利用羽毛制備的生物質(zhì)水煤漿的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用羽毛制備的生物質(zhì)水煤漿，該生物質(zhì)水煤漿由羽毛水解液或羽毛水解磺化液、煤粉、水組成，其中羽毛水解液或羽毛水解磺化液中固體物質(zhì)的質(zhì)量與煤粉中干基煤的質(zhì)量比為0.15?1.5:100，所述生物質(zhì)水煤漿的質(zhì)量百分濃度不小于60%、粒度分布、粘度、pH值、穩(wěn)定性均符合工業(yè)需要。本發(fā)明原料易得、成本低廉，有效利用了羽毛制品廢料，減少了環(huán)境污染，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，應(yīng)用前景十分廣闊。
【專利說明】利用羽毛制備的生物質(zhì)水煤漿

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水煤漿的制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用羽毛制備的生物質(zhì)水煤 漿。

【背景技術(shù)】
[0002] 水煤漿是60 %?70 %具有一定粒度級配的煤粉和30 %?40 %的水及少量添加劑 的混合物。水煤漿被稱為液態(tài)煤炭產(chǎn)品，是一種低污染流態(tài)代油燃料。它既保持了煤炭原 有的物理特性，又具有石油一樣的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，可以泵送、儲(chǔ)存、霧化、穩(wěn)定著火和充分 燃燒；而且燃燒水煤漿的污染物排放濃度還比燃油和直接燃煤低得多?？傊?，發(fā)展水煤漿技 術(shù)，不但可高效、低污染地利用煤炭，而且還可節(jié)約用油，是一項(xiàng)具有重大意義的、帶有方向 性的低污染代油技術(shù)，適合我國多煤少油的國情。煤是一類復(fù)雜有機(jī)聚合物，而水是極性化 合物，兩者的相容性差，它們的混合物熱力學(xué)不穩(wěn)定，煤顆粒極易團(tuán)聚，必須加入添加劑才 能夠制得理想的水煤漿。
[0003] 水煤漿添加劑主要包括分散劑和穩(wěn)定劑，其中分散劑占添加劑的90%。分散劑能 使煤顆粒均勻分散在水中，并在顆粒表面形成水化膜，使煤漿具有流動(dòng)性。穩(wěn)定劑的作用是 防止煤漿在儲(chǔ)存與運(yùn)輸過程中產(chǎn)生硬沉積。添加劑不僅直接決定著水煤漿的質(zhì)量，還影響 著水煤漿成本，其費(fèi)用是制漿成本的第二大因素。目前國內(nèi)使用的以石油為原料的化學(xué)合 成添加劑性能價(jià)格比缺乏競爭優(yōu)勢，制約著水煤漿的發(fā)展。因此，迫切需要采用新的化學(xué)原 料，研制出高性能、低成本的添加劑。
[0004] 羽毛是鳥類和禽類表皮細(xì)胞角質(zhì)化的衍生物，占其體重的10%，其中蛋白質(zhì)質(zhì)量 分?jǐn)?shù)高達(dá)80%?90%，富含必需氨基酸。據(jù)估計(jì)，我國每年家禽加工業(yè)以及羽絨制品生產(chǎn) 企業(yè)所產(chǎn)生的羽毛副產(chǎn)物在百萬噸以上。這是一筆豐富的蛋白質(zhì)資源，對這些廢棄蛋白質(zhì) 的開發(fā)利用不僅能極大地減少環(huán)境污染，同時(shí)也能產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種利用羽毛制備的生物質(zhì)水煤漿。
[0006] 解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該生物質(zhì)水煤漿由羽毛水解液或羽毛水 解磺化液、煤粉、水組成，其中羽毛水解液或羽毛水解磺化液中固體物質(zhì)的質(zhì)量與煤粉中干 基煤的質(zhì)量比為〇. 15?1. 5:100,所述生物質(zhì)水煤漿的質(zhì)量百分濃度不小于60%，生物質(zhì) 水煤漿的粒度分布為< 14目100%、< 20目98%?100%、< 40目90%?98%、< 120目 50%?60%、< 200 目 40%?50%、< 320 目 25%?40%。
[0007] 本發(fā)明優(yōu)選羽毛水解液或羽毛水解磺化液中固體物質(zhì)的質(zhì)量與煤粉中干基煤的 質(zhì)量比為0. 3?0. 5:100。
[0008] 上述的羽毛水解液的制備方法為：將氫氧化鈉、羽毛、水混合，混合物中氫氧化鈉 的質(zhì)量百分含量為3%?7%、羽毛的質(zhì)量百分含量為20%?35%，在60?90°C下攪拌水 解2?10小時(shí)，得到羽毛水解液。
