[发明专利]高碳质黑色页岩混合生物质材料制备有机颗粒燃料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机颗粒燃料的制备方法，特别是涉及高碳质黑色页岩混合生物质材料制备有机颗粒燃料的方法。

背景技术

随着世界不可再生能源逐渐枯竭，人们开始寻找新的替代物，从页岩中获取燃料如页岩气等已成为目前世界能源业的最新趋势。如OSAT有限责任公司申请的、公开号为CN101506331A的专利文献中公开了名称为从页岩和类似物质中释放有机物以生产液体页岩燃料的方法，该方法通过用旋涡式运动、波运动、声流湍流，或它们的组合处理液体介质中页岩油粉末而从页岩油和类似的固体物质中释放有机物质的方法。

而就国内而言，开发和利用页岩能源也逐渐为人们所认知，其中高碳质黑色页岩就是一种值得开发和利用的矿物种类。黑色页岩是指富含有机质及分散黄铁矿、菱铁矿而显黑色的页岩，很少化石，常具极薄层理，外貌似炭质页岩，但不染手。厚度大时，可成为良好的生油岩系。一般是在温湿气候下的湖泊、沼泽的还原环境形成。黑色页岩中发现有铀、铜、钼、钒、镍等金属矿床。黑色页岩可以作为石油的指示地层。

我国南方地区高碳质黑色页岩分布广泛，有机质含量高、资源丰富，但由于其燃烧值不够高、灰分多，长期以来未得到较好的开发利用。同时，我国农林生物质能原料极为丰富，只较小程度地得到利用，更多作为农林生产废弃物或直接焚烧，带来一定的环境问题。通过往高碳质黑色页岩添加生物质能原料，可减少碳质黑色页岩中灰分含量，提高其燃烧值，使其成为可利用的能源资源。然而，现有技术中尚无有效利用高碳质黑色页岩作为燃料的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种高碳质黑色页岩混合生物质材料制备有机颗粒燃料的方法，该方法利用高碳质黑色页岩和生物质原料混合制备燃料，使得高碳质黑色页岩及农林生物质原料充分利用，这不仅能提高经济效益还能保护生态环境。制备的有机颗粒燃料不仅成本低，而且性能优越，可部分代替传统燃料。

本发明是这样实现的：本发明是高碳质黑色页岩混合生物质材料制备有机颗粒燃料的方法，按质量百分比计算，所述高碳质黑色页岩中的有机碳含量为10%～20%，硫分不超过1.0%，氮含量小于0.5%，灰分含量小于12%，挥发分含量为20~25%，本发明的方法以高碳质黑色页岩与生物质材料为原料，按质量份数原料配比为高碳质黑色页岩:生物质材料=1:1～1:3，所述生物质材料为一种或者二种以上成分混合的生物质可燃物。具体来说，生物质材料是指玉米、小麦、水稻等农作物秸秆、木屑、芦苇、树枝等传统木质燃料及动物粪便等。生物质材料添加越多，如高碳质黑色页岩:生物质材料=1:3的情况下，制备出固体颗粒燃料燃烧性能好，但黑色页岩利用率就会降低，如果进一步降低黑色页岩添加量，则黑色页岩的利用率就显得微不足道，因而导致无法解决本发明的技术问题。生物质材料添加不足，制备出的固体颗粒燃料燃烧值则难以达到要求，如高碳质黑色页岩:生物质材料=1:0.8的情况下，制备出的固体颗粒燃料燃烧值就肯定无法满足要求，也会导致无法解决本发明的技术问题。

本发明的高碳质黑色页岩混合生物质材料制备有机颗粒燃料的方法的具体步骤是：将高碳质黑色页岩及生物质材料分别进行粉碎，该粉碎是先将高碳质黑色页岩磨碎至90~110目，同时将生物质原料粉碎至粉料粒径小于5mm；然后对粉碎后原料利用筛分机进行筛选，提取出较大块物及杂物；对筛选后的原料进行烘干，高碳质黑色页岩原料烘干机工作温度为70~80℃，生物质原料烘干机工作温度为80℃左右；按原料配比将高碳质黑色页岩及生物质材料均匀混合；然后利用颗粒制备机械进行加压、增密、成型；最后将成型后产品送到冷却设备进行冷却即可获得颗粒燃料成品。

制备出有机颗粒燃料成品为圆柱体状固体成型燃料，其直径为6～8mm，长度为其直径的3~4倍，发热量为3000kcal/kg～4000kcal/kg，硫分不超过0.8%，氮含量小于0.5%，灰分含量小于10%。

本发明的技术效果：本发明利用高碳质黑色页岩及生物质原料制备的有机颗粒燃料的制备成本低廉、能耗低；获得有机颗粒燃料可替代部分传统燃料；高碳质黑色页岩及生物质原料来源丰富，生产工艺简单，产品有着较高的环境与经济效益，对高碳质黑色页岩及农林生物质原料的资源化利用、生态环境保护有着重要的意义。

社会、环境效益：

1、可以减少因采用传统燃料而对环境造成的破坏；

2、可促进高碳质黑色页岩及农林生物质原料的资源化利用，增加农林生产者收入；

3、可以降低燃料成本及对传统燃料的依赖。