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CN101058758A - 垃圾环保再生煤 - Google Patents

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CN101058758A
CN101058758A CNA2007101007281A CN200710100728A CN101058758A CN 101058758 A CN101058758 A CN 101058758A CN A2007101007281 A CNA2007101007281 A CN A2007101007281A CN 200710100728 A CN200710100728 A CN 200710100728A CN 101058758 A CN101058758 A CN 101058758A
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CN
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environment
ammonium nitrate
friendly garbage
sodium
coal
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CNA2007101007281A
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English (en)
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徐日生
陈超英
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
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    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

本发明公开了一种垃圾环保再生煤及其制备方法。所述垃圾环保再生煤由下述重量份的原料制备得到：生活垃圾25－50，引燃物5－25，恒温燃物2－12；所述生活垃圾包含30％重量以上的干可燃物。所述再生煤制造简单，使用安全可靠，燃烧值可与优质煤媲美。

Description

垃圾环保再生煤
(一)技术领域：
本发明涉及一种再生煤，尤其涉及一种垃圾环保再生煤。
本发明还涉及该再生煤的制备方法。
(二)背景技术：
众所周知，生活垃圾和煤矸石废弃物早已形成一种可怕的公害污染物。目前，全世界都在极力研究无害处理垃圾和煤矸石废弃物的办法，但效果甚微。能源已是21世纪人类最为担心的大问题，石油和地下煤炭资源的开采和利用已难以满足人类的发展需求。世界能源理事会早已作出精确的地球储量预测报告：“2010年后将出现严重的世界能源危机”。因此，人类为了可持续发展必须另辟蹊径去寻找和开发新的能源材料。
城市垃圾的构成主要受地理条件、生活习惯、居民生活水平和民用燃料结构的影响。我国城市垃圾在产量迅速增加的同时，垃圾构成也发生了很大的变化。表现为有机物增加，可燃物增多，可利用价值增大。影响城市垃圾组分的一个重要因素是燃料消费结构。居民生活水平和消费结构的改变不仅影响城市垃圾的产生量，也是影响垃圾成分的重要因素。随着生活水平的提高，生活垃圾中煤渣含量持续下降，易堆腐垃圾和废品的含量持续增长。这种影响也反映在同一城市不同地区：高级住宅区的垃圾中可回收废物(塑料、纸类、金属、织物和玻璃)的含量明显高于普通住宅区；而普通居民生活水平不高，垃圾中厨余物含量较高，因而垃圾含水率较高、热值较低。
我国城市垃圾主要由居民生活垃圾、街道保洁垃圾、集团垃圾三大类构成。居民生活垃圾数量居首位且成分复杂，受时间季节影响较大；街道保洁垃圾主要含泥砂、落叶、包装物等，有机物成分相对少，含水率较低；集团垃圾成分随发生源不同而变化，相对来讲成分较为单一稳定，平均含水量较低，易燃物、特别是高热值的易燃物多。
目前国内外广泛采用的城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、高温堆肥和焚烧等，这三种垃圾主要处理方式的比例，因地理环境、垃圾成份、经济发展水平等因素不同而有所区别，很难有统一的模式。但最终都是以无害化、资源化、减量化为处理目标。从应用技术看，国外主要是填埋、焚烧、堆肥、综合利用等方式，机械化程度较高，且形成系统及成套设备。从国外多种处理方式的情况看，有以下趋势：(1)工业发达国家由于能源、土地资源日益紧张，焚烧处理比例逐渐增多；(2)填埋法作为垃圾的最终处置手段一直占有较大比例；(3)农业型的发展中国家大多数以堆肥为主；(4)其它一些新技术，如热解法、填海、堆山造景等技术，正不断取得进展。
中国发明专利88107911.1公开了一种合成再生煤，它是由煤炭燃烧后产生的灰渣，加少量原煤、粘土、石灰、添加剂以及附加物混和而成。
中国实用新型专利88216754.5公开了一种工业炉渣再生型煤，是废物利用产品。它是以废弃的工业炉渣为主要原料，将炉渣经过分选、粉碎、粘合、成型等工序制成的型煤。这种型煤可供工业生产及民用。
中国发明专利申请200510130944.1公开了一种利用城市废弃垃圾物和化工原材料制造出的可取代天然化石煤炭和广泛用于工业和民用用煤的煤能源再生产品。其特征是：由垃圾为主要原基料经过物理反应和静置加入化工材料混合发生反应，经打粉机打粉即成煤产品，再成型压铸达到用户要求的型状。本发明是按特定顺序在常温常压下，将羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、漂白粉、元明粉、机油等材料混合反应，与垃圾一并粉磨后压制成所需煤型状，即成产品。
(三)发明内容：
本发明所要解决的技术问题是提供一种垃圾环保再生煤及其制备方法，解决现有技术中存在的垃圾废弃物和煤矸石废弃物无法妥善处理而造成严重浪费和环境污染的技术问题，与此同时变废为宝将垃圾和煤矸石通过最简单的生产方式和最低廉的成本价格制造出一种广泛适用于各类燃烧型炉具的再生煤炭能源。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种垃圾环保再生煤，其由下述重量份的原料制备得到：
生活垃圾                  20-50
引燃物                    5-25
恒温燃物                  2-12；