[0009] 上述的羽毛水解液的優(yōu)選制備方法為：將氫氧化鈉、羽毛、水混合，混合物中氫氧 化鈉的質(zhì)量百分含量為3%?7%，羽毛的質(zhì)量百分含量為30%，在80°C下攪拌水解3小 時(shí)，得到羽毛水解液。
[0010] 上述的羽毛水解磺化液的制備方法為：將氫氧化鈉、羽毛、亞硫酸鈉、水混合，混合 物中氫氧化鈉的質(zhì)量百分含量為4%?7%，亞硫酸鈉的質(zhì)量百分含量為5%?12%，羽毛 的質(zhì)量百分含量為17%?25%，在70?90°C下攪拌水解磺化1. 5?4小時(shí)，得到羽毛水解 磺化液。
[0011] 上述的羽毛水解磺化液的優(yōu)選制備方法為：將氫氧化鈉、羽毛、亞硫酸鈉、水混合 中，混合物中氫氧化鈉的質(zhì)量百分含量為4%?7%，亞硫酸鈉的質(zhì)量百分含量為8%? 11%，羽毛的質(zhì)量百分含量為20%?25%，在85°C下攪拌水解磺化2小時(shí)，得到羽毛水解磺 化液。
[0012] 本發(fā)明將羽毛先用堿水解，或在水解的同時(shí)磺化，得到羽毛水解液或羽毛水解磺 化液，再將羽毛水解液或羽毛水解磺化液與煤、水一起制漿，得到羽毛水解液或羽毛水解磺 化液代替水煤漿添加劑的生物質(zhì)水煤漿。本發(fā)明為羽毛的資源化利用開辟了一條新途徑， 實(shí)現(xiàn)了全羽毛的利用，也可將羽毛的其它利用技術(shù)的剩余物（如：羽絨制備過程中產(chǎn)生的 雞皮、羽軸等）加以利用。本發(fā)明在資源化利用羽毛的同時(shí)，不需要加入水煤漿添加劑，進(jìn) 一步節(jié)約了制漿成本。另外，本發(fā)明制備羽毛水解液或羽毛水解磺化液的過程是在高溫和 強(qiáng)堿性條件下進(jìn)行的，在防護(hù)條件合格的條件下，有可能實(shí)現(xiàn)病死禽畜的資源化利用。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于這些實(shí) 施例。
[0014] 實(shí)施例1
[0015] 將中煤蒙大礦業(yè)煤（含水率為7% )加入到制樣機(jī)中研磨，得到粒度分布為< 14 目 100 %、< 20 目 98. 93 %、< 40 目 96. 46 %、< 120 目 61. 76 %、< 200 目 44. 4 %、< 320 目36. 37 %的煤粉。
[0016] 將30. Og雞毛用剪刀剪至長度為0. 5cm左右，放入三口圓底燒瓶中，加入5. Og氫 氧化鈉、65. Og水,在80°C下攪拌水解3小時(shí),得到羽毛水解液。
[0017] 將300. Og煤粉（含水率為7% )、I. 3g羽毛水解液（固體物質(zhì)的質(zhì)量百分濃度為 32. 5% )加入136. 8g水中，其中羽毛水解液中固體物質(zhì)的質(zhì)量與煤粉中干基煤的質(zhì)量比為 0.15:100，攪拌20分鐘，得到生物質(zhì)水煤漿。按照國標(biāo)68/118856.2-2008利用0511-50-5型 水分快速測定儀（由上海越平科學(xué)儀器有限公司提供）測定生物質(zhì)水煤漿的質(zhì)量百分濃度 為62. 15%，按照國標(biāo)GB/T18856. 4-2008利用NDJ-5S型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)（由上海越平科學(xué)儀器 有限公司提供）測定生物質(zhì)水煤漿的粘度為502. OmPa ? s，按照國標(biāo)GB/T18856. 7-2008利 用口!1計(jì)測定其口11值為8.45，粒度分布為<14目100%、<20目99.02%、<40目96.21%、 < 120 目 58. 01%、< 200 目 43. 64%、< 320 目 36. 66%，24 小時(shí)析水率為 4. 5%，放置 5 天 無硬沉淀產(chǎn)生。
[0018] 實(shí)施例2
[0019] 將30. Og雞毛用剪刀剪至長度為0. 5cm左右，放入三口圓底燒瓶中，加入3. Og氫 氧化鈉、77. Og水，在90°C下攪拌水解2小時(shí)，得到羽毛水解液。
