一种油茶壳成型燃料及其制备方法

本发明属于固体废物处置和资源化利用领域，具体涉及一种油茶壳成型燃料及其制备方法。

背景技术：

1、油茶是我国著名的油料作物，而油茶壳是油茶加工过程中的典型副产物，其占整个油茶总量的50％～60％。油茶壳在现阶段主要处理方式是通过在垃圾填埋场焚烧处置，这种处理方式会导致各种形式的污染，如地下水污染、土壤污染和温室气体排放(如co2、ch4和n2o)等。如何将油茶壳制备成生物质燃料，进行资源化再利用是目前的研究热点之一。

2、油茶每年在10月下旬至11月中旬收获，而人们对于供热供暖等能源的需求大多在冬季，这会导致油茶壳收获和投入使用存在一个时间差，储藏成为了整个供应链中不可避免的环节。生物质的储藏一般始于收获期，企业可以以更低成本获得生物质原料以满足其高需求时节的需要，这样既可以保证供应能力也能降低储藏期间需要的额外成本。

3、但在油茶壳储藏过程中存在自发热、干物质损失、废气voc排放等缺陷，这些缺陷会导致油茶壳燃料制备过程中机器利用率低、能量损耗大且燃料产率低，制备的油茶壳燃料能量密度低及燃烧不稳定的问题。如何减少储藏过程中油茶壳的损耗以及利用储藏后的油茶壳制备能量密度高的燃料是目前尚未解决的难题。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是：提供一种油茶壳成型燃料及其制备方法，以解决油茶壳燃料制备过程中机器利用率低、能量损耗大且燃料产率低，以及制备的油茶壳燃料能量密度低及燃烧不稳定的问题。

2、为解决其技术问题所采取的技术方案是，提供一种油茶壳成型燃料的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)在有氧条件下，将油茶壳混合氢氧化物进行储藏；氢氧化物为氢氧化钙、氢氧化钡或氢氧化镁；

4、(2)将步骤(1)所得油茶壳粉碎过筛，得油茶壳粉末；

5、(3)调整油茶壳粉末水分含量，再低温静置；

6、(4)将步骤(3)所得油茶壳粉末压制成型，即得。

7、本发明采用上述技术方案的有益效果为：将油茶壳混合氢氧化物进行储藏，在弱碱性的条件下油茶壳的内部粒子产生重排形成堆积结构，彼此间的接触面积增大，当油茶壳的酚羟基转换为酚盐后，负离子的形成可以稳定芳香环的电子云，纤维之间的距离进一步减小，短程力增强；同时，油茶壳表面结构发生变化，可使其在压制过程中部分木质素及半纤维素进行玻璃化转变，纤维排列更加紧密；再者，吸水作用引入的部分水分可减小油茶壳的空隙和孔隙体积使其质地更为紧实。储藏后再粉碎、低温静置有助于油茶壳粉末中易挥发物质和不稳定成分的挥发和分解，使得燃料制备过程中油茶壳利用率有效提高，降低了成型能耗，制得的油茶壳成型燃料产率高且密度大，可保证其燃烧过程中的热稳定性。

8、优选的，步骤(1)包括以下步骤：在有氧条件下，将氢氧化物分为等质量的3份，分别在储藏的第1天、第3天和第7天加入油茶壳中进行投料混合，搅拌均匀并在室温条件下储藏28～32天。

9、本发明采用上述技术方案的有益效果为：将氢氧化物分为等质量的3份，分别在储藏的第1天、第3天和第7天加入油茶壳中进行投料混合是因为储藏过程中氢氧化物与油茶壳中的某些成分会发生中和或络合等反应；当氢氧化物一次性大量加入时，反应速率可能过快会导致反应不完全或生成不稳定的中间产物；同时，分批加入氢氧化物可以更好地控制其在油茶壳中的分布和渗透，使氢氧化物与油茶壳中的成分更加均匀地接触和反应也可避免由于ph值变化过快而对油茶壳的结构和性质产生不利的影响；使得处理后的油茶壳具有更高的密度以减少成型能耗。

10、更优选的，步骤(1)中油茶壳与氢氧化物的质量比为100:1～4。

11、优选的，步骤(2)中粉碎过筛包括以下步骤：将步骤(1)储藏后的油茶壳粉碎并过60～100目筛。

12、优选的，步骤(3)中调整油茶壳粉末水分含量为14～16％。

13、优选的，步骤(3)中低温静置的温度为3～5℃，时间为47～49h。

14、优选的，步骤(4)中压制成型的功率为40～50kw，温度为100～120℃。

15、本发明还提供上述制备方法制备的油茶壳成型燃料。

16、更优选的，油茶壳成型燃料的粒径为5～8mm。

17、本发明具有以下有益效果：

18、(1)本发明制备的油茶壳成型燃料成本低、密度大、结构紧实且外观均匀一致，在燃烧过程中可释放更多热量，提高了能源利用效率，同时可保证其燃烧过程中的热稳定性，不易因燃烧不充分产生污染性气体，可达到降低污染及资源化再利用的目的。

19、(2)本发明的油茶壳成型燃料的制备方法简单易于操作，将储藏周期与燃料的制备结合，在减少储存过程中油茶壳的损耗的同时还实现了高能量密度燃料的制备，并解决了机械设备低利用率、高磨损及高能耗的缺陷，为油茶壳的资源化利用提供一种可行的技术路径。

技术特征：

1.一种油茶壳成型燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的油茶壳成型燃料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下步骤：在有氧条件下，将氢氧化物分为等质量的3份，分别在储藏的第1天、第3天和第7天加入油茶壳中进行投料混合，搅拌均匀并在室温条件下储藏28～32天。

3.如权利要求1或2所述的油茶壳成型燃料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中油茶壳与氢氧化物的质量比为100:1～4。

4.如权利要求1所述的油茶壳成型燃料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中粉碎过筛包括以下步骤：将步骤(1)储藏后的油茶壳粉碎并过60～100目筛。

5.如权利要求1所述的油茶壳成型燃料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中调整油茶壳粉末水分含量为14～16％。

6.如权利要求1所述的油茶壳成型燃料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中低温静置的温度为3～5℃，时间为47～49h。

7.如权利要求1所述的油茶壳成型燃料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中压制成型的功率为40～50kw，温度为100～120℃。

8.采用权利要求1～7任一项所述的制备方法制备的油茶壳成型燃料。

技术总结本发明提供一种油茶壳成型燃料及其制备方法，属于固体废物处置和资源化利用领域。油茶壳成型燃料的制备方法包括以下步骤：(1)在有氧条件下，将油茶壳混合氢氧化物进行储藏；氢氧化物为氢氧化钙、氢氧化钡或氢氧化镁；(2)将步骤(1)所得油茶壳粉碎过筛，得油茶壳粉末；(3)调整油茶壳粉末水分含量，再低温静置；(4)将步骤(3)所得油茶壳粉末压制成型，即得。本发明还包括上述制备方法制备的油茶壳成型燃料。本发明的方法可解决油茶壳燃料制备过程中机器利用率低、能量损耗大且燃料产率低，以及制备的油茶壳燃料能量密度低及燃烧不稳定的问题。技术研发人员：李辉,胡玮麟,谭梦娇,杨海平,黄忠良,李昌珠,雷廷宙,吴子剑,覃晓莉受保护的技术使用者：湖南省林业科学院技术研发日：技术公布日：2024/5/27