一种利用硅橡胶裂解废渣制备的生物质复合燃料及制备方法与流程

本发明涉及硅橡胶裂解废渣再利用的，尤其涉及一种利用硅橡胶裂解废渣制备的生物质复合燃料及制备方法。

背景技术：

1、农林废弃物包括农业生产过程中剩余的稻壳、糠皮，林业生产过程中残留的树枝、树叶、木屑和木材加工的边角料等。我国农林废弃物资源丰富，除少部分用于家畜饲料、做饭和取暖外，大部分弃之于田野。农林废弃物的利用方式有很多，直接燃烧是应用最多的利用方式。然而，由于农林废弃物直接燃烧能源利用效率低，燃烧温度低，限制了其应用范围。工业生产中的各种窑炉加热需要大量能源，是一个巨大的利用市场，然而对燃料的燃烧温度要求1100℃以上，而采用传统燃烧方法的温度只有600-700℃，农林废弃物的成型燃料的燃烧温度也难以超过1000℃，不能适应工业燃料品质的要求。

2、随着硅橡胶消费量的增长，生产中产生的废次硅橡胶生胶、硫化成型加工中形成的硅橡胶废品和边角料以及在应用过程中形成的废旧硅橡胶制品量迅速增加。废旧硅橡胶裂解生产和回收有机硅环体过程中，产生大量的酸性粉尘和灰渣，其量约占边角废料的30％-60％，而这些灰渣的主要成分为二氧化硅。对于硅橡胶裂解后的产物来说，灰渣和硅烷类油份均可以回收利用，但是含有硅烷类油份的灰渣很难直接利用。由于其灰渣中含有硅烷类油份，大大缩小了其再次应用的范围，降低了回收利用效率。就目前硅橡胶裂解渣的应用而言，较多聚焦在发泡塑料填充料和免烧砖，在生物质复合燃料上的应用尚未有过相关报道。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种利用硅橡胶裂解废渣制备燃烧温度较高的生物质复合燃料及制备方法。

2、本发明的技术方案是这样实现的：一方面，本发明提供了一种利用硅橡胶裂解废渣制备的生物质复合燃料，所述生物质复合燃料的原料包括：农林废弃物、硅橡胶裂解废渣、粉煤灰和聚乙烯醇-丙烯酸酯共聚物。

3、在以上技术方案的基础上，优选的，按照重量份数计算，所述生物质复合燃料的原料包括：农林废弃物100-120份、硅橡胶裂解废渣20-40份、粉煤灰3-5份、聚乙烯醇-丙烯酸酯共聚物8-15份。

4、在以上技术方案的基础上，优选的，所述聚乙烯醇-丙烯酸酯共聚物的制备方法为：将聚乙烯醇和丙烯酸酯混合后，加入引发剂，在160-180℃下进行共混反应2-3h得到聚乙烯醇-丙烯酸酯共聚物。

5、在以上技术方案的基础上，优选的，所述聚乙烯醇：丙烯酸酯的质量比为100：(10-20)。

6、在以上技术方案的基础上，优选的，还包括8-10重量份的氧化铝气凝胶。

7、在以上技术方案的基础上，优选的，所述氧化铝气凝胶的制备方法为：将纳米氧化铝粒子分散于乙醇水溶液中，然后加入正硅酸乙酯和十六烷基三甲基，在碱性条件下搅拌反应形成凝胶；反应结束后，经离心，过滤和洗涤得到氧化铝气凝胶。

8、在以上技术方案的基础上，优选的，所述纳米氧化铝：正硅酸乙酯的质量比为1：(2-5)；所述乙醇溶液的质量分数为20％-40％。

9、在以上技术方案的基础上，优选的，还包括5-8重量份的白炭黑。

10、在以上技术方案的基础上，优选的，所述农林废弃物包括谷壳、花生壳、作物秸秆和木材锯末中的一种或多种组合。

11、另一方面，本发明提供了制备生物质复合燃料的方法，包括以下步骤：

12、s1，农林废弃物干燥后粉碎处理得到粒径3-5mm的碎料；硅橡胶裂解废渣干燥后粉碎得到粒径1-3mm的碎料；

13、s2，将粉碎后的农林废弃物、硅橡胶裂解废渣与粉煤灰和聚乙烯醇-丙烯酸酯共聚物和氧化铝气凝胶混合，利用压辊式或螺旋挤压方式成型，成型的温度为150℃-200℃。

14、本发明的一种利用硅橡胶裂解废渣制备的生物质复合燃料及制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：

