CN105331408B - 一种由侵入性水生生物质制备气化浆料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种由侵入性水生生物质制备气化浆料的方法,该方法包括干燥、粉碎、改性处理与制备气化料浆等步骤。本发明利用侵入性水生生物质进行制浆,可变废为宝,合理利用生物质热值;选用碱法造纸黑液、化工企业废弃碱液等作为液体改性剂,降低生产成本,比普通水煤浆节省煤炭资源和水资源,可经济、高效、清洁处理入侵种水生生物质,解决了水生生物质的资源化利用难题。生物质浆料灰分较低、灰熔点低,气化效果好,废渣排放量较小。这种生物质浆料含固体量较高、稳定性增强、黏度适中、输送性好。制备的浆料可用于气化制取合成原料气。
Description
【技术领域】
本发明属于水煤浆技术领域。更具体地,本发明涉及一种由侵入性水生生物质制备气化浆料的方法。
【背景技术】
生长于各流域和湖泊的侵入性水生生物质来源广泛,主要成分为木质纤维,含水率高、纤维含量高、产量大,在当前资源化利用过程中存在着处理难、利用价值低的问题。这类生物质通常生长繁衍迅速,抢占水面,排挤本地植物,堵塞水上交通,影响鱼虾生长,腐败后又引起水质恶化,滋生蚊蝇,危害人类健康,对环境有着较强的负面效应。
由于侵入性水生生物质存在着含水率高、含固量低、纤维量高的特点,目前的处理方法主要是:通过人工或机械打捞,脱水后用作饲料,沤肥,普通燃料,制备沼气。由此可以看出,这些处理方法均需要经过专门的设备进行脱水处理,耗能巨大,在单独炭化、焚烧、气化、固化成型等方面的利用也受到限制。
水煤浆是一种低污染、高效率、流动性强的新型清洁燃料。生物质浆料是将各种藻类、有害植物以及其他废弃生物质经过一定处理后掺混进入水煤浆中,形成可以连续流动的浆体。侵入性水生生物质高位热值均在10MJ/kg以上,某些藻类的高位热值可达到20MJ/kg,作为能源时与水煤浆具有相似性,掺混入水煤浆中可以充分利用其热值,变废为宝。更为重要的是,将侵入性水生生物质与煤混合,通过一定的处理工艺制备生物质浆料,依托成熟的气流床气化技术,实现其与煤的共气化,可以很好地解决水生生物质的资源化难题,又能简化它们的处理与处置流程。此外,这类水生生物质还具有高氮含量的特点,浆料气化炉内部是弱还原气氛,燃料中的氮以还原态的形势存在,不会生成氮氧化物,消除了引起二次污染的隐患。但是生物质大部分由纤维素、半纤维素、木质素等构成,可磨性极差,掺混到对粒度要求很高的水煤浆中是一个极大的挑战,并且生物质的孔隙较多,含水量高、吸水性强,成浆浓度低,进一步限制了大规模的使用。
本发明针对现有利用技术的上述缺陷,提出一种侵入性水生生物质与煤混合浆料的制备方法,可以经济、高效、清洁地处理侵入性水生生物质,变废为宝,避免了侵入性水生生物质生长对环境的不良影响,体现了在能源结构调整,资源合理利用及清洁生产等方面的综合作用。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种由侵入性水生生物质制备气化浆料的方法。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种由侵入性水生生物质制备气化浆料的方法。
该气化浆料制备方法的步骤如下:
A、干燥
将待加工水生生物质原料洗净泥沙,然后利用自然日晒风干45~55h,然后在温度110℃~450℃的条件下加热处理30~120min;
B、粉碎
将步骤A得到的水生生物质原料根部、茎部与叶片分别用粉碎机进行粉碎,然后用球磨机进行球磨,得到水生生物质原料粉;
C、改性处理