所述生活垃圾包含30％重量以上的干可燃物。
更优选的，所述垃圾环保再生煤由下述重量份的原料制备得到：
生活垃圾                  25-50
引燃物                    8-20
恒温燃物                  3-7。
在本发明中，所述生活垃圾为通常意义上的包含各类废弃物的生活垃圾，其可以产生于城镇，也可产生于农村。但由于城镇生活垃圾与农村生活垃圾的构成不同，因此制成的再生煤的燃烧效果也会有所区别。当可燃物、有机物含量较高时，含水量较低时，制成的再生煤的燃烧效果会较好。
在本发明中，所述生活垃圾通常应包含30％以上的干可燃物，例如，塑料类、化纤类、纸类等的一种或多种。除此之外，所述生活垃圾中还可能包含金属、砂石以及其它不明综合可燃物(如湿菜叶等湿可燃物)等。例如，本发明所用生活垃圾可以为如下重量百分配比：砖瓦砂石类(作为填充物)含量为13％，木素动植物类含量为40％，纸类含量为15％，化纤布类含量为8％，塑料类含量为12％，金属及不明物含量为5％，其它不明综合可燃物含量为7％。
在本发明中，有时将“生活垃圾”简称为“垃圾”。同时，可以理解，当生活垃圾在原料中低于20或25重量份时，仍可制成本发明的垃圾环保再生煤。
所述引燃物用于引发燃烧，使本发明的再生煤能够爆燃和恒燃。现有技术中各种用作引燃的物质均可选择性的用于本发明。
例如，所述引燃物可以为选自羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、氯化钴、无水氯化锂、过氧化钡、碳酸钴、硫酸钴、硝酸钾、氯化钠、氯化钾、高岭土、高锰酸盐等的一种或多种，但不限于此。
优选的，所述引燃物可以为选自羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、氯化钴、无水氯化锂、过氧化钡、碳酸钴、硫酸钴、硝酸钾、氯化钠、氯化钾、高岭土、高锰酸盐等的两种以上。
更优选的，所述引燃物可以为选自羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、氯化钴、无水氯化锂、过氧化钡、碳酸钴、硫酸钴、硝酸钾、氯化钠、氯化钾、高岭土、高锰酸盐等的三种以上。
还优选的，所述引燃物可以为选自羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、氯化钴、无水氯化锂、过氧化钡、碳酸钴、硫酸钴、硝酸钾、氯化钠、氯化钾、高岭土、高锰酸盐等的四种以上。
例如，所述引燃物可以为包括羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、氯化钴、硝酸钾、氯化钠、高锰酸盐。
所述恒温燃物用于使本发明的再生煤能够保持恒温燃烧。现有技术中各种用作保持恒温燃烧的物质均可选择性的用于本发明。
例如，所述恒温燃物可以为选自废机油、煤油、石蜡、工业油、黑柴油、活性炭、活性白土、蓝胶指示剂、十二烷基磺酸钠、松香、沥青、发泡塑料、陶胶、炭素粉、木素粉、发泡剂等的一种或多种，但不限于此。
优选的，所述恒温燃物可以为选自废机油、煤油、石蜡、工业油、黑柴油、活性炭、活性白土、蓝胶指示剂、十二烷基磺酸钠、松香、沥青、发泡塑料、陶胶、炭素粉、木素粉、发泡剂等的两种以上。
更优选的，所述恒温燃物可以为选自废机油、煤油、石蜡、工业油、黑柴油、活性炭、活性白土、蓝胶指示剂、十二烷基磺酸钠、松香、沥青、发泡塑料、陶胶、炭素粉、木素粉、发泡剂等的三种以上。
还优选的，所述恒温燃物可以为选自废机油、煤油、石蜡、工业油、黑柴油、活性炭、活性白土、蓝胶指示剂、十二烷基磺酸钠、松香、沥青、发泡塑料、陶胶、炭素粉、木素粉、发泡剂等的四种以上。
例如，所述恒温燃物可以为包括废机油、煤油、石蜡。
当使用废油料时，可以加入少量的碳酸钙、高锰酸盐等，以使废油料可变得较为纯净，从而提高燃烧效率。
进一步的，所用原料还可包括12-26重量份的消毒杀菌剂。
所述消毒杀菌剂用于对垃圾进行消毒杀菌，并去除垃圾中的异味。
例如，所述消毒杀菌剂通常可为选自漂白粉、漂白精、多硫化钡、多硫化钙、双氧水、高锰酸盐、硝酸铵、无水氯化锶、氢氧化钠、氢氧化钾、硼氢化钠、晶体元素硼、硝酸钡、过氧化钡等的一种或多种，但不限于此。
优选的，所述消毒杀菌剂为选自漂白粉、漂白精、多硫化钡、多硫化钙、双氧水、高锰酸盐、硝酸铵、无水氯化锶、氢氧化钠、氢氧化钾、硼氢化钠、晶体元素硼、硝酸钡、过氧化钡等的两种以上。
更优选的，所述消毒杀菌剂为选自漂白粉、漂白精、多硫化钡、多硫化钙、双氧水、高锰酸盐、硝酸铵、无水氯化锶、氢氧化钠、氢氧化钾、硼氢化钠、晶体元素硼、硝酸钡、过氧化钡等的三种以上。
还优选的，所述消毒杀菌剂为选自漂白粉、漂白精、多硫化钡、多硫化钙、双氧水、高锰酸盐、硝酸铵、无水氯化锶、氢氧化钠、氢氧化钾、硼氢化钠、晶体元素硼、硝酸钡、过氧化钡等的四种以上。
例如，所述消毒杀菌剂可以为包括漂白粉、高锰酸盐、硝酸铵、氢氧化钠。
进一步的，所用原料还可包括30-50重量份的填充剂。
所述填充剂用于使再生煤成型，可选自煤矸石、粉煤灰、煤渣、工业炉渣等的一种或多种。所述煤矸石指煤矿在建井、开拓掘进、采煤和煤炭洗选过程中排出的含炭岩石及岩石，是煤矿建设、生产过程中的废弃物。
由于煤矸石、煤渣等中含有硫，因此，可以在原料中加入适量的固硫剂，如5-10重量份。所述固硫剂用于吸收煤燃烧时产生的硫，以减少污染，通常可为选自碱金属和碱土金属的氧化物、氢氧化物、盐类及其复合物等的一种或多种，例如碳酸钙、氢氧化钙、碱式碳酸镁等。工业上通常选用廉价的石灰石、白云石或消石灰等作为固硫剂。
更优选的，所述原料可进一步包括4-10重量份的分散剂。
所述分散剂在本发明中用于将各种化工原料均匀分散于垃圾和/或煤矸石中，以在燃烧时达到最佳效果，其可为选自元明粉、活性磷酸钙、蓝胶指示剂等的一种或多种。所述元明粉也叫无水硫酸钠、无水芒硝。
更优选的，所述原料可进一步包括5-11重量份的含硅物，如沙子、二氧化硅、L型沸石等。优选的，所述含硅物为较便宜的沙子。
优选的，所述垃圾环保再生煤由下述重量份的原料制备得到：
生活垃圾                      25-50
煤矸石                        30-50
漂白粉                        5-15
氢氧化钠                      2-5
高锰酸盐                      3-7
碳酸钙                        2-10
羟基硝酸铵                    1-3