15、(1)硅橡胶裂解废渣含有大量的二氧化硅，可作为燃料燃烧的催化剂，促进燃料分子之间的反应，提高燃料的燃烧效率。硅橡胶裂解废渣中含有的少量硅烷类有机物在燃烧过程中分解会释放氧气，使得生物质燃料内部充分燃烧，从而提高生物质燃料的热效率。此外，硅橡胶裂解废渣中的含cl、na的无机物会加重生物质燃料的结渣，为此本发明在生物质燃料中加入了抗结渣剂聚乙烯醇-丙烯酸酯共聚物，聚乙烯醇-丙烯酸酯共聚物高温稳定性好，能吸附在熔融灰渣颗粒上，并形成一层膜，防止熔融灰渣颗粒之间结渣。

16、(2)硅橡胶裂解废渣中含有的环硅烷残留燃烧时会产生一些有害气体和灰分，为此本发明在生物质燃料中加入了氧化铝气凝胶和羟基亚乙基二膦酸，氧化铝气凝胶为多孔材料，吸附性强，可以吸附燃料燃烧时产生的有害气体；同时氧化铝气凝胶的多孔结构增加了与氧气的接触面积，提高了燃烧性。羟基亚乙基二膦酸可与金属离子螯合形成稳定的络合物，阻止灰分飘散，降低烟尘排放量。

17、(3)白炭黑为多孔性物质，表面吸附性强，高温下形成化学键连结的链枝状结构起到粘合剂，可以保持生物质燃料的完整性，从而提高生物质燃料的燃烧热值。

技术特征：

1.一种利用硅橡胶裂解废渣制备的生物质复合燃料，其特征在于：所述生物质复合燃料的原料包括：农林废弃物、硅橡胶裂解废渣、粉煤灰和聚乙烯醇-丙烯酸酯共聚物。

2.如权利要求1所述的一种利用硅橡胶裂解废渣制备的生物质复合燃料，其特征在于：按照重量份数计算，所述生物质复合燃料的原料包括：农林废弃物100-120份、硅橡胶裂解废渣20-40份、粉煤灰3-5份、聚乙烯醇-丙烯酸酯共聚物8-15份。

3.如权利要求1所述的一种利用硅橡胶裂解废渣制备的生物质复合燃料，其特征在于：所述聚乙烯醇-丙烯酸酯共聚物的制备方法为：将聚乙烯醇和丙烯酸酯混合后，加入引发剂，在160-180℃下进行共混反应2-3h得到聚乙烯醇-丙烯酸酯共聚物。

4.如权利要求3所述的一种利用硅橡胶裂解废渣制备的生物质复合燃料，其特征在于：所述聚乙烯醇：丙烯酸酯的质量比为100：(10-20)。

5.如权利要求3所述的一种利用硅橡胶裂解废渣制备的生物质复合燃料，其特征在于：还包括8-10重量份的氧化铝气凝胶和3-7重量份的羟基亚乙基二膦酸。

6.如权利要求5所述的一种利用硅橡胶裂解废渣制备的生物质复合燃料，其特征在于：所述氧化铝气凝胶的制备方法为：将纳米氧化铝粒子分散于乙醇水溶液中，然后加入正硅酸乙酯和十六烷基三甲基，在碱性条件下搅拌反应形成凝胶；反应结束后，经离心，过滤和洗涤得到氧化铝气凝胶。

7.如权利要求6所述的一种利用硅橡胶裂解废渣制备的生物质复合燃料，其特征在于：所述纳米氧化铝：正硅酸乙酯的质量比为1：(2-5)；所述乙醇溶液的质量分数为20％-40％。

8.如权利要求6所述的一种利用硅橡胶裂解废渣制备的生物质复合燃料，其特征在于：还包括5-8重量份的白炭黑。

9.如权利要求1所述的一种利用硅橡胶裂解废渣制备的生物质复合燃料，其特征在于：所述农林废弃物包括谷壳、花生壳、作物秸秆和木材锯末中的一种或多种组合。

10.制备权利要求8所述的生物质复合燃料的方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明涉及硅橡胶裂解废渣再利用的技术领域，提出了一种利用硅橡胶裂解废渣制备的生物质复合燃料及制备方法，所述生物质复合燃料的原料包括：农林废弃物、硅橡胶裂解废渣、粉煤灰和聚乙烯醇‑丙烯酸酯共聚物。本发明在农林废弃物生物质中加入硅橡胶裂解废渣的加入促进了燃料分子之间的反应，提高了燃料的燃烧效率和热效率。技术研发人员：万明章,申丽敬受保护的技术使用者：枣阳硕捷再生资源有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/4