往100重量份在步骤B得到的水生生物质原料粉中添加0.01~5.0重量份改性剂与60重量份水,搅拌混合,该混合物再在频率30~110kHz的条件下进行超声处理5~60min,得到改性的水生生物质浆;
D、制备气化料浆
采用常规湿法磨浆法将45~70重量份煤粉、10~65重量份步骤C得到的改性水生生物质粉、0.01~2.0重量份分散剂与10~50重量份水研磨制备得到所述的气化浆料。
根据本发明的一种优选实施方式,在步骤A中,所述的侵入性水生生物质是选自水花生、水葫芦、蓝藻或浮萍的恶性竞争类水生生物质。
根据本发明的另一种优选实施方式,在步骤A中,待加工水生生物质原料的水含量是以重量计45~99%。
根据本发明的另一种优选实施方式,在步骤B中,所述水生生物质原料粉的颗粒尺寸在0.9mm以下是以重量计100%,在0.076mm以下是30%~75%。
根据本发明的另一种优选实施方式,在步骤C中,所述水生生物质原料粉与改性剂在50~3000转/分的条件下搅拌混合5~60min。
根据本发明的另一种优选实施方式,在步骤D中,所述的煤粉是一种或多种选自烟煤粉、无烟煤粉或褐煤粉的煤粉。
根据本发明的另一种优选实施方式,在步骤C中,所述的改性剂选自pH值在12以上的碱法造纸黑液或废碱液、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙或氢氧化钾。
根据本发明的另一种优选实施方式,所述的分散剂是一种或多种选自木质素磺酸盐系、萘系或聚羧酸系的分散剂;
所述的木质素磺酸盐系分散剂是一种或多种选自木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸铵或木质素磺酸镁的木质素磺酸盐系分散剂;
所述的萘系分散剂是一种或多种选自甲基萘磺酸钠、萘磺酸钠甲醛缩合物或它们的混合物的萘系分散剂;
所述的聚羧酸系分散剂是一种或多种选自丙烯酸钠聚合物、丙烯酸和丙烯晴共聚物或亚甲基萘磺酸钠-苯乙烯磺酸钠-马来酸钠共聚物的聚羧酸系分散剂。
根据本发明的另一种优选实施方式,所述气化浆料的颗粒粒度分布是以重量计100%小于0.9mm,30%~75%小于0.076mm。
根据本发明的另一种优选实施方式,所述的气化浆料具有下述特性:
所述气化浆料是一种屈服假塑性流体,它的表观粘度是900~1200mPa.s、流动性11.0~17.0s与pH值为7.3~8.8。
下面将更详细地描述本发明。
本发明涉及一种由侵入性水生生物质制备气化浆料的方法。
该气化浆料制备方法的步骤如下:
A、干燥
将待加工水生生物质原料洗净泥沙,然后利用自然日晒风干45~55h,然后在温度110℃~450℃的条件下加热处理30~120min。
所述的侵入性水生生物质来自于湖泊、河流或池塘里生长的水生生物质,本发明使用的侵入性水生生物质选自水花生、水葫芦、蓝藻或浮萍恶性竞争类水生生物质。
例如,水花生于1930年传入中国,被列为中国首批外来入侵物种,危害性极大,它生长繁殖迅速,堵塞航道,影响水上交通;排挤其它植物,使群落物种单一化;覆盖水面,影响鱼类生长和捕捞;在农田与作物争夺阳光、水分、肥料以及生长空间,使产量受损;田间沟渠大量繁殖,影响农田排灌;入侵湿地、草坪,破坏景观;滋生蚊蝇,危害人类健康。
水葫芦于1901年被作为观赏植物引入中国,由于繁殖能力极其旺盛,一旦有适合它生长的环境,往往会形成单一的优势群体,抑制或影响其他物种的生长,破坏生态多样性,打破以至摧毁该地区原来的生物平衡,使一些物种在该地发生灭绝。当水葫芦大量繁殖可以掩盖整个水面,影响大气与水中气体交换、降低光线对水体穿透力,影响水底生物增长,增加水体CO2浓度,造成非常严重的生态危害,降低水产品产量和品质。