三乙醇硝酸铵                  0.5-2
碳酸氢铵                      1-3
氯化钴                        0.5-1
硝酸钾                        1-3
硝酸铵                        1-3
废机油                        1-3
石蜡                          1-3
沙子                          5-11
元明粉                        2-10
更优选的，所述垃圾环保再生煤由下述重量份的原料制备得到：
生活垃圾                      30-50
煤矸石                        30-50
漂白粉                        8-15
氢氧化钠                      2-5
高锰酸钾                      1-3
高锰酸钠                      2-4
碳酸钙                        5-10
羟基硝酸铵                    1-3
三乙醇硝酸铵                  0.5-2
碳酸氢铵                      1-3
氯化钴                        0.5-1
硝酸钾                        1-3
硝酸铵                        1-3
氯化钠                        2-4
废机油                        1.5-3
煤油                          1-3
石蜡                          1-2
沙子                          5-11
元明粉                        4-10
更优选的，所述垃圾环保再生煤由下述重量份的原料制备得到：
生活垃圾                      30-45
煤矸石                        30-45
漂白粉                        5-10
氢氧化钠                      2-4
高锰酸钾                      1-2
高锰酸钠                      2-3
碳酸钙                        6-8
硝酸钾                        1-2
硝酸铵                        1-2
羟基硝酸铵                    2-3
三乙醇硝酸铵                  1-1.5
碳酸氢铵                      1-2
氯化钴                        0.8-1
氯化钠                        2-3
废机油                        1-2
石蜡                          1-2
沙子                          5-9
元明粉                        5-10
最优选的，所述垃圾环保再生煤由下述重量份的原料制备得到：
生活垃圾                      30
煤矸石                        36
漂白粉                        5
氢氧化钠                      4.5
高锰酸钾                      1.5
高锰酸钠                      2
碳酸钙                        2
羟基硝酸铵                    1
三乙醇硝酸铵                  1
碳酸氢铵                      1
氯化钴                        0.5
硝酸钾                        1
硝酸铵                        1
氯化钠                        2
废机油                        1.5
煤油                          1.5
石蜡                          1.5
沙子                          8
元明粉                        3
在本发明的优选实施方式中：
(1)组分中的消毒杀菌剂，如漂白粉、氢氧化钠、高锰酸盐、碳酸钙、硝酸铵等化工材料是专门针对垃圾和煤矸石物质中的毒、废气物质和各种异味以及塑料在燃烧时排放废气物的专用消毒杀菌和清洁物质的材料。同时为了有效和完全杜绝垃圾处理中的各种异气体物在燃烧时排放，因此采用了粉碎混合静置反应和进行物理化学相结合的发酵除毒，从而实现了将垃圾物进行改性和除却了垃圾和煤矸石处理燃烧时的废气物质和异味的排放目的，而成为纯洁性的可燃物原料。
(2)组分中的引燃物，如高锰酸盐、羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵等为强直性高频热能催化材料，该高频热能催化材料在整个垃圾环保再生煤的燃烧加热过程中进行热能催化和对可燃物质与非可燃物质的热频性轰击，并配以氯化钴使其分子在燃烧中产生剧烈的分子碰撞和强有力的摩擦而产生高频热能反应链，而推动和保持再生煤在质与量上获得充分均匀有效的透彻性完全燃烧。同时，为了确保羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、氯化钴、高锰酸钾等材料能保存在非热温不聚合为一体而均匀分散于垃圾物质和煤矸石物质中，而届时又能达到最佳效果。因此，选择分散剂，如元明粉等为其化工材料的聚合物。
(3)组分中的恒温燃物，如废机油、石蜡等与氯化钠和清水在85℃时分解成一种粘稠性清淡型液体状的高分子助热质的合化物质，掺合在垃圾和煤矸石中能够使其统一燃烧和发挥煤矸石的含碳作用以及延长垃圾物质的燃烧时间而实现和达到天然煤质的热质大卡的有效效果。