[0020] 將300g實(shí)施例1研磨得到的煤粉（含水率為7 % )、I. 75g羽毛水解液（固體物 質(zhì)的質(zhì)量百分濃度為31. 39% )加入123. 7g水中，其中羽毛水解液中固體物質(zhì)的質(zhì)量與 煤粉中干基煤的質(zhì)量比為0.2:100,攪拌15分鐘，得到生物質(zhì)水煤漿，其質(zhì)量百分濃度為 65. 08%，粘度為 648mPa ? s，pH 值為 8. 34,粒度分布為< 14 目 100%、< 20 目 99. 50%、 < 40 目 97. 21%、< 120 目 58. 01%、< 200 目 41. 64%、< 320 目 36. 66%，24 小時(shí)析水率 為4. 0%,放置3天無硬沉淀產(chǎn)生。
[0021] 實(shí)施例3
[0022] 將35. Og雞毛用剪刀剪至長度為0. 5cm左右，放入三口圓底燒瓶中，加入7. Og氫 氧化鈉、58. Og水,在60°C下攪拌水解10小時(shí),得到羽毛水解液。
[0023] 將300g實(shí)施例1研磨得到的煤粉（含水率為7 % )、10. 5g羽毛水解液（固體物質(zhì) 的質(zhì)量百分濃度為40% )加入101. 3g水中，其中羽毛水解液中固體物質(zhì)的質(zhì)量與煤粉中 干基煤的質(zhì)量比為1. 5:100,攪拌15分鐘，得到生物質(zhì)水煤漿，其質(zhì)量百分濃度為70. 77%， 粘度為 1125. OmPa ? s，pH 值為 8. 43,粒度分布為< 14 目 100%、< 20 目 99. 50%、< 40 目 97.21%、<120目58.01%、< 200 目41.64%、< 320 目 36.66%，24小時(shí)析水率為0.71%， 放置3天無硬沉淀產(chǎn)生。
[0024] 實(shí)施例4
[0025] 將榆林杭來灣煤（含水率為8% )加入到制樣機(jī)中研磨，得到粒度分布為< 14目 100%、< 20 目 98. 93%、< 40 目 93. 27%、< 120 目 58. 93%、< 200 目 47. 10%、< 320 目 37. 06 %的煤粉。
[0026] 將20. Og雞毛用剪刀剪至長度為0. 5cm左右，放入三口圓底燒瓶中，加入4. Og氫 氧化鈉、8. Og亞硫酸鈉、59. Og水,在85 °C下攪拌水解磺化2小時(shí),得到羽毛水解磺化液。
[0027] 將130. Og煤粉（含水率為8% )、I. Ig羽毛水解磺化液（固體物質(zhì)的質(zhì)量百分濃 度為33. 9% )加入75. 4g水中，其中羽毛水解磺化液中固體物質(zhì)的質(zhì)量與煤粉中干基煤的 質(zhì)量比為0. 3:100,攪拌15分鐘，得到生物質(zhì)水煤漿，其質(zhì)量百分濃度為62. 63%，粘度為 691mPa ? s，pH 值為 8. 0,粒度分布為 < 14 目 100 %、< 20 目 99. 50 %、< 40 目 97. 21 %、 < 120 目 58. 01%、< 200 目 41. 64%、< 320 目 36. 66%，24 小時(shí)析水率為 4. 54%，放置 24 小時(shí)無硬沉淀產(chǎn)生。
[0028] 實(shí)施例5
[0029] 將20. Og雞毛用剪刀剪至長度為0. 5cm左右，放入三口圓底燒瓶中，加入6. 67g氫 氧化鈉、6. 67g亞硫酸鈉、62. Og水，在70°C下攪拌水解磺化4小時(shí)，得到羽毛水解磺化液。
[0030] 將130. Og實(shí)施例5研磨得到的煤粉（含水率為8% )、0. 5g羽毛水解磺化液（固 體物質(zhì)的質(zhì)量百分濃度為34. 32% )加入66. Og水中，其中羽毛水解磺化液中固體物質(zhì)的 質(zhì)量與煤粉中干基煤的質(zhì)量比為〇. 15:100,攪拌15分鐘，得到生物質(zhì)水煤漿，其質(zhì)量百分 濃度為65. 1%，粘度為1010. 3mPa* s，pH值為8. 63,粒度分布為< 14目100%、< 20目 99. 50%、< 40 目 97. 21%、< 120 目 58. 01%、< 200 目 41. 64%、< 320 目 36. 66%，24 小 時(shí)析水率為2. 96%，放置24小時(shí)無硬沉淀產(chǎn)生。
[0031] 實(shí)施例6
[0032] 將20. Og雞毛用剪刀剪至長度為0. 5cm左右，放入三口圓底燒瓶中，加入6. 7g氫 氧化鈉、13. 3g亞硫酸鈉、74. Og水,在70°C下攪拌水解磺化4小時(shí),得到羽毛水解磺化液。