蓝藻在一些营养丰富的水体中,常于夏季大量繁殖,并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫,称为“水华”,甚至有些种类还会产生一些毒素,加剧了水质恶化,对鱼类等水生动物,以及人、畜均有很大危害,严重时会造成鱼类的死亡。
浮萍生于水田、池沼或其它静水水域,易形成密布水面的飘浮群落,由于繁殖快,通常在群落中占绝对优势。
所述的侵入性水生生物质可能含有泥土、沙粒等固体物质,因此在干燥前需要洗净或去除。
采用烘箱干燥法(国标GB/T28733-2012)测定待加工的水生生物质原料的水含量是以重量计45~99%。
本发明使用的水生生物质由纤维素、半纤维素、木质素等构成,含水量高,在使用前需要进行干燥,其作用是破坏生物质固有结构,使结构空隙中的自由水释放。
水生生物质原料自然日晒风干45~55h,即利用自然日晒风干可有效降低侵入性水生生物质的水分,节省脱水能耗。然后,在温度110℃~450℃的条件下加热处理30~120min。
风干的水生生物质原料在温度110℃~450℃的条件下处理的基本目的在于破坏水生生物质细胞结构,释放结构中的自由水,增加可磨性,确保粉碎球磨工艺过程能够顺利进行,在后续制浆过程中可提高侵入性水生生物质混入的干物质含量。如果这个处理温度低于110℃,则不能破坏生物质内部孔隙结构和改变生物质的内在水分含量;如果这个处理温度高于450℃,因热处理过程在450℃前已基本完成,生物质内部结构已发生改变,则温度升高只会增加能耗;因此,这个处理温度为110℃~450℃是合理的,优选地是150℃~420℃,更优选地是200℃~380℃。
热处理所使用的设备是目前市场上销售的产品,例如由上海精钊机械设备有限公司以商品名上海精钊销售的JZ-6-1200型马弗炉。
B、粉碎
将步骤A得到的水生生物质原料根部、茎部与叶片分别用粉碎机进行粉碎,然后用球磨机进行球磨,得到水生生物质原料粉。
根茎类水生生物质原料因根部、茎部与叶片分化,需要粉碎的时间不同,因此应该先将它们分开后粉碎,再用球磨机进行球磨;对于藻类、浮萍等生物质原料,无根部、茎部与叶片分化,因此可以直接粉碎球磨。粉碎球磨处理有利于改变生物质粒度分布,优化生物质浆料体系粒度级配。
粉碎球磨的水生生物质原料粉的颗粒尺寸在0.9mm以下是以重量计100%,30%~75%小于0.076mm。
本发明使用的粉碎机是目前市场上销售的产品,例如由江阴市丫匀机械制造有限公司以商品名丫匀牌销售的超微粉碎机。
本发明使用的球磨机是目前市场上销售的产品,例如由武汉探矿机械厂以商品名武探牌销售的球磨机。
C、改性处理
往100重量份在步骤B得到的水生生物质原料粉中添加0.01~5.0重量份改性剂与60重量份水,搅拌混合,该混合物再在频率30~110kHz的条件下进行超声处理5~60min,得到改性的水生生物质浆。
在本发明中,所述的改性剂应该理解是一些能够有助于破坏生物质结构,并能在浆料中起到降黏效果的碱性物质。凡是具有这种作用又不会对水生生物质原料有不利影响的碱性物质都可以用于本发明,也在本发明的保护范围之内。
所述的改性剂选自pH值在12以上的碱法造纸黑液或废碱液、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙或氢氧化钾。其中pH值在12以上的碱法造纸黑液、废碱液是两种工业废液,通常需要通过过滤除去大颗粒固体杂质,同时将固体含量控制在以工业废水总重量计20%以下。
在这个步骤中,所述水生生物质原料粉、水与改性剂在转速50~3000转/分的条件下搅拌混合5~60min,优选地是在转速450~2500转/分的条件下搅拌混合10~45min,更优选地是在转速900~2000转/分的条件下搅拌混合15~35min。