(4)由于采用了组分中的煤矸石所含有的亚炭物质，而在高频能催化和热频性化工材料的轰击下，以及在氯化钴作用下的碰撞与分子摩擦反应下，使煤矸石中的亚炭形成一种反物质而发射出高释放热能，并且组分中的含硅物，如沙子等含有硅，在亚炭反物质放射出高释热能时参与形成强氧燃烧和振动，使整个再生煤物质都能够获得充沛的强氧和振爆燃烧。
由于采用了上述方案，使煤矸石和垃圾物质得以改性而成为纯洁性的煤炭能源。
本发明所述再生煤可通过本领域的各种常规方法制备得到。根据原料中添加的不同附加剂，如消毒杀菌剂、分散剂、填充剂等时，本领域技术人员能够适当调整制备的具体工艺。
如原料包括生活垃圾、引燃物、恒温燃物时，其制备可包括下述步骤：
将引燃物和恒温燃物经适当处理后，与生活垃圾混合均匀，磨成粉末，即得到粉末状垃圾环保再生煤。
对引燃物与恒温燃物可通过常规方法进行适当处理，例如用水溶解、常温或加热反应一段时间等，以使这些物质利于与垃圾混合，并有助于再生煤更好燃烧。
当原料中还包括消毒杀菌剂时，其制备可进一步包括下述步骤：
在将生活垃圾与引燃物以及恒温燃物混合前，将生活垃圾与适量的消毒杀菌剂混合均匀，并打粉，在常温下反应适当时间，得到改性可燃物。
当原料中包括含硅物时，上述步骤中，还需将含硅物与生活垃圾处理后得到的改性可燃物等一起搅拌均匀，磨成粉末。
在本发明的一个优选实施方式中，本发明的制备方法可以包括下述步骤：
1)将垃圾与漂白粉、氢氧化钠、高锰酸钾、碳酸钙、硝酸铵和煤矸石一并搅拌混合均匀，然后送入打粉机中打粉，将该粉末状混合物在常温下反应6～60个小时，得到待用物1；
2)将高锰酸钠、羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、煤油、氯化钴、元明粉溶解于水中，使其在常温下反应20～24小时，得到待用物2；
3)将高锰酸钠、机油、氯化钠、硝酸钾、碳酸钙、石蜡置于容器中，加入适量水使其溶解，加温至80～150℃，溶解，得到待用物3；
4)将待用物1、待用物2及待用物3与沙子一并送入搅拌机中，充分搅拌均匀，然后再送入打粉机中，将其磨成粉末，即得到粉末状垃圾环保再生煤。
在上述制备方法中，如果制备原料中不加入煤矸石时，步骤1)中可不加入用作固硫剂的碳酸钙。当步骤1)与步骤3)同时添加碳酸钙时，步骤3)中的碳酸钙为少量，如加入总碳酸钙量的1~4％(重量)，优选为2％(重量)，用作吸附杂质。
在步骤1)~3)中，高锰酸盐可以为高锰酸钾或高锰酸钠，两者只是水溶性略有不同。步骤1)和步骤3)中可不加入高锰酸盐。当步骤1)和2)中同时应用高锰酸盐时，两个步骤中加入的重量比通常为约1∶0.5~2，例如约1∶1。当步骤1)~3)中同时加入高锰酸盐时，步骤3)中只需加入少量，例如1~5％(重量)。
在步骤1)中，所述粉末状混合物进行物理化学反应，消毒杀菌并扼制除去垃圾中的异味，在60小时内完成发酵除毒，所获得的待用物1为改性纯可燃物。其粒度可以为40目。
优选的，在制备所述垃圾环保再生煤之前，可先将垃圾中的金属类物质除去，如用磁铁吸选干净垃圾中的金属。
在步骤2)中，所用的原料可在常温下溶解于水中，也可适当提高水温，如70℃，并进行搅拌，以加速溶解。所获得的待用物2为高频催化热能分子的聚合物结晶体。
在步骤1)和2)中，适当提高温度，可以加速反应的进行，缩短反应时间，但为了提高温度，会耗费一定的能源，因此在常温下进行反应更符合环保的目的。
在步骤3)中，所获得的待用物3为粘稠性清淡型液体状的高分子助燃质的合化物材料。
在步骤4)中，所磨成的粉末粒度不限，粉碎即可，但若粒度较小，如60目，可利于进一步加工成型，满足实际生产的不同需要。
在本发明中，所述水可为自来水等清水。
根据各种不同形式炉具的用煤需要，所述制备方法可进一步包括下述步骤：
用压力机将所述粉末状垃圾环保再生煤压铸成型。
在该步骤中，可制造出条状、块状、菱形状、粒状、棒状或民用型蜂窝煤球状的成型而压缩成硬性的垃圾环保再生煤产品。
本发明垃圾环保再生煤的热能效果测定标准按CB/T15317-94规范，和燃煤工业分析及热量测定按CB212-91，CB213-87标准进行。检测结果为：
热能效果达到4800大卡，炉膛温度1204℃；
燃烧时升温上火快，炉内火力猛烈，燃烧时间比同等天然煤延长1/4时间，锅炉内火苗呈蓝白色状。
在燃烧时已全部充分燃烧尽，锅炉炉膛中无任何结渣和结焦现象，炉渣(灰)剩余量仅为17％；
无CO、SO2排放(M8/NDM3)；
烟尘排放浓度(M8/NDM3)为49；
无异味排放(感官测定)。
从以上检测结果可以看出，垃圾环保再生煤是一种完全可以替代天然煤质且具有实用价值的新能源产品，其燃料能充分的燃烧，燃烧效率和炉膛温度比同质天然煤提高23％，锅炉各部分热损失减少，提高锅炉热效率，无三废排放，其实用效果极为显著且具有实际应用价值。
可根据燃烧锅炉炉具的需要选用由本发明制备的再生煤产品，如：工业锅炉中的沸腾炉、喷火炉和内置式用煤的旋转炉窑等炉具可直接使用60目的粉末状型产品；工业锅炉中的链条炉和普通性的手动锅炉可使用本发明中的压铸成型的粒状和棒状等产品；工业上适用的保温式、碎火炉等炉具可使用本发明中的压铸成型的块状、条状型产品。
本发明产品性能稳定可靠，产品存放期(常温、干燥环境)不低于四年，储运和存放极为安全，无明火不能燃烧。
下面结合本发明的较佳实施例对本发明做进一步详细说明。
(四)具体实施方式：
本发明所用材料，如无特别说明，均为市售购买产品。本发明所用的化工原料均可采用废、旧料，以降低成本，节约能源。
在本发明中，煤矸石来自湖南陵宁煤矿和武冈煤矿；垃圾来自广西桂林，垃圾中干可燃物含量约为35％，垃圾的大致组成为：砖瓦砂石类含量约为13％，木素动植物类含量约为40％，纸类含量约为15％，化纤布类含量约为8％，塑料类含量约为12％，金属及不明物含量约为5％，其它不明综合可燃物含量约为7％。
                      垃圾环保再生煤的制备
【实施例1】制备粉末状垃圾环保再生煤
一、所用原料配比(千克)：
生活垃圾  30；煤矸石  36；漂白粉  5；氢氧化钠  4.5；高锰酸钾1.5；高锰酸钠  2；碳酸钙  2；羟基硝酸铵  1；三乙醇硝酸铵  1；碳酸氢铵  1；氯化钴  0.5；硝酸钾  1；硝酸铵  1；废机油  1.5；煤油  1.5；氯化钠  2；石蜡  1.5；沙子  8；元明粉  3。
二、制备方法：
1)将垃圾中的金属用磁铁除去，然后与漂白粉、氢氧化钠、高锰酸钾、碳酸钙(1.92kg)、硝酸铵和煤矸石一并搅拌混合均匀，送入打粉机中粉碎成40目粉末状，将该粉末状混合物在常温下静置反应60个小时，得到改性纯可燃物(待用物1)；
