型物，即可得秸稈煤。

本發(fā)明的物理性質(zhì)：本發(fā)明制備的秸稈煤燃點(diǎn)低，升溫快，熱值均達(dá)7200～7400kcal/kg，且NOx、SOx、CO2的污染氣體的排放量降低了60～70％，且本發(fā)明制得的秸稈煤原材料來(lái)源充足、廣泛，不僅保護(hù)了環(huán)境，而且還為人類尋找新能源的領(lǐng)域拓展了空間。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明制備的秸稈煤可塑性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度強(qiáng)，熱值高且用途廣泛，完全滿足煤炭的民用量，同時(shí)本發(fā)明在制作過(guò)程中無(wú)任何廢物排放，不污染環(huán)境；

（2）本發(fā)明制得的秸稈煤體積小、比重大、耐燃燒，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，具備天然煤一樣的品質(zhì)，市場(chǎng)前景可觀，成本低廉。

具體實(shí)施方式

按質(zhì)量比1:1，取玉米秸稈和小麥秸稈，自然晾曬1～2天，將晾曬后的玉米秸稈和小麥秸稈放入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，按質(zhì)量比1:2，將過(guò)篩顆粒與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的乙醇溶液放入攪拌機(jī)中，以150r/min攪拌20～25min，收集攪拌混合物；將上述攪拌混合物放入汽爆裝置中，設(shè)定氣爆壓力為1.3～1.5MPa，溫度為43～48℃，保壓時(shí)間為50～60s，隨后氣爆，收集氣爆后的混合物，并對(duì)氣爆后的混合物進(jìn)行過(guò)濾，收集過(guò)濾物，放入壓力機(jī)中，以10～15MPa，擠壓10～15min，收集擠壓物；將上述擠壓物放入碳化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以10℃/min升溫至190～220℃，預(yù)碳化50～70min，再以15℃/min升溫至330～360℃，碳化40～50min，繼續(xù)升溫至950～1100℃碳化20～30min，收集碳化物，放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)150目篩，收集過(guò)篩顆粒；按重量份數(shù)計(jì)，取40～45份蒸餾水、30～35份上述過(guò)篩顆粒、19～22份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的氨水、4～7份硝酸鐵及3～6份異丙醇鋁放入容器中，對(duì)容器加熱至90～95℃，以130r/min攪拌50～55min，隨后過(guò)濾，收集過(guò)濾物，按質(zhì)量比6:4:1～8:4:1，取過(guò)濾物、泥煤及石蠟放入攪拌機(jī)中攪拌均勻，再放入成型中壓縮成型，收集成型物，放入干燥箱中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，設(shè)定溫度為260～290℃，干燥40～50min，收集干燥成型物，即可得秸稈煤。

實(shí)例1

按質(zhì)量比1:1，取玉米秸稈和小麥秸稈，自然晾曬1天，將晾曬后的玉米秸稈和小麥秸稈放入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，按質(zhì)量比1:2，將過(guò)篩顆粒與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的乙醇溶液放入攪拌機(jī)中，以150r/min攪拌20min，收集攪拌混合物；將上述攪拌混合物放入汽爆裝置中，設(shè)定氣爆壓力為1.3MPa，溫度為43℃，保壓時(shí)間為50s，隨后氣爆，收集氣爆后的混合物，并對(duì)氣爆后的混合物進(jìn)行過(guò)濾，收集過(guò)濾物，放入壓力機(jī)中，以10MPa，擠壓10min，收集擠壓物；將上述擠壓物放入碳化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以10℃/min升溫至190℃，預(yù)碳化50min，再以15℃/min升溫至330℃，碳化40min，繼續(xù)升溫至950℃碳化20min，收集碳化物，放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)150目篩，收集過(guò)篩顆粒；按重量份數(shù)計(jì)，取40份蒸餾水、30份上述過(guò)篩顆粒、19份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的氨水、4份硝酸鐵及3份異丙醇鋁放入容器中，對(duì)容器加熱至90℃，以130r/min攪拌50min，隨后過(guò)濾，收集過(guò)濾物，按質(zhì)量比6:4:1，取過(guò)濾物、泥煤及石蠟放入攪拌機(jī)中攪拌均勻，再放入成型中壓縮成型，收集成型物，放入干燥箱中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，設(shè)定溫度為260℃，干燥40min，收集干燥成型物，即可得秸稈煤。