水生生物质原料、水与改性剂混合物进行超声处理的目的在于提高分散性,并使水生生物质原料和改性剂充分作用并混合均匀。
在本发明的条件下,如果混合物超声处理频率低于30kHz,则超声功率强度能量较少,分散速度下降;如果混合物超声处理频率高于110kHz,则会产生明显的热效应,使空化气泡产生屏蔽,分散速度下降,反而产生团聚。因此,混合物超声处理频率优选地是40~80kHz,更优选地是50~70kHz。
在频率30~110kHz范围内,如果超声处理时间超过5~60min范围时,由于超声波频率高、能量大,则会使介质产生显著的热效应,反而会造成絮凝。
本发明使用的超声处理是目前市场上销售的产品,例如由杭州成功超声设备有限公司以商品名成功超声销售的超声设备。
D、制备气化料浆
采用常规湿法磨浆法将45~70重量份煤粉、10~65重量份步骤C得到的改性水生生物质浆、0.01~2.0重量份分散剂与10~50重量份水研磨制备得到所述的气化浆料。
所述的煤粉是一种或多种选自烟煤粉、无烟煤粉或褐煤粉的煤粉。所述的煤都是目前市场上销售的煤。
所述的煤粉是煤经破碎筛分后所得到的粒度为以重量计100%小于10mm的煤粉。
在本发明中,所述的分散剂的作用在于改变煤粒的表面性质,增强静电斥力,促进煤粒均匀分散在水中,防止煤粒聚结,提高水煤浆的流动性。
本发明使用的分散剂是一种或多种选自木质素磺酸盐系、萘系或聚羧酸系的分散剂;
所述的木质素磺酸盐系分散剂是一种或多种选自木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸铵或木质素磺酸镁的木质素磺酸盐系分散剂;
所述的萘系分散剂是一种或多种选自甲基萘磺酸钠、萘磺酸钠甲醛缩合物或它们的混合物的萘系分散剂;
所述的聚羧酸系分散剂是一种或多种选自丙烯酸钠聚合物、丙烯酸和丙烯晴共聚物或亚甲基萘磺酸钠-苯乙烯磺酸钠-马来酸钠共聚物的聚羧酸系分散剂。
本发明使用的分散剂都是目前市场上销售的产品,例如由武汉市合中生化制造有限公司以商品名南箭销售的木质素磺酸钠、由上虞浙创化工有限公司以商品名分散剂NNO销售的萘磺酸钠甲醛缩合物、由南京南大表面和界面化学工程技术中心有限责任公司以商品名分散剂NDF销售的亚甲基萘磺酸钠-苯乙烯磺酸钠-马来酸钠共聚物。
根据本发明,当改性水生生物质浆与分散剂的量在所述范围内时,如果煤粉的量小于45重量份,则煤粉量太少,导致制浆浓度太低;如果煤粉的量大于70重量份,则会使改性生物质的利用率下降;因此,煤粉的量为45~70重量份是合适的,优选地是50~65重量份。
当煤粉与分散剂的量在所述范围内时,如果改性水生生物质浆的量小于10重量份,则会使改性生物质的利用率下降,达不到资源合理利用的目的;如果改性水生生物质浆的量大于65重量份,则会因改性生物质的量太大,导致不宜制备成合适的气化料浆;因此,改性水生生物质浆的量为10~65重量份是恰当的,优选地是20~60重量份,更优选地是30~50重量份。
当煤粉与改性水生生物质浆的量在所述范围内时,如果分散剂的量小于0.01重量份,则分散剂未能与煤粒完全作用,不能使煤粒充分分散;如果分散剂的量大于2.0重量份,则使浆体制备过程中经济成本太高,不利于大型工业化生产;因此,分散剂的量为0.01~2.0重量份是合理的,优选地是0.04~1.8重量份,更优选地是0.08~1.6重量份。
采用筛分法(国标GB/T 18856.3-2002)测定,本发明制备气化浆料的颗粒粒度分布是以重量计100%小于0.9mm,30%~75%小于0.076mm。
所述的气化浆料具有下述特性:
所述气化浆料是一种屈服假塑性流体,它的表观粘度是900~1200mPa.s、流动性11.0~17.0s与pH值为7.3~8.8。