2)将高锰酸钠(1.93kg)、羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、煤油、氯化钴、元明粉溶解于水中，使其在常温下反应24小时，得到高频催化热能分子的聚合物的结晶体(待用物2)；
3)将高锰酸钠(0.07kg)、废机油、氯化钠、硝酸钾、碳酸钙(0.08kg)、石蜡置于容器中，加入适量水使其溶解，加温至85℃，溶解，得到粘稠性清淡型液体状的高分子助燃质的合化物材料(待用物3)；
4)将待用物1、待用物2及待用物3与沙子一并送入搅拌机中，充分搅拌均匀，然后再送入打粉机中，将其磨碎，即得到粉末状垃圾环保再生煤。
【实施例2】制备粉末状垃圾环保再生煤
一、所用原料配比(千克)：
生活垃圾  50；煤矸石  48；漂白粉  13；氢氧化钠  5；高锰酸钾2.5；高锰酸钠  4；碳酸钙  9；羟基硝酸铵  3；三乙醇硝酸铵  2；碳酸氢铵  3；氯化钴  1；硝酸钾  3；硝酸铵  3；氯化钠  4；机油  3；煤油3；石蜡  2；沙子  11；元明粉  9。
二、制备方法：
1)将垃圾中的金属用磁铁除去，然后与漂白粉、氢氧化钠、高锰酸钾、碳酸钙(8.7kg)、硝酸铵和煤矸石一并搅拌混合均匀，送入打粉机中粉碎成40目粉末状，将该粉末状混合物在常温下静置反应7个小时，得到改性纯可燃物(待用物1)；
2)将高锰酸钠(3.85kg)、羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、煤油、氯化钴、元明粉溶解于水中，使其在常温下反应20小时，得到高频催化热能分子的聚合物的结晶体(待用物2)；
3)将高锰酸钠(0.15kg)、机油、氯化钠、硝酸钾、碳酸钙(0.3kg)、石蜡置于容器中，加入适量水使其溶解，加温至110℃，溶解，得到粘稠性清淡型液体状的高分子助燃质的合化物材料(待用物3)；
4)将待用物1、待用物2及待用物3与沙子一并送入搅拌机中，充分搅拌均匀，然后再送入打粉机中，将其磨成40目粉末，即得到粉末状垃圾环保再生煤。
【实施例3】制备粉末状垃圾环保再生煤
一、所用原料配比(千克)：
生活垃圾  40；煤矸石  45；漂白粉  11；氢氧化钠  3；高锰酸钠  2；高锰酸钾  3；碳酸钙  8；羟基硝酸铵  2；三乙醇硝酸铵  1.5；碳酸氢铵  2；氯化钴  0.8；硝酸钾  2；硝酸铵  2；氯化钠  3；机油2；煤油  2；石蜡  1.5；沙子  8；元明粉  7。
二、制备方法：
1)将垃圾中的金属用磁铁除去，然后与漂白粉、氢氧化钠、高锰酸钠、碳酸钙(7.85kg)、硝酸铵和煤矸石一并搅拌混合均匀，送入打粉机中粉碎成40目粉末状，将该粉末状混合物在常温下静置反应30个小时，得到改性纯可燃物(待用物1)；
2)将高锰酸钾(2.8kg)、羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、煤油、氯化钴、元明粉溶解于水中，使其在常温下反应22小时，得到高频催化热能分子的聚合物的结晶体(待用物2)；
3)将高锰酸钾(0.2kg)、机油、氯化钠、硝酸钾、碳酸钙(0.15kg)、石蜡置于容器中，加入适量水使其溶解，加温至140℃，溶解，得到粘稠性清淡型液体状的高分子助燃质的合化物材料(待用物3)；
4)将待用物1、待用物2及待用物3与沙子一并送入搅拌机中，充分搅拌均匀，然后再送入打粉机中，将其磨成60目粉末，即得到粉末状垃圾环保再生煤。
【实施例4】制备粉末状垃圾环保再生煤
一、所用原料配比(千克)：
生活垃圾  40；漂白粉  11；氢氧化钠  3；高锰酸钾  2；高锰酸钠  3；碳酸钙  0.2；羟基硝酸铵  2；三乙醇硝酸铵  1.5；碳酸氢铵  2；氯化钴  0.8；硝酸钾  2；硝酸铵  2；氯化钠  3；机油  2；煤油  2；石蜡  1.5；沙子  8；元明粉  7。
二、制备方法：
除步骤1)中不加入煤矸石和碳酸钙外，其它同实施例3。
【实施例5】制备粉末状垃圾环保再生煤
一、所用原料配比(千克)：
生活垃圾  20；煤矸石  48；漂白粉  13；氢氧化钠  5；高锰酸钾2.5；高锰酸钠  4；碳酸钙  9；羟基硝酸铵  3；三乙醇硝酸铵  2；碳酸氢铵  3；氯化钴  1；硝酸钾  3；硝酸铵  3；氯化钠  4；机油  3；煤油3；石蜡  2；元明粉  9。
二、制备方法：
除步骤4)中不加入沙子外，其它同实施例2。
【实施例6】制备粉末状垃圾环保再生煤
一、所用原料配比(千克)：
生活垃圾  30；煤矸石  36；漂白粉  5；氢氧化钠  4.5；高锰酸钠  2；碳酸钙  2；羟基硝酸铵  1；三乙醇硝酸铵  1；碳酸氢铵  1；氯化钴0.5；硝酸钾  1；硝酸铵  1；废机油  1.5；煤油  1.5；石蜡  1.5；沙子8；元明粉  3。
二、制备方法：
1)将垃圾中的金属用磁铁除去，然后与漂白粉、氢氧化钠、碳酸钙(1.92kg)、硝酸铵和煤矸石一并搅拌混合均匀，送入打粉机中粉碎成40目粉末状，将该粉末状混合物在常温下静置反应60个小时，得到改性纯可燃物(待用物1)；
2)将高锰酸钠、羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、煤油、氯化钴、元明粉溶解于水中，使其在常温下反应24小时，得到高频催化热能分子的聚合物的结晶体(待用物2)；
3)将硝酸钾、机油、氯化钠、碳酸钙(0.08kg)、石蜡置于容器中，加入适量水使其溶解，加温至85℃，溶解，得到粘稠性清淡型液体状的高分子助燃质的合化物材料(待用物3)；
4)将待用物1、待用物2及待用物3与沙子一并送入搅拌机中，充分搅拌均匀，然后再送入打粉机中，将其磨碎，即得到粉末状垃圾环保再生煤。
【实施例7】制备粉末状垃圾环保再生煤
一、所用原料配比(千克)：
生活垃圾  30；煤矸石  36；漂白粉  5；氢氧化钠  4.5；高锰酸钾1.5；高锰酸钠  2；碳酸钙  2；羟基硝酸铵  1；三乙醇硝酸铵  1；碳酸氢铵  1；碳酸钴  0.5；硝酸钾  1；硝酸铵  1；高岭土  3；废机油1.5；煤油  1.5；石蜡  1.5；L型沸石  8；活性磷酸钙  3。
二、制备方法：
1)将垃圾中的金属用磁铁除去，然后与漂白粉、氢氧化钠、高锰酸钾、碳酸钙(1.92kg)、硝酸铵和煤矸石一并搅拌混合均匀，送入打粉机中粉碎成40目粉末状，将该粉末状混合物在常温下静置反应60个小时，得到改性纯可燃物(待用物1)；
2)将高锰酸钠(1.93kg)、羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、煤油、碳酸钴、活性磷酸钙溶解于水中，使其在常温下反应24小时，得到高频催化热能分子的聚合物的结晶体(待用物2)；
