專利名稱：生物質(zhì)煤的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃煤的制造方法，特別涉及一種生物質(zhì)煤的制造方法。
背景技術(shù)：
對于煉鋼廠或一些大型工廠來說，廠中發(fā)電鍋爐的燃煤用量需求非?？捎^，但是煤炭等石化燃料在燃燒時會大量排放造成溫室效應(yīng)的氣體-二氧化碳(CO2)而引起全球暖化的現(xiàn)象，于是，在環(huán)保意識抬頭的今天，尋找可代替石化燃料而用于發(fā)電鍋爐用的綠色能源，以期減少地球碳循環(huán)中二氧化碳的總量已成為一個重要的課題?，F(xiàn)今，常見的綠色能源便是生物質(zhì)能(Biomass)的利用，將一般植物或經(jīng)濟作物如芒草、柳木、麥、稷、麻、玉米、甘蔗和棕櫚樹等等不能食用、或是殘留廢棄的植物纖維轉(zhuǎn)換為燃料，最簡單的方式便是例如直接燃燒得到熱能。因為植物進行光合作用將大氣中的二氧化碳吸收、轉(zhuǎn)化成有機物質(zhì)，而有機物質(zhì)在植物死亡或被氧化(如燃燒)后會再以二氧化碳的形式回歸大氣層，該循環(huán)相對的所需的時間較短，而用作燃料的植物可以很快地不斷地重復(fù)種植替代，因此使用生物質(zhì)能作為燃料依然可以維持大氣中碳含量的水平，而減緩溫室效應(yīng)。但是，一般未處理過的植物纖維直接燃燒所得到的能量(即熱值，常用單位是單位質(zhì)量的能量含量，如Cal/g)比不上石化燃料(如煤炭)所釋放的能量，且容易吸收大氣環(huán)境中的水氣而腐壞，因此不易儲存、運輸，所以，大部分都是將其直接燃燒使用，或是燃燒后作為灰肥使用而無法大量用于工廠中的發(fā)電鍋爐，所以植物生物質(zhì)能的應(yīng)用依然無法經(jīng)濟地普及于工業(yè)燃料中。綜上所述，如何將植物纖維經(jīng)過處理后轉(zhuǎn)換為可代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤的生物質(zhì)煤(Bio-coal)而又能適用于業(yè)界的 大量生產(chǎn)，還有待開發(fā)研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有高熱值、易于保存的生物質(zhì)煤的制造方法。本發(fā)明生物質(zhì)煤的制造方法，用以將棕櫚樹大量生產(chǎn)的油棕果的中果肉榨油后的殘留纖維轉(zhuǎn)變?yōu)樯镔|(zhì)煤，包含預(yù)干步驟、削切步驟、造粒步驟、干燥步驟，及碳化步驟。該預(yù)干步驟降低殘留纖維的含水率至不高于25%，并在降低水分后得到含水率不高于25%的第一纖維。該削切步驟將所制得的第一纖維進行削切而縮減第一纖維的長度，并在削切后得到較細短的第二纖維。該造粒步驟控制第二纖維中水分含量而調(diào)整第二纖維的含水率，并接著進行壓制成形使第二纖維形成短纖顆粒。該干燥步驟降低短纖顆粒的含水率至小于10%。該碳化步驟將含水率小于10%的短纖顆粒在碳化溫度不高于300°C下進行低溫碳化處理而制得該生物質(zhì)煤。
本發(fā)明所述生物質(zhì)煤的制造方法的目的及解決背景技術(shù)問題還可以采用以下技術(shù)手段進一步實現(xiàn)。較佳的，該削切步驟中將第一纖維切至短于5mm的長度。較佳的，該造粒步驟中先將第二纖維的含水率調(diào)整至30%，再以蒸氣加溫至140°C下壓制形成短纖顆粒。較佳的，該造粒步驟中利用高壓環(huán)模機具壓制該第二纖維而形成直徑6_，且長度為IOmm的短纖顆粒。較佳的，該造粒步驟中所制得的短纖顆粒的含水率在17 20%之間。較佳的，該碳化步驟中將短纖顆粒在溫度25(T300°C下進行低溫碳化處理30分鐘而制得該生物質(zhì)煤。較佳的，該干燥步驟控制在溫度150°C下對該短纖顆粒進行含水率的控制。本發(fā)明的有益效果在于:將原本不利儲存、熱值低的植物纖維，也就是油棕果的中果肉榨油后的殘留纖維經(jīng)過一連串的預(yù)干步驟、削切步驟、造粒步驟、干燥步驟，及碳化步驟的處理程序，將殘留纖維處理制成耐儲存、熱值高的生物質(zhì)煤以代替目前所使用的石化燃煤、改善因大氣中碳含量的增加而日趨嚴重的溫室效應(yīng)問題。