所述浆料的表观粘度是参照GB/T 18856.4-2008采用成都仪器厂生产的上旋式NXS-11A型旋转粘度计测量。
所述浆料的密度稳定性测量是参照GB/T 18856.5-2008采用静止观测法测定,是将浆料倒入量筒中,称量并计算出密度,然后静置使其自然沉降24小时后测定出析水量,计算出析水率,以此来衡量浆料的相对稳定性。
所述浆料的流动性测量是使用企业标准采用漏斗法测定的,根据定量的浆料流经漏斗的时间以此来判断浆料的流动性。
本发明涉及一种由侵入性水生生物质制备用于生产合成气的气化浆料的方法。将侵入性水生生物质采用干燥、粉碎、改性等方法进行处理,作为生产气化浆料的原料,有效地实现了资源的再利用,充分利用了生物质自身的热值,更重要的是实现了对侵入性水生生物质的无害化处理,防止了侵入性水生生物质的繁衍滋生,节省了大量的处理费用,减轻了环境污染,且在制浆和气化过程中无需添加大型设备,节省设备投资,没有二次污染物的产生,同时将碱法造纸黑液、废碱液作为改性剂使用,不仅对这类废液进行利用和消化,还有利于降低药剂成本,减少生产成本,具有显著地社会效益、经济效益和环保效益。
[有益效果]
本发明的有益效果是:
1、利用侵入性水生生物质进行制浆,可变废为宝,合理利用生物质热值。
2、有效利用侵入性水生生物质作为气化浆料的生产原料,选用碱法造纸黑液、化工企业废弃碱液等作为液体改性剂,降低生产成本,比普通水煤浆节省煤炭资源和水资源,可经济、高效、清洁的处理入侵种水生生物质,解决了水生生物质的资源化利用难题。
3、生物质浆料灰分较低、灰熔点低,气化效果好,废渣排放量较小。
4、采用本发明方法制备的生物质浆料含固体量较高、稳定性增强、黏度适中、输送性好。制备的浆料可用于气化制取合成原料气。
【具体实施方式】
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
实施例1:由侵入性水生生物质制备气化浆料
该实施例的实施步骤如下:
A、干燥
采用烘箱干燥法分析测定,水花生水生生物质原料的水含量是以重量计78%,然后利用自然日晒风干52h,然后使用由上海精钊机械设备有限公司以商品名上海精钊销售的JZ-6-1200型马弗炉,在温度380℃的条件下加热处理100min;
B、粉碎
将步骤A得到的水生生物质原料根部、茎部与叶片分别用由江阴市丫匀机械制造有限公司以商品名丫匀牌销售的超微粉碎机进行粉碎,然后用由武汉探矿机械厂以商品名武探牌销售的球磨机进行球磨,得到水生生物质原料粉;采用筛分法分析测定,所述水生生物质原料粉的颗粒尺寸在0.9mm以下是以重量计100%。
C、改性处理
往100重量份在步骤B得到的水生生物质原料粉中添加5重量份pH值在12以上的碱法造纸黑液(固体含量控制在20%以下)改性剂与60重量份水,在450转/分的条件下搅拌混合15min,该混合物再使用由杭州成功超声设备有限公司以商品名成功超声销售的超声设备在频率60kHz的条件下进行超声处理35min,得到改性的水生生物质浆;
D、制备气化料浆
采用常规湿法磨浆法将55重量份烟煤粉、40重量份步骤C得到的改性水生生物质浆、0.08重量份木质素磺酸钠分散剂与25重量份水研磨制备得到所述的气化浆料。
采用本申请说明书描述的方法测定,所述气化浆料的颗粒粒度分布是以重量计100%小于0.9mm,45%小于0.076mm,固体物含量是62.4%,它的表观粘度是1003.5mPa.s、流动性12.1s与pH值为8.8。所述的气化浆料无需额外添加稳定剂,久置后不会产生硬沉淀,非常适合泵送。
实施例2:由侵入性水生生物质制备气化浆料
该实施例的实施步骤如下:
A、干燥
