(一)技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種潔凈型燒烤炭的制備方法，具體地說是一種低voc潔凈型速燃燒烤炭及其制備方法。
(二)
背景技術(shù)：
生物質(zhì)型煤是將煤炭與農(nóng)林廢棄物等可燃生物質(zhì)及添加劑按一定比例混合壓制而成的一種固體成型燃料,是煤炭資源的一種潔凈利用方式。其中以蘭炭(或其他類型煤炭)和木炭為主要原料的燒烤炭，相比于其他燒烤燃料如煤氣、天然氣等，具有節(jié)能環(huán)保、運(yùn)輸方便、易于使用等優(yōu)點(diǎn)而受到民眾的普遍歡迎。速燃燒烤炭，作為燒烤炭產(chǎn)品的一種，英文(instantlightcharcoalbriquette)，由于易點(diǎn)燃，在美國、英國等西方國家普遍受到歡迎。速燃燒烤炭的問題是，由于要使用點(diǎn)火油作為引燃方式，速燃燒烤炭在燃燒前期會釋放出一定量的voc。
美國聯(lián)邦環(huán)保署(epa)對voc定義：揮發(fā)性有機(jī)化合物是除co、h2co3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外，任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物定義為voc。voc不僅易刺激人體的各類感官，部分還具有致突變、致畸、致癌等作用，會直接危害人類身體健康，而且還是o3和pm2.5的重要前體物，能造成光化學(xué)煙霧、o3濃度升高、霧霾天氣次數(shù)增加等環(huán)境問題，間接地影響人體健康。吸附法是voc污染控制技術(shù)中的一種，是利用吸附材料巨大的比表面積和孔容來吸附voc。吸附材料主要是具有密集的細(xì)孔結(jié)構(gòu)的粒狀如活性炭、硅膠、沸石等。《堿金屬離子改性對納米hzsm-5沸石丁烯裂解催化性能的影響》一文指出利用堿金屬離子浸漬改性沸石的方法，基本原理是通過改變沸石中的非骨架陽離子，可以調(diào)整其孔道大小、改變晶體內(nèi)靜電場強(qiáng)度、表面酸堿性，從而改變沸石的性質(zhì)，調(diào)節(jié)沸石的吸附、分離和催化特性。
(三)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了降低速燃燒烤炭在燃燒前期所釋放的voc對人體和環(huán)境的危害，本發(fā)明提供一種低voc潔凈型速燃燒烤炭及其制備方法，這種方法環(huán)保節(jié)能，易于操作，具有巨大的市場潛力。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
1)量取適量的天然斜發(fā)沸石，將其粉碎至40目以下；
2)取1)中粒度符合要求的天然斜發(fā)沸石粉末于500℃空氣氣氛下密閉焙燒4h以去除天然斜發(fā)沸石中內(nèi)含的水分并使其活化，制得無內(nèi)水天然斜發(fā)沸石；
3)稱取適量硝酸鈣和蒸餾水配置成ca2+摩爾濃度為0.1mol/l的溶液作天然斜發(fā)沸石的改性溶液。將無內(nèi)水天然斜發(fā)沸石粉末加入到改性溶液中，充分?jǐn)嚢杌旌?在室內(nèi)常溫下密閉靜置24h，1l硝酸鈣溶液中需加入50g無內(nèi)水天然斜發(fā)沸石；
4)將靜置后的改性溶液于105～150℃烘干至恒重后得白色塊狀固體；
5)將4)中的白色塊狀物體焙燒于600℃空氣氣氛下密閉焙燒4h；
6)隨爐冷卻，研磨得白色粉末，即得由硝酸鈣改性的天然斜發(fā)沸石；
7)將蘭炭(或其他類型煤炭)、木炭破碎至粒徑3mm以下，備用；
8)取適量硝酸鹽作助燃劑；
9)取適量淀粉作粘結(jié)劑，預(yù)糊化淀粉液加入比例為干基物料總質(zhì)量的20％；
10)將1)至9)所得硝酸鈣改性天然斜發(fā)沸石、蘭炭(或其他類型煤炭)和木炭、硝酸鹽、淀粉與適量水混合經(jīng)輪碾機(jī)輪碾混勻一段時(shí)間，且水隨著物料的輪碾緩慢加入直至達(dá)到成型水分；
11)將混合均勻的物料經(jīng)成型機(jī)在40mp壓力下成型后，經(jīng)105℃烘干至物料恒重，冷卻后得干燥的燒烤炭球。
12)將干燥的燒烤炭球浸入的脫芳香烴點(diǎn)火油(11.8wt.％)即得速燃燒烤炭。
本發(fā)明步驟1)所用沸石是天然斜發(fā)沸石，不規(guī)則顆粒狀。
步驟2)天然斜發(fā)沸石的焙燒時(shí)間需嚴(yán)格控制為4h，時(shí)間長或短都會影響天然斜發(fā)沸石的活性。
步驟3)所用原料為分析純硝酸鈣，硝酸鈣的用量視天然斜發(fā)沸石的體積用量確定,當(dāng)硝酸鈣溶液濃度為0.1mol/l時(shí)，1l硝酸鈣溶液中加入50g無內(nèi)水天然斜發(fā)沸石。
步驟4)改性溶液經(jīng)烘箱烘干的過程中，可以適當(dāng)提高干燥溫度，直至烘干至恒重。