3)将高锰酸钠(0.07kg)、机油、高岭土、硝酸钾、碳酸钙(0.08kg)、石蜡置于容器中，加入适量水使其溶解，加温至85℃，溶解，得到粘稠性清淡型液体状的高分子助燃质的合化物材料(待用物3)；
4)将待用物1、待用物2及待用物3与L型沸石一并送入搅拌机中，充分搅拌均匀，然后再送入打粉机中，将其磨碎，即得到粉末状垃圾环保再生煤。
【实施例8】制备粉末状垃圾环保再生煤
一、所用原料配比(千克)：
生活垃圾  30；粉煤灰  36；漂白粉  5；氢氧化钠  4.5；高锰酸钾1.5；高锰酸钠  2；碳酸钙  2；羟基硝酸铵  1；三乙醇硝酸铵  1；碳酸氢铵  1；氯化钴  0.5；硝酸钾  1；硝酸铵  1；活性白土  1.5；蓝胶指示剂  1.5；沥青  1.5；沙子  8；元明粉  3。
二、制备方法：
1)将垃圾中的金属用磁铁除去，然后与漂白粉、氢氧化钠、高锰酸钾、碳酸钙(1.92kg)、硝酸铵和粉煤灰一并搅拌混合均匀，送入打粉机中粉碎成40目粉末状，将该粉末状混合物在常温下静置反应60个小时，得到改性纯可燃物(待用物1)；
2)将高锰酸钠(1.93kg)、羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、蓝胶指示剂、氯化钴、元明粉溶解于水中，使其在常温下反应24小时，得到高频催化热能分子的聚合物的结晶体(待用物2)；
3)将高锰酸钠(0.07kg)、活性白土、硝酸钾、碳酸钙(0.08kg)、沥青置于容器中，加入适量水使其溶解，加温至85℃，溶解，得到粘稠性清淡型液体状的高分子助燃质的合化物材料(待用物3)；
4)将待用物1、待用物2及待用物3与沙子一并送入搅拌机中，充分搅拌均匀，然后再送入打粉机中，将其磨碎，即得到粉末状垃圾环保再生煤。
【实施例9】制备成型的垃圾环保再生煤
用压力机将实施例1~8中制备的粉末状垃圾环保再生煤压铸成型，制造出条状、块状、菱形状、粒状、棒状或民用型蜂窝煤球状的硬性成型的垃圾环保再生煤产品。
                  垃圾环保再生煤的效果检测
【实施例10】
本发明的垃圾环保再生煤(根据实施例1制备得到)的热能效果测定标准按CB/T15317-94规范，和燃煤工业分析及热量测定按CB212-91，CB213-87标准进行。
检测结果为：
1)热能效果达到4800大卡，炉膛温度1204℃；
2)燃烧时升温上火快，炉内火力猛烈，燃烧时间比同等天然煤(产自湖南陵宁煤矿)延长1/4时间，锅炉内火苗呈蓝白色状。
3)在燃烧时已全部充分燃烧尽，锅炉炉膛中无任何结渣和结焦现象，炉渣(灰)剩余量仅为17％；
4)无CO、SO2排放(M8/NDM3)；
5)烟尘排放浓度(M8/NDM3)为49；
6)无异味排放(感官测定)。
【实施例11】垃圾环保再生煤烟尘排放情况的监测
本发明的垃圾环保再生煤(根据实施例2制备得到)烟尘排放情况的监测方法及结果如表1~3所示。
                          表1  基础信息
Figure A20071010072800191
              表2  监测项目、监测方法、使用仪器
  监测项目   监测方法   使用仪器及编号
  二氧化硫*   定电位电解法HJ/T 57-2000   烟尘仪TH-880VII型A117
  烟尘浓度*   固定污染源排气中烟尘浓度的测定重量法   烟尘仪TH-880VII型A117
  烟气黑度*   测烟望远镜法《空气和废气监测分析方法(第四版)》   林格曼单筒望远镜A079
                         表3  监测结果
  测试项目   荣光卫生纸厂采样点
  烟气温度(℃)   93
  烟气中氧含量(％)   13.8
  二氧化硫浓度(mg/m3)   339
  二氧化硫排放量(kg/h)   0.33
  烟气量(m3/h)   1.57×103
  烟(粉)尘浓度*(mg/m3)   753
  烟(粉)尘排放量(kg/h)   0.73
  烟气黑度(级)   一
备注   本监测报告中的监测项目均通过计量认证。同时通过国家实验室认可的监测项目加*作为标志。
【实施例12】与普通原煤对比检测
1、检验目的：
对比检测本发明的“垃圾环保再生煤”(根据实施例2制备得到)和普通原煤的实际应用效果。
2、检验方法
在自然环境和试验条件相同的条件下，采用对比试验的方法，分别测试锅炉在测试时期内锅炉产出的蒸汽量、锅炉给水量、耗煤量、锅炉给水温度、炉膛温度、蒸汽压力等主要技术参数，通过实测技术参数计算出锅炉的运行效率和吨汽燃料消耗量。
3、试验条件和要求
1)对比试验在相同的自然环境条件下，采用相同的测试手段进行试验。
2)试验用的设备完好，运行正常；检测仪器仪表符合试验要求。
3)对比试验在锅炉负荷相对稳定和连续运行的工况状态下进行。
4、检测用仪器仪表
1)数字温度计、光学高温计。
2)卷尺、磅秤。
3)水表、超声波流量计和蒸汽压力表(锅炉上原配仪器)。
5、受检设备型号：
一吨手烧锅炉
6、检测时间地点：
试验于2006年8月28日下午，在桂林市荣光纸厂二车间锅炉房进行。
7、试验数据及结果
结果见表4。
                   表4  对比试验检测数据和计算结果
原煤试验数据   垃圾环保再生煤试验数据 备注
  给水温度   28℃   28℃   实测
试验起止时间 16:11至17:18   17:18至18:37 实测
  试验用时间   66min   79min   实测
  测试期间用煤量   124kg   115kg   实测
  单位时间用煤量(B)   112.73kg/h   87.34kg/h   实测
  测期产汽量   428kg   417kg   实测
  锅炉蒸发量(D)   389.1kg/h   316.7kg/h   实测
  锅炉负载率   38.9％   31.7％   计算数据
  平均蒸汽压力(表压)   0.54MPa   0.52MPa   实测
  炉膛火焰最高温度   1080℃   1150℃   实测
燃煤发热量(Q) 17984kj/kg   20016kg/kg(弹筒) 实测
  锅炉给水焓值(h’) 117.36kj/kg 117.36kj/kg 查手册
  蒸汽焓值(h”) 2791.12kj/kg 查手册
  I汽化潜热(r)   1940.86kj/kg   查手册
锅炉热效率   [D(h″□h′□rw/100)□BQ]□100％□42. 计算数据
  吨汽燃料消耗量   263.39kg   275.78kg   计算数据
8、结论