采用烘箱干燥法分析测定,水葫芦水生生物质原料的水含量是以重量计83%,然后利用自然日晒风干52h,然后使用由上海精钊机械设备有限公司以商品名上海精钊销售的JZ-6-1200型马弗炉,在温度450℃的条件下加热处理80min;
B、粉碎
将步骤A得到的水生生物质原料根部、茎部与叶片分别用由江阴市丫匀机械制造有限公司以商品名丫匀牌销售的超微粉碎机进行粉碎,然后用由武汉探矿机械厂以商品名武探牌销售的球磨机进行球磨,得到水生生物质原料粉;采用筛分法分析测定,所述水生生物质原料粉的颗粒尺寸在0.9mm以下是以重量计100%。
C、改性处理
往100重量份在步骤B得到的水生生物质原料粉中添加4.2重量份pH值在12以上的废碱液(固体含量控制在20%以下)改性剂与60重量份水,在2500转/分的条件下搅拌混合50min,该混合物再使用由杭州成功超声设备有限公司以商品名成功超声销售的超声设备在频率80kHz的条件下进行超声处理22min,得到改性的水生生物质浆;
D、制备气化料浆
采用常规湿法磨浆法将60重量份无烟煤粉、10重量份步骤C得到的改性水生生物质浆、0.01重量份木质素磺酸钙分散剂与30重量份水研磨制备得到所述的气化浆料。
采用本申请说明书描述的方法测定,所述气化浆料的颗粒粒度分布是以重量计100%小于0.9mm,75%小于0.076mm,固体物含量是64.9%,它的表观粘度是900.0mPa.s、流动性11.0s与pH值为8.5。所述的气化浆料无需额外添加稳定剂,久置后不会产生硬沉淀,非常适合泵送。
实施例3:由侵入性水生生物质制备气化浆料
该实施例的实施步骤如下:
A、干燥
采用烘箱干燥法分析测定,蓝藻水生生物质原料的水含量是以重量计99%,然后利用自然能源日晒风干55h,然后使用由上海精钊机械设备有限公司以商品名上海精钊销售的JZ-6-1200型马弗炉,在温度450℃的条件下加热处理120min;
B、粉碎
将步骤A得到的水生生物质原料用由江阴市丫匀机械制造有限公司以商品名丫匀牌销售的超微粉碎机进行粉碎,然后用由武汉探矿机械厂以商品名武探牌销售的球磨机进行球磨,得到水生生物质原料粉;采用筛分法分析测定,所述水生生物质原料粉的颗粒尺寸在0.9mm以下是以重量计100%。
C、改性处理
往100重量份在步骤B得到的水生生物质原料粉中添加3.6重量份碳酸钠改性剂与60重量份水,在50转/分的条件下搅拌混合5min,该混合物再使用由杭州成功超声设备有限公司以商品名成功超声销售的超声设备在频率30kHz的条件下进行超声处理60min,得到改性的水生生物质浆;
D、制备气化料浆
采用常规湿法磨浆法将70重量份褐煤粉、30重量份步骤C得到的改性水生生物质浆、1.2重量份木质素磺酸铵分散剂与35重量份水研磨制备得到所述的气化浆料。
采用本申请说明书描述的方法测定,所述气化浆料的颗粒粒度分布是以重量计100%小于0.9mm,30%小于0.076mm,固体物含量是57.7%,它的表观粘度是1178.4mPa.s、流动性17.0s与pH值为8.1。所述的气化浆料无需额外添加稳定剂,久置后不会产生硬沉淀,非常适合泵送。
实施例4:由侵入性水生生物质制备气化浆料
该实施例的实施步骤如下:
A、干燥
采用烘箱干燥法分析测定,浮萍水生生物质原料的水含量是以重量计45%,然后利用自然能源日晒风干45h,然后使用由上海精钊机械设备有限公司以商品名上海精钊销售的JZ-6-1200型马弗炉,在温度110℃的条件下加热处理50min;
B、粉碎
将步骤A得到的水生生物质原料用由江阴市丫匀机械制造有限公司以商品名丫匀牌销售的超微粉碎机进行粉碎,然后用由武汉探矿机械厂以商品名武探牌销售的球磨机进行球磨,得到水生生物质原料粉;采用筛分法分析测定,所述水生生物质原料粉的颗粒尺寸在0.9mm以下是以重量计100%。