步驟5)中焙燒時(shí)間需嚴(yán)格控制為4h，過長或過短會降低天然斜發(fā)沸石的吸附性。焙燒目的為去除沸石中的內(nèi)在水，同時(shí)使吸附在沸石中的硝酸鈣分解為氧化鈣；
步驟6)所用原料只需經(jīng)過輕度研磨，將白色塊狀固體研磨成粉末狀即可。
步驟10)所用原料在輪碾機(jī)中輪碾時(shí)為避免出現(xiàn)物料結(jié)塊、黏附在攪拌構(gòu)件上，無法有效被輪碾的情況，水必須在物料被輪碾時(shí)緩慢加入到物料中，直至塊狀物料數(shù)量明顯增多可停止加水，繼續(xù)輪碾。
步驟11)成型后的球團(tuán)可先50℃預(yù)熱半小時(shí)，可以有效避免球團(tuán)表觀開裂情況的出現(xiàn)。
步驟12)干燥的燒烤炭球浸入脫芳香烴點(diǎn)火油時(shí)要注意每一個(gè)球團(tuán)盡量都均勻得浸入點(diǎn)火油。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明速燃燒烤炭產(chǎn)品采用硝酸鈣溶液改性后的天然斜發(fā)沸石作為添加劑，添加量為2wt.％時(shí)，就可以生產(chǎn)出低voc潔凈型速燃燒烤炭。按照美國(rule1174ignitionmethodcompliancecertificationprotocol)文件中所著燒烤炭燃燒實(shí)驗(yàn)方法，這種速燃燒烤炭相比于之前未添加硝酸鈣改性沸石的速燃燒烤炭產(chǎn)品相同條件下，voc排放量降低了20％～25％，不僅降低了燒烤炭對人類健康的損害，同時(shí)也降低了對環(huán)境的污染，具有深遠(yuǎn)的環(huán)保意義和巨大的市場潛力。
(四)附圖說明
圖1為本發(fā)明一種低voc潔凈型速燃燒烤炭的制備示意流程圖。
(五)具體實(shí)施方式
下面舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述，按制作干燥后的燒烤炭球重量為800g,浸入點(diǎn)火油107.18克，得總重為907.18克的速燃燒烤炭產(chǎn)品為例說明：
實(shí)施例所使用的蘭炭水分為8.3％，木炭水分為7.7％，按干基比蘭炭:木炭＝4:1，考慮到實(shí)施過程中的物料損失，物料多準(zhǔn)備20％的量，準(zhǔn)備921.60g蘭炭，230.40g木炭，糊化淀粉粘結(jié)劑240g，24g硝酸鈉粉末，天然斜發(fā)沸石60g
1)量取60g的天然斜發(fā)沸石，將其破碎至40目以下；
2)取1)中粒度符合要求的天然斜發(fā)沸石粉末于馬弗爐500℃空氣氣氛下焙燒4h以去除天然斜發(fā)沸石中內(nèi)含的水分，制得無內(nèi)水天然斜發(fā)沸石，稱取50g備用；
3)稱取16.4g硝酸鈣和1l蒸餾水配置成ca2+摩爾濃度為0.1mol/l的溶液作天然斜發(fā)沸石的改性溶液。將50g無內(nèi)水天然斜發(fā)沸石粉末加入到改性溶液中，充分?jǐn)嚢杌旌希胖迷谑覂?nèi)常溫下密閉靜置24h；
4)將靜置后的改性溶液于烘箱105～150℃中烘干至恒重后得白色塊狀固體；
5)將4)中的白色塊狀物體送入溫度為600℃的馬弗爐內(nèi)，焙燒4h；
6)隨爐冷卻，研磨得白色粉末，即得硝酸鈣改性后的天然斜發(fā)沸石,量取出24g，備用；
7)將921.60蘭炭(或其他類型煤炭)、230.40g木炭破碎至粒徑3mm以下，備用；
8)取硝酸鹽24g作助燃劑；
9)取適量預(yù)糊化淀粉液按以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，預(yù)糊化淀粉液加入比例為干基物料總質(zhì)量的20％；
10)將1)至9)所得天然斜發(fā)沸石、蘭炭(或其他類型煤炭)和木炭、氧化劑硝酸鹽、粘結(jié)劑與100ml水混合經(jīng)輪碾機(jī)輪碾混勻20min；
11)將混合均勻的原料經(jīng)成型機(jī)在40mp壓力下成型后，經(jīng)105℃烘干3h，冷卻至室溫，得干燥后的燒烤炭球，稱取800g備用；
12)在800g干燥后的燒烤炭球中，浸入107.18g脫芳香烴點(diǎn)火油，即得速燃燒烤炭，脫芳香烴點(diǎn)火油加入比例為11.8wt.％。
將實(shí)施例制備好的浸油后質(zhì)量為907.18g速燃燒烤炭按照美國(rule1174ignitionmethodcompliancecertificationprotocol)測試方法進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)。每次用于燃燒的速燃燒烤炭總質(zhì)量均為2鎊，通過voc測量儀測得速燃燒烤炭所釋放的voc總量，對比未添加硝酸鈣改性沸石的速燃燒烤炭產(chǎn)品相同條件下燃燒所釋放的voc總量減少20～25％。不僅降低了速燃燒烤炭對人類健康的損害，同時(shí)也降低了對環(huán)境的污染，具有良好的環(huán)保意義和巨大的市場潛力。