[发明专利]一种生物质颗粒燃料用粘结剂的制备方法

说明书

本发明属于生物质颗粒燃料用粘结剂技术领域，具体涉及一种生物质颗粒燃料用粘结剂的制备方法，包括石墨烯分散液制备、预处理蚕豆制备以及混合料制备和粘结剂制备。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过石墨烯分散液对蚕豆淀粉处理，同时配合4‑羧基丁碳酸盐和纳米磷钼酸钠反应，可使淀粉分子链间距增大和分子链缠绕度降低，形成具有高比表面积和多孔的交联网络结构，所得粘结剂具有较多的活性基团，且具有较高的稳定性，该粘结剂在颗粒燃料的原料中能均匀分散，增加组分间的相互作用，有效避免环模磨损，延长成型机的寿命，添加于颗粒燃料中能有效提高颗粒燃料的成型率、产品密度和耐久性，还能有助于提高颗粒燃料的燃烧率。

技术领域

本发明属于生物质颗粒燃料用粘结剂技术领域，具体涉及一种生物质颗粒燃料用粘结剂的制备方法。

背景技术

生物质颗粒燃料是将生物质原料（包括农作物秸秆、农产品加工剩余物以及林业剩余物）经过干燥、粉碎、调配等预处理后亚索成型的染料，成型后的颗粒燃料密度较大，输送、储存方便，可替代煤炭等化石燃料应用于炊事、供暖和民用领域和锅炉燃烧、发电等工业领域，目前，我国的生物质固体燃料加工行业在原料配比方面普遍存在原料取材单一、成型效率差以及产品品质不达标等问题，如以单一的木薯秆、桑枝、木材边角料等木本生物质原料压制成颗粒成型燃料，由于单一木本生物质的内部结构较为坚硬，容易导致成型机的主要部件损坏，缩短成型机的使用寿命，如以稻秆、花生壳、甘蔗渣等草本生物质原料秸秆类生物质压制颗粒成型燃料，由于木质素、纤维素成分少而导致粘结性差不易压制，产品燃烧值低，现有技术中表明，适当添加粘结剂可以改善颗粒燃料的成型效率和提高产品品质，木质素属非晶体，没有熔点，在一定的压力下，会发生软化并具有流动性和胶黏性，是一种天然的、性能优异的颗粒成型燃料粘结剂，我国主要的水污染源-淀粉、酒精、制糖以及造纸行业的废液中含有大量的木质素以及衍生物，还有部分的多糖、醇类、不饱和脂肪酸、松香酸、树脂、果胶、酚类化合物等，传统上，可通过酸性溶液中和废液，木质素可析出形成悬浮颗粒，但此时木质素颗粒形似胶体，凝聚性差，导致分离非常酷男，显示中需要对酸化后的废液进行加热，使木质素悬浮颗粒逐渐增大，坚实而形成沉淀，需要通过离心收集木质素，经济成本较高；而天然淀粉由于分子链中具有许多活性羟基，吸附活性点多，具有一定的絮凝性能，可以有效将溶液中悬浮的固体颗粒和胶粒絮凝沉淀，通过3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵或2，3-环氧丙基三甲基氯化铵等阳离子试剂与其反应，可以增加淀粉活性基团数量并赋予其阳离子特性，更容易通过静电作用将带有负电荷的微细颗粒和胶体结合，聚集沉降，然而阳离子淀粉本身稳定性差，在强酸强碱溶液中絮凝效果不理想；因此需要一种能够用于生物质颗粒燃料制备，可以在较低的环模压缩比条件下成形，减少环模磨损，同时能提高生物质颗粒燃料产品密度以及耐久度的粘结剂。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种生物质颗粒燃料用粘结剂的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种生物质颗粒燃料用粘结剂的制备方法，各原料按重量份计，包括以下步骤：

（1）将12-16份石墨烯在65-70份pH值为5.6-5.8的盐酸溶液中超声分散，超声频率为600-800Hz，超声分散25-35分钟后得到石墨烯分散液备用；

（2）将蚕豆淀粉在波长为12-16μm的远红外线辐照处理10-20分钟，得到预处理蚕豆淀粉备用；

（3）取8-12份石墨烯分散液、20-24份蚕豆淀粉、2.2-3.2份4-羧基丁碳酸盐、3-4份纳米磷钼酸钠、1-2份氯化钙混合，磁力搅拌1-2小时，搅拌温度为75-95℃，搅拌完成后得到混合料；

（4）将上述混合料经干燥、粉碎、筛分后得到粘结剂。

作为对上述方案的进一步改进，所述盐酸溶液的温度为38-42℃，能有助于石墨烯分散均匀。

作为对上述方案的进一步改进，所述蚕豆淀粉用远红外线辐照时，远红外线距离为10-20cm。