C、改性处理
往100重量份在步骤B得到的水生生物质原料粉中添加0.01重量份氢氧化钠改性剂与60重量份水,在3000转/分的条件下搅拌混合60min,该混合物再使用由杭州成功超声设备有限公司以商品名成功超声销售的超声设备在频率110kHz的条件下进行超声处理5min,得到改性的水生生物质浆;
D、制备气化料浆
采用常规湿法磨浆法将45重量份烟煤粉、25重量份步骤C得到的改性水生生物质浆、2.0重量份甲基萘磺酸钠分散剂与10重量份水研磨制备得到所述的气化浆料。
采用本申请说明书描述的方法测定,所述气化浆料的颗粒粒度分布是以重量计100%小于0.9mm,55%小于0.076mm,固体物含量是60%,它的表观粘度是1078.4mPa.s、流动性16.2s与pH值为7.3。所述的气化浆料无需额外添加稳定剂,久置后不会产生硬沉淀,非常适合泵送。
实施例5:由侵入性水生生物质制备气化浆料
该实施例的实施步骤如下:
A、干燥
采用烘箱干燥法分析测定,水花生水生生物质原料的水含量是以重量计52%,然后利用自然能源日晒风干48h,然后使用由上海精钊机械设备有限公司以商品名上海精钊销售的JZ-6-1200型马弗炉,在温度260℃的条件下加热处理30min;
B、粉碎
将步骤A得到的水生生物质原料根部、茎部与叶片分别用由江阴市丫匀机械制造有限公司以商品名丫匀牌销售的超微粉碎机进行粉碎,然后用由武汉探矿机械厂以商品名武探牌销售的球磨机进行球磨,得到水生生物质原料粉;采用筛分法分析测定,所述水生生物质原料粉的颗粒尺寸在0.9mm以下是以重量计100%。
C、改性处理
往100重量份在步骤B得到的水生生物质原料粉中添加1.0重量份氢氧化钙改性剂与60重量份水,在900转/分的条件下搅拌混合25min,该混合物再使用由杭州成功超声设备有限公司以商品名成功超声销售的超声设备在频率50kHz的条件下进行超声处理45min,得到改性的水生生物质粉;
D、制备气化料浆
采用常规湿法磨浆法将50重量份烟煤粉、20重量份步骤C得到的改性水生生物质浆、0.04重量份丙烯酸钠聚合物分散剂与50重量份水研磨制备得到所述的气化浆料。
采用本申请说明书描述的方法测定,所述气化浆料的颗粒粒度分布是以重量计100%小于0.9mm,50%小于0.076mm,固体物含量是61.5%,它的表观粘度是1049.9mPa.s、流动性15.3s与pH值为7.6。所述的气化浆料无需额外添加稳定剂,久置后不会产生硬沉淀,非常适合泵送。
实施例6:由侵入性水生生物质制备气化浆料
该实施例的实施步骤如下:
A、干燥
采用烘箱干燥法分析测定,蓝藻水生生物质原料的水含量是以重量计64%,然后利用自然能源日晒风干48h,然后使用由上海精钊机械设备有限公司以商品名上海精钊销售的JZ-6-1200型马弗炉,在温度300℃的条件下加热处理60min;
B、粉碎
将步骤A得到的水生生物质原料用由江阴市丫匀机械制造有限公司以商品名丫匀牌销售的超微粉碎机进行粉碎,然后用由武汉探矿机械厂以商品名武探牌销售的球磨机进行球磨,得到水生生物质原料粉;采用筛分法分析测定,所述水生生物质原料粉的颗粒尺寸在0.9mm以下是以重量计100%。
C、改性处理
往100重量份在步骤B得到的水生生物质原料粉中添加2.3重量份氢氧化钾改性剂与60重量份水,在2000转/分的条件下搅拌混合40min,该混合物再使用由杭州成功超声设备有限公司以商品名成功超声销售的超声设备在频率90kHz的条件下进行超声处理15min,得到改性的水生生物质浆;
D、制备气化料浆