本發(fā)明的物理性質(zhì)：本發(fā)明制備的秸稈煤燃點(diǎn)低，升溫快，熱值均達(dá)7200kcal/kg，且NOx、SOx、CO2的污染氣體的排放量降低了60％，且本發(fā)明制得的秸稈煤原材料來(lái)源充足、廣泛，不僅保護(hù)了環(huán)境，而且還為人類尋找新能源的領(lǐng)域拓展了空間。

實(shí)例2

按質(zhì)量比1:1，取玉米秸稈和小麥秸稈，自然晾曬2天，將晾曬后的玉米秸稈和小麥秸稈放入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，按質(zhì)量比1:2，將過(guò)篩顆粒與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的乙醇溶液放入攪拌機(jī)中，以150r/min攪拌25min，收集攪拌混合物；將上述攪拌混合物放入汽爆裝置中，設(shè)定氣爆壓力為1.5MPa，溫度為48℃，保壓時(shí)間為60s，隨后氣爆，收集氣爆后的混合物，并對(duì)氣爆后的混合物進(jìn)行過(guò)濾，收集過(guò)濾物，放入壓力機(jī)中，以15MPa，擠壓15min，收集擠壓物；將上述擠壓物放入碳化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以10℃/min升溫至220℃，預(yù)碳化70min，再以15℃/min升溫至360℃，碳化50min，繼續(xù)升溫至1100℃碳化30min，收集碳化物，放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)150目篩，收集過(guò)篩顆粒；按重量份數(shù)計(jì)，取45份蒸餾水、35份上述過(guò)篩顆粒、22份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的氨水、7份硝酸鐵及6份異丙醇鋁放入容器中，對(duì)容器加熱至95℃，以130r/min攪拌55min，隨后過(guò)濾，收集過(guò)濾物，按質(zhì)量比8:4:1，取過(guò)濾物、泥煤及石蠟放入攪拌機(jī)中攪拌均勻，再放入成型中壓縮成型，收集成型物，放入干燥箱中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，設(shè)定溫度為290℃，干燥50min，收集干燥成型物，即可得秸稈煤。

本發(fā)明的物理性質(zhì)：本發(fā)明制備的秸稈煤燃點(diǎn)低，升溫快，熱值均達(dá)7400kcal/kg，且NOx、SOx、CO2的污染氣體的排放量降低了70％，且本發(fā)明制得的秸稈煤原材料來(lái)源充足、廣泛，不僅保護(hù)了環(huán)境，而且還為人類尋找新能源的領(lǐng)域拓展了空間。

實(shí)例3

按質(zhì)量比1:1，取玉米秸稈和小麥秸稈，自然晾曬2天，將晾曬后的玉米秸稈和小麥秸稈放入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)50目篩，收集過(guò)篩顆粒，按質(zhì)量比1:2，將過(guò)篩顆粒與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的乙醇溶液放入攪拌機(jī)中，以150r/min攪拌23min，收集攪拌混合物；將上述攪拌混合物放入汽爆裝置中，設(shè)定氣爆壓力為1.4MPa，溫度為45℃，保壓時(shí)間為55s，隨后氣爆，收集氣爆后的混合物，并對(duì)氣爆后的混合物進(jìn)行過(guò)濾，收集過(guò)濾物，放入壓力機(jī)中，以12MPa，擠壓12min，收集擠壓物；將上述擠壓物放入碳化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以10℃/min升溫至210℃，預(yù)碳化60min，再以15℃/min升溫至350℃，碳化45min，繼續(xù)升溫至1050℃碳化25min，收集碳化物，放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)150目篩，收集過(guò)篩顆粒；按重量份數(shù)計(jì)，取42份蒸餾水、32份上述過(guò)篩顆粒、20份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的氨水、5份硝酸鐵及4份異丙醇鋁放入容器中，對(duì)容器加熱至92℃，以130r/min攪拌52min，隨后過(guò)濾，收集過(guò)濾物，按質(zhì)量比7:4:1，取過(guò)濾物、泥煤及石蠟放入攪拌機(jī)中攪拌均勻，再放入成型中壓縮成型，收集成型物，放入干燥箱中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，設(shè)定溫度為270℃，干燥45min，收集干燥成型物，即可得秸稈煤。

本發(fā)明的物理性質(zhì)：本發(fā)明制備的秸稈煤燃點(diǎn)低，升溫快，熱值均達(dá)7300kcal/kg，且NOx、SOx、CO2的污染氣體的排放量降低了65％，且本發(fā)明制得的秸稈煤原材料來(lái)源充足、廣泛，不僅保護(hù)了環(huán)境，而且還為人類尋找新能源的領(lǐng)域拓展了空間。