检测结果表明，在环境条件和锅炉运行工况基本相同的条件下，负荷率约为39％，蒸发量为一吨的手烧锅炉，生产一吨蒸汽，使用垃圾环保再生煤需要275.78kg，使用热值为17984kj/kg(4295大卡/公斤)的原煤则需要263.39kg。通过试验可知，燃烧“垃圾环保再生煤”的炉膛温度要高于使用同等热值煤的炉膛温度。
“垃圾环保再生煤”是一种很好的再生资源，完全可以代替天然原煤，大规模组织生产和应用“垃圾环保再生煤”有着极大的发展前景，是一项利国利民、造福子孙后代的有益工程。
【实施例13】
用与实施例11和12相同的检测方法对根据实施例3制备得到的垃圾环保再生煤进行检测，检测结果表明：与根据实施例2制备得到的垃圾环保再生煤相比，其各项指标稍好或相当。具体检测结果略。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
工业应用性
本发明是科学合理的利用废弃垃圾和煤矸石物质为基本原料，并配以极少量的消毒杀菌剂、引燃物、恒温燃物等化工材料组合并进行物理化学反应的简单工艺制造而成。
本发明不仅单一性的处理了垃圾和煤矸石，而且将垃圾煤矸石物的恶性循环变为造福人类的良性循环，将垃圾煤矸石变为可燃性无污染的能源。本发明是一种制造简单，使用安全可靠，燃烧值可与优质煤相比的再生煤，可适用于不同的生产规模。

Claims (23)

1、一种垃圾环保再生煤，其特征在于，由下述重量份的原料制备得到：
生活垃圾                      20-50
引燃物                        5-25
恒温燃物                      2-12；
所述生活垃圾包含30％重量以上的干可燃物。
2、根据权利要求1所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所述引燃物为选自羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、氯化钴、碳酸钴、硫酸钴、硝酸钾、氯化钠、氯化钾、高岭土、高锰酸盐的一种或多种。
3、根据权利要求2所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所述引燃物为包括羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、氯化钴、硝酸钾、氯化钠、高锰酸盐。
4、根据权利要求1所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所述恒温燃物为选自废机油、煤油、石蜡、工业油、黑柴油、活性炭、活性白土、蓝胶指示剂、十二烷基磺酸钠、松香、沥青、发泡塑料、陶胶、炭素粉、木素粉、发泡剂的一种或多种。
5、根据权利要求4所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所述恒温燃物为包括废机油、煤油、石蜡。
6、根据权利要求1所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所用原料还包括12-26重量份的消毒杀菌剂。
7、根据权利要求6所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所述消毒杀菌极为选自漂白粉、漂白精、多硫化钡、多硫化钙、双氧水、高锰酸盐、硝酸铵、无水氯化锶、氢氧化钠、氢氧化钾、硼氢化钠、晶体元素硼、硝酸钡、过氧化钡的一种或多种。
8、根据权利要求7所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所述消毒杀菌剂为包括漂白粉、高锰酸盐、硝酸铵、氢氧化钠。
9、根据权利要求1所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所用原料还包括30-50重量份的填充剂。
10、根据权利要求9所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所述填充剂为选自煤矸石、粉煤灰、煤渣、工业炉渣的一种或多种。
11、根据权利要求1或9所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所用原料还包括5-10重量份的固硫剂。
12、根据权利要求1所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所用原料还包括4-10重量份的分散剂。
13、根据权利要求12所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所述分散剂为选自元明粉、活性磷酸钙、胶蓝指示剂的一种或多种。
14、根据权利要求1所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所用原料还包括5-11重量份的含硅物。
15、根据权利要求14所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所述含硅物为选自二氧化硅、沙子、L型沸石的一种或多种。
16、根据权利要求15所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，所述含硅物为沙子。
17、根据权利要求1所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，由下述重量份的原料制备得到：
生活垃圾                          25-50
煤矸石                            30-50
漂白粉                            5-15
氢氧化钠                          2-5
高锰酸盐                          3-7
碳酸钙                            2-10
羟基硝酸铵                        1-3
三乙醇硝酸铵                      0.5-2
碳酸氢铵                          1-3
氯化钴                            0.5-1
硝酸钾                            1-3
硝酸铵                            1-3
废机油                            1-3