圖1是流程圖，說明本發(fā)明的生物質(zhì)煤的制造方法的一個較佳實施例。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對 本發(fā)明進行詳細說明:本發(fā)明生物質(zhì)煤的制造方法是利用棕櫚樹所產(chǎn)的油棕果的中果肉纖維制作，棕櫚樹是東南亞大量種植的高經(jīng)濟價值作物，年產(chǎn)大量的油棕果，而油棕果的中果肉與果仁均含豐富油脂，榨取中果肉所含的油脂處理后便能制作出一般熟知的棕櫚油。但榨完油后的中果肉的大量殘留纖維通常都成為廢棄物，或是燃燒后做為灰肥使用，利用價值不高，因此本發(fā)明生物質(zhì)煤的制造方法使用年產(chǎn)量大、原料來源穩(wěn)定的油棕果的中果肉殘留纖維作為生物質(zhì)煤的料源，而足以應(yīng)付工廠中發(fā)電鍋爐所需的大量燃煤。參閱圖1，本發(fā)明生物質(zhì)煤的制造方法的較佳實施例包含預(yù)干步驟11、削切步驟
12、造粒步驟13、干燥步驟14，及碳化步驟15。首先，進行該預(yù)干步驟11，降低殘留纖維的含水率至不高于25%。因為榨油后的中果肉的殘留纖維中的含水率高達40%以上，含水率過高時將無法順利進行下一步的制程處理且容易腐化、不利儲存；但，若將殘留纖維完全干燥，在該造粒步驟時又需添加一定的水分進行造粒，不僅在干燥時能源的消耗較多，后續(xù)要再增添水分，而導(dǎo)致整體制程成本上的增加，所以，由后續(xù)制程的評估與計算后得到此較佳的水分含量；所以，將殘留纖維中的含水率由原先的40%左右降低至不高于25%，而將殘留纖維轉(zhuǎn)變?yōu)楹什桓哂?5%的第一纖維。接著，進行該削切步驟12，將第一纖維進行削切而縮減第一纖維的長度。針對纖維大小特別說明的是，大部分的植物纖維屬于纖維長度較長的長纖維(例如木材)，因此必須將長纖維磨成細粉才能進行造粒的處理，而本發(fā)明所用的油棕果的中果肉屬于纖維長度較短的短纖維，尤其經(jīng)干燥后的短纖維其特性易碎，所以含水率低于25%的第一纖維不需進行研磨制成粉末，而利用制程能源消耗較小的削切方式，將第一纖維切至如本實施例中小于5mm的長度而得到較細短的第二纖維，便能順利進行后續(xù)的造粒步驟13。該造粒步驟13則是先將較細短的第二纖維進行水分的調(diào)整，在本實施例中，使第二纖維的含水率控制在30%，同時以蒸氣加溫至140°C后，再經(jīng)高壓環(huán)模機具設(shè)定粒徑大小而造出本實施例中直徑6mm、長度IOmm的短纖顆粒。在此補充說明的是，水分以及溫度的控制能使第二纖維中的木質(zhì)素軟化，在造粒時做為粘結(jié)劑起到粘結(jié)作用而在壓制時順利形成所需求大小的短纖顆粒。其次，進行該干燥步驟14，經(jīng)該造粒步驟13后制得的短纖顆粒的含水率約在17 20%之間，因此需要降低含水率至小于10%以利進行后續(xù)的碳化步驟15，且碳化前的短纖顆粒的含水率會影響到產(chǎn)氣的熱值高低，因此，干燥步驟14中對短纖顆粒的含水率控制十分重要；而在本實施例中的干燥處理方式是將短纖顆粒在150°C的高溫下烘干使水分減少、含水率降低。最后，該碳化步驟15將含水率小于10%的短纖顆粒在碳化溫度不高于300°C下，以預(yù)定時間進行碳化處理而制得最后產(chǎn)品-具有高熱值且易于保存的生物質(zhì)煤。特別的是，本發(fā)明中的碳化步驟15是溫度低于300°C的低溫碳化制程，較佳的是在25(T300°C，更佳的是在28(T30(TC下進行碳化處理30分鐘。須另外說明的是，本發(fā)明中所使用的生物質(zhì)能原料(油棕果的中果肉)屬于短纖維，其木質(zhì)素的含量遠低于木材等木本植物的含量，雖然木本植物一般使用高溫進行碳化處理，但本發(fā)明中的短纖顆粒若經(jīng)高溫碳化，不僅無法得到高熱值的生物質(zhì)煤，反 而會降低所制造的生物質(zhì)煤產(chǎn)率，因此，本發(fā)明的生物質(zhì)煤的制造方法中，該碳化步驟15必須以不高于300°C的溫度進行，才能制得具有高熱值、產(chǎn)率佳的生物質(zhì)煤。