一种透气型高燃烧效率生物质颗粒的制备方法
本发明涉及生物质颗粒燃料制备领域，具体涉及一种透气型高燃烧效率生物质颗粒的制备方法。本发明本发明利用黑曲霉粉中的纤维素酶，将秸秆类生物质原料中的木质纤维素分解为C5糖、C6糖，其中C5糖在固体酸催化剂作用下转化为糠醛，以促氧催化剂催化糠醛氧化得到糠酸，转化得到聚呋喃二甲酸丁二醇酯，得到的生物质颗粒含碳量极高，具有较高的热值，压缩生物质颗粒时用聚乙二醇粘合固体颗粒燃料，压缩后的生物质颗粒固体颗粒之间粘结紧密，使生物质颗粒的热值得到提高，聚硅氧烷与戊酸烷基酯在燃烧过程中分解会释放氧气，使得生物质颗粒内部充分燃烧并形成透气孔，有利于空气流通，从而使生物质颗粒燃烧时的透气性提高，应用前景广阔。
发明专利
CN201910362415.6
2019-04-30
CN110041978A
2019-07-23
C10L5/44(2006.01)
蔡国宇
蔡国宇
425300 湖南省永州市道县道江镇红星居委会4组
1.一种透气型高燃烧效率生物质颗粒的制备方法，其特征在于具体制备步骤为： （1）将20～30g固体产物放入装有100～120mL质量分数为40%的氢氧化钠溶液的锥形瓶中，加热升温至60～70℃，向锥形中以70～80mL/min的通气速率通入空气，通气10～15min，保温反应20～30min后，将锥形瓶中产物倒入高压反应釜中，向高压反应釜中加入4～5g呋喃甲酸钠、0.8～1.0g促氧催化剂、10～15g干冰加热升温至80～90℃，保温反应7～8h，得到反应混合液； （2）将沉淀剂加入上述反应混合液中，搅拌10～15min，过滤分离收集沉淀颗粒，将沉淀颗粒与聚乙二醇混合，放入造粒机中造粒得到透气型高燃烧效率生物质颗粒； 所述的固体产物具体制备步骤为： （1）将400～500mL质量分数为5%的水玻璃溶液与200～300mL质量分数为10%的磷酸溶液混合加入搅拌釜中，搅拌得到水凝胶浆料，室温下陈化12～15h，得到陈化溶胶，继续加入100～120mL质量分数为20%的硫酸铝溶液，滴加质量分数为15%的氨水调节pH，抽滤，去除滤液得到滤饼，再用滤饼5倍质量的无水乙醇将滤饼分散为浆液，进行喷雾干燥得到微球为固体酸催化剂； （2）将秸秆、花生壳、玉米芯放入发酵罐中，向发酵罐中加入去离子水、质量分数为5%的硫酸溶液、黑曲霉粉，在30～35℃的温度条件下密封发酵6～7天，得到发酵物； （3）将上述所得发酵物与固体酸催化剂合放入反应釜中，对反应釜抽真空至80～100Pa，加热升温至150～160℃，启动搅拌器，以300～350r/min的转速搅拌反应3～4h，得到反应产物，将反应产物过滤分离，去除滤液收集得到固体产物，备用； 所述的促氧催化剂具体制备步骤为： 将4～5g五氧化二钒、15～20mL异丁醇、8～10mL苯甲醇置于带有冷凝回流装置的三口烧瓶中，加热升温至80～90℃，冷凝回流12～13h后，向三口烧瓶中加入10～12mL质量分数为80%的磷酸溶液，继续冷凝回流6～7h，得到淡绿色产物，将淡绿色产物放入马弗炉中，加热升温，煅烧4～5h，得到促氧催化剂。 2.根据权利要求1所述的一种透气型高燃烧效率生物质颗粒的制备方法，其特征在于：所述的反应混合液制备过程中需进一步限定促氧催化剂为固体产物质量的4～5%。 3.根据权利要求1所述的一种透气型高燃烧效率生物质颗粒的制备方法，其特征在于：所述的沉淀剂由三乙胺和无水乙醇按体积比为2︰3混合得到。 4.根据权利要求1所述的一种透气型高燃烧效率生物质颗粒的制备方法，其特征在于：所述的造粒过程中沉淀颗粒与聚乙二醇混合质量比为10︰1。 5.根据权利要求1所述的一种透气型高燃烧效率生物质颗粒的制备方法，其特征在于：所述的固体产物具体制备步骤（1）中滴加氨水调节pH为8～9。 6.根据权利要求1所述的一种透气型高燃烧效率生物质颗粒的制备方法，其特征在于：所述的固体产物具体制备步骤（2）中发酵原料按重量份数计，包括秸秆20～30份、花生壳30～35份、2玉米芯0～25份、去离子水30～40份、质量分数为5%的硫酸溶液20～30份、黑曲霉粉10～15份。 7.根据权利要求1所述的一种透气型高燃烧效率生物质颗粒的制备方法，其特征在于：所述的固体产物具体制备步骤（2）中所得发酵物与固体酸催化剂混合质量比为20︰1。 8.根据权利要求1所述的一种透气型高燃烧效率生物质颗粒的制备方法，其特征在于：所述的促氧催化剂具体制备步骤中煅烧时温度控制为400～450℃。