采用常规湿法磨浆法将65重量份无烟煤粉、65重量份步骤C得到的改性水生生物质浆、1.6重量份丙烯酸和丙烯晴共聚物分散剂与40重量份水研磨制备得到所述的气化浆料。
采用本申请说明书描述的方法测定,所述气化浆料的颗粒粒度分布是以重量计100%小于0.9mm,60%小于0.076mm,固体物含量是61%,它的表观粘度是1199.9mPa.s、流动性14.2s与pH值为7.8。所述的气化浆料无需额外添加稳定剂,久置后不会产生硬沉淀,非常适合泵送用于气化制取合成原料气。
Claims (8)
1.一种由侵入性水生生物质制备气化浆料的方法,其特征在于该方法的步骤如下:
A、干燥
将待加工水生生物质原料洗净泥沙,然后利用自然日晒风干45~55h,然后在温度110℃~450℃的条件下加热处理30~120min;
B、粉碎
将步骤A得到的水生生物质原料根部、茎部与叶片分别用粉碎机进行粉碎,然后用球磨机进行球磨,得到水生生物质原料粉;所述水生生物质原料粉的颗粒尺寸在0.9mm以下是以重量计100%;
C、改性处理
往100重量份在步骤B得到的水生生物质原料粉中添加0.01~5.0重量份pH值在12以上的废碱液改性剂与60重量份水,搅拌混合,该混合物再在频率30~110kHz的条件下进行超声处理5~60min,得到改性的水生生物质浆;
D、制备气化料浆
采用常规湿法磨浆法将45~70重量份煤粉、10~65重量份步骤C得到的改性水生生物质浆、0.01~2.0重量份分散剂与10~50重量份水研磨制备得到所述的气化浆料。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的侵入性水生生物质是选自水花生、水葫芦、蓝藻或浮萍的恶性竞争类水生生物质。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于在步骤A中,待加工水生生物质原料的水含量是以重量计45~99%。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于在步骤C中,所述水生生物质原料粉与改性剂在50~3000转/分的条件下搅拌混合5~60min。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于在步骤D中,所述的煤粉是一种或多种选自烟煤粉、无烟煤粉或褐煤粉的煤粉。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的分散剂是一种或多种选自木质素磺酸盐系、萘系或聚羧酸系的分散剂;
所述的木质素磺酸盐系分散剂是一种或多种选自木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸铵或木质素磺酸镁的木质素磺酸盐系分散剂;
所述的萘系分散剂是一种或多种选自甲基萘磺酸钠、萘磺酸钠甲醛缩合物或它们的混合物的萘系分散剂;
所述的聚羧酸系分散剂是一种或多种选自丙烯酸钠聚合物、丙烯酸和丙烯晴共聚物或亚甲基萘磺酸钠-苯乙烯磺酸钠-马来酸钠共聚物的聚羧酸系分散剂。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述气化浆料的颗粒粒度分布是以重量计100%小于0.9mm,30%~75%小于0.076mm。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的气化浆料具有下述特性:
所述气化浆料是一种屈服假塑性流体,它的表观粘度是900~1200mPa.s、流动性11.0~17.0s与pH值为7.3~8.8。
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