[0033] 將130. Og實(shí)施例5研磨得到的煤粉（含水率為8 % )、5. 3g羽毛水解磺化液（固 體物質(zhì)的質(zhì)量百分濃度為33. 8% )加入75. 5g水中，其中羽毛水解磺化液中固體物質(zhì)的質(zhì) 量與煤粉中干基煤的質(zhì)量比為1. 5:100,攪拌15分鐘，得到生物質(zhì)水煤漿，其質(zhì)量百分濃度 為62. 5%，粘度為725mPa ? s，pH值為8. 1，粒度分布為< 14目100%、< 20目99. 50%、 < 40 目 97. 21%、< 120 目 58. 01%、< 200 目 41. 64%、< 320 目 36. 66%，24 小時(shí)析水率 為5. 5%，放置24小時(shí)無硬沉淀產(chǎn)生。
[0034] 實(shí)施例7
[0035] 將20. Og雞毛用剪刀剪至長度為0. 5cm左右，放入三口圓底燒瓶中，加入4g氫氧 化鈉、4. 3g亞硫酸鈉、52. Og水，在70°C下攪拌水解磺化4小時(shí)，得到羽毛水解磺化液。
[0036] 將130. Og實(shí)施例5研磨得到的煤粉（含水率為8 % )、2. 05g羽毛水解磺化液（固 體物質(zhì)的質(zhì)量百分濃度為31. 0% )加入75. 5g水中，其中羽毛水解磺化液中固體物質(zhì)的質(zhì) 量與煤粉中干基煤的質(zhì)量比為〇. 5:100,攪拌15分鐘，得到生物質(zhì)水煤漿，其質(zhì)量百分濃度 為62. 2%，粘度為837mPa ? s，pH值為8. 6,粒度分布為< 14目100%、< 20目99. 60%、 < 40 目 97. 31%、< 120 目 57. 03%、< 200 目 42. 60%、< 320 目 35. 56%，24 小時(shí)析水率 為4. 5%,放置24小時(shí)無硬沉淀產(chǎn)生。
【權(quán)利要求】
1. 一種利用羽毛制備的生物質(zhì)水煤漿，其特征在于：該生物質(zhì)水煤漿由羽毛水解液或 羽毛水解磺化液、煤粉、水組成，其中羽毛水解液或羽毛水解磺化液中固體物質(zhì)的質(zhì)量與煤 粉中干基煤的質(zhì)量比為0. 15?1. 5:100,所述生物質(zhì)水煤漿的質(zhì)量百分濃度不小于60% ; 上述的羽毛水解液的制備方法為：將氫氧化鈉、羽毛、水混合，混合物中氫氧化鈉的質(zhì) 量百分含量為3%?7%、羽毛的質(zhì)量百分含量為20%?35%，在60?90°C下攪拌水解2? 10小時(shí)，得到羽毛水解液； 上述的羽毛水解磺化液的制備方法為：將氫氧化鈉、羽毛、亞硫酸鈉、水混合，混合物中 氫氧化鈉的質(zhì)量百分含量為4%?7%，亞硫酸鈉的質(zhì)量百分含量為5%?12%，羽毛的質(zhì) 量百分含量為17%?25%，在70?90°C下攪拌水解磺化1. 5?4小時(shí)，得到羽毛水解磺化 液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用羽毛制備的生物質(zhì)水煤漿，其特征在于：所述的羽毛水 解液或羽毛水解磺化液中固體物質(zhì)的質(zhì)量與煤粉中干基煤的質(zhì)量比為〇. 3?0. 5:100。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用羽毛制備的生物質(zhì)水煤漿，其特征在于所述的羽毛水解 液的制備方法為：將氫氧化鈉、羽毛、水混合，混合物中氫氧化鈉的質(zhì)量百分含量為3%? 7%，羽毛的質(zhì)量百分含量為30%，在80°C下攪拌水解3小時(shí)，得到羽毛水解液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用羽毛制備的生物質(zhì)水煤漿，其特征在于所述的羽毛水 解磺化液的制備方法為：將氫氧化鈉、羽毛、亞硫酸鈉、水混合中，混合物中氫氧化鈉的質(zhì) 量百分含量為4%?7%，亞硫酸鈉的質(zhì)量百分含量為8%?11%，羽毛的質(zhì)量百分含量為 20%?25%，在85°C下攪拌水解磺化2小時(shí)，得到羽毛水解磺化液。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4任意一項(xiàng)所述的利用羽毛制備的生物質(zhì)水煤漿，其特征在于： 所述的生物質(zhì)水煤漿的粒度分布為< 14目100%、< 20目98%?100%、< 40目90%? 98%、< 120 目 50%?60%、< 200 目 40%?50%、< 320 目 25%?40%。
【文檔編號(hào)】C10L1/32GK104212505SQ201410487787
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】孫平, 薛敏, 楊菊香, 李學(xué)坤, 劉蕊, 高果嘉 申請人:西安文理學(xué)院