石蜡                              1-3
沙子                              5-11
元明粉                            2-10
18、根据权利要求17所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，由下述重量份的原料制备得到：
生活垃圾                          30-50
煤矸石                            30-50
漂白粉                            8-15
氢氧化钠                          2-5
高锰酸钾                          1-3
高锰酸钠                          2-4
碳酸钙                            5-10
羟基硝酸铵                        1-3
三乙醇硝酸铵                      0.5-2
碳酸氢铵                          1-3
氯化钴                            0.5-1
硝酸钾                            1-3
硝酸铵                          1-3
氯化钠                          2-4
废机油                          1.5-3
煤油                            1-3
石蜡                            1-2
沙子                            5-11
元明粉                          4-10
19、根据权利要求17所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，由下述重量份的原料制备得到：
生活垃圾                        30-45
煤矸石                          30-45
漂白粉                          5-10
氢氧化钠                        2-4
高锰酸钾                        1-2
高锰酸钠                        2-3
碳酸钙                          6-8
硝酸钾                          1-2
硝酸铵                          1-2
羟基硝酸铵                      2-3
三乙醇硝酸铵                    1-1.5
碳酸氢铵                        1-2
氯化钴                          0.8-1
氯化钠                          2-3
废机油                          1-2
石蜡                            1-2
沙子                            5-9
元明粉                          5-10。
20、根据权利要求17所述的垃圾环保再生煤，其特征在于，由下述重量份的原料制备得到：
生活垃圾                        30
煤矸石                          36
漂白粉                          5
氢氧化钠                        4.5
高锰酸钾                        1.5
高锰酸钠                        2
碳酸钙                          2
羟基硝酸铵                      1
三乙醇硝酸铵                    1
碳酸氢铵                                1
氯化钴                                  0.5
硝酸钾                                  1
氯化钠                                  2
硝酸铵                                  1
废机油                                  1.5
煤油                                    1.5
石蜡                                    1.5
沙子                                    8
元明粉                                  3
21、一种垃圾环保再生煤的制备方法，包括下述步骤：
1)将生活垃圾与适量的消毒杀菌剂混合均匀，并打粉，在常温下反应适当时间，得到改性可燃物。
2)将引燃物和恒温燃物经适当处理后，与步骤1)的改性可燃物以及含硅物混合均匀，磨成粉末，即得到粉末状垃圾环保再生煤。
22、根据权利要求21所述的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
1)将生活垃圾与漂白粉、氢氧化钠和硝酸铵一并搅拌混合均匀，然后送入打粉机中打粉，将该粉末状混合物在常温下反应6～60个小时，得到待用物1；
2)将高锰酸钠、羟基硝酸铵、三乙醇硝酸铵、碳酸氢铵、煤油、氯化钴、元明粉溶解于水中，使其在常温下反应20～24小时，得到待用物2；
3)将机油、氯化钠、硝酸钾、碳酸钙、石蜡置于容器中，加入适量水使其溶解，加温至80～150℃，溶解，得到待用物3；
4)将待用物1、待用物2及待用物3与沙子一并送入搅拌机中，充分搅拌均匀，然后再送入打粉机中，将其磨成粉末，即得到粉末状垃圾环保再生煤。
23、根据权利要求21或22所述的制备方法，进一步包括下述步骤：
用压力机将所述粉末状垃圾环保再生煤压铸成型。
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