參閱下表，是本發(fā)明以油棕果的中果肉所制得的生物質(zhì)煤與傳統(tǒng)煤炭的成分及熱值的比較，由表中數(shù)據(jù)可明顯看到，經(jīng)過本發(fā)明的生物質(zhì)煤的制造方法所制得的生物質(zhì)煤，其熱值(5710Cal/g)與石化燃料的煤炭熱值(5740Cal/g)相近，而原本未經(jīng)過本發(fā)明處理的油棕果的中果肉榨油后的殘留纖維的熱值(2460Cal/g)甚至不到本發(fā)明生物質(zhì)煤的一半熱值，因此本發(fā)明的生物質(zhì)煤的制造方法的確可以將原本熱值低的植物纖維轉(zhuǎn)變?yōu)楦邿嶂怠⑶揖呓?jīng)濟價值可用于發(fā)電鍋爐的燃料源。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)煤的制造方法，用以將油棕果的中果肉榨油后的殘留纖維轉(zhuǎn)變?yōu)樯镔|(zhì)煤，包含預(yù)干步驟、削切步驟、造粒步驟、干燥步驟、碳化步驟，其特征在于，所述預(yù)干步驟降低殘留纖維的含水率至不高于25%，并在降低水分后得到含水率不高于25%的第一纖維；所述削切步驟將所制得的第一纖維進行削切而縮減第一纖維的長度，并在削切后得到較細短的第二纖維；所述造粒步驟控制第二纖維中水分含量而調(diào)整第二纖維的含水率，并接著進行壓制成形將第二纖維制成短纖顆粒；所述干燥步驟降低短纖顆粒的含水率至小于10% ；和 所述碳化步驟將含水率小于10%的短纖顆粒在碳化溫度不高于300°C下進行低溫碳化處理而制得所述生物質(zhì)煤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)煤的制造方法，其特征在于，所述削切步驟中將第一纖維切至短于5mm的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物質(zhì)煤的制造方法，其特征在于，所述造粒步驟中先將第二纖維的含水率調(diào)整至30%，再以蒸氣加溫至140°C下壓制形成短纖顆粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物質(zhì)煤的制造方法，其特征在于，所述造粒步驟中利用高壓環(huán)模機具壓制所述第二纖維而形成直徑6mm，且長度為IOmm的短纖顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)煤的制造方法，其特征在于，所述造粒步驟中所制得的短纖顆粒的含水率在17 20%之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物質(zhì)煤的制造方法，其特征在于，所述碳化步驟中將短纖顆粒在溫度25(T30(TC下進行低溫碳化處理30分鐘而制得所述生物質(zhì)煤。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物質(zhì)煤的制造方法，其特征在于，所述干燥步驟控制在溫度150°C下對所述短纖顆粒進行含水率的控制。
全文摘要
一種生物質(zhì)煤的制造方法，用于將油棕果的中果肉榨油后的殘留纖維經(jīng)預(yù)干步驟、削切步驟、造粒步驟、干燥步驟，及碳化步驟后制得具有較高熱值、易于保存的生物質(zhì)煤；該預(yù)干步驟降低殘留纖維的含水率至不高于25%后制得第一纖維，該削切步驟對第一纖維進行削切而縮減第一纖維的長度后得到較細短的第二纖維，該造粒步驟控制第二纖維所含水分再以壓制成形的方式將第二纖維制成短纖顆粒，該干燥步驟降低短纖顆粒的含水率至小于10%，該碳化步驟則將含水率小于10%的短纖顆粒在碳化溫度不高于300℃下進行低溫碳化處理后制得該生物質(zhì)煤。
文檔編號C10L5/44GK103242928SQ20121027207
公開日2013年8月14日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者洪明在, 陳朝玟, 王德和, 李曉光, 楊榮通, 朱永平, 張顥曦 申請人:中國鋼鐵股份有限公司