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CN1236027C - 生物质复合型煤生产工艺 - Google Patents

生物质复合型煤生产工艺 Download PDF

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Abstract

生物质复合型煤生产工艺，是一种型煤的生产方法，将生物质包括农作物秸杆、林业加工废弃物、城市生活垃圾等以及原煤作为原料，经破碎干燥后辅以固氯剂，固硫剂及助燃剂混合均匀后，经热压成型煤。其具有抗压强度高，着火点低，燃烧效率高、低排尘、不冒黑烟、有害气体排放小等优点。既把我国丰富的生物质资源及城市生活垃圾处理，变废为利，又保护了环境，很适合我国广大农村、中小型城镇民用和工业用能源。

Description

生物质复合型煤生产工艺
一、技术领域：
生物质复合型煤生产工艺，是将农物作物秸杆、林业加工废弃物，城市生活垃圾以及煤为原料复合成生物质型煤的工艺。
二、背景技术：
生物质就是在有机物中除矿物燃料之外，所有来源于植物、动物和微生物的可再生物质。地球上的生物质资源极为丰富，全球每年经光合作用产生的干物质近1730亿吨，我国生物质年产量为50多亿吨干物质，相当于年耗能总量的2.5倍；此外，我国垃圾的历年堆存量达60亿吨，垃圾年产量超过1亿万吨，其中的37.5％是可以作燃料利用的生物质能。目前我国生物质能的转化利用率不足10％，每年的近7亿吨农作废弃物中有一半以上被白白烧掉或废弃，不仅污染环境，还造成了巨大的浪费。如何高效利用生物质能是一个急待解决的问题。与此同时，我国目前每年煤炭产销量在14亿吨以上，其中84％以上是未经处理而直接燃烧的，造成了大气煤烟型污染。据估计，现在全国废气中的烟尘年排放量达1414万吨以上，SO2年排放量在1825万吨以上，其中80％来自燃煤，我国国土面积的40％已遭酸雨侵蚀，严重影响环境和生态平衡，已引起了国际社会的关注。因此，国家要求工业锅炉和炉窑燃用低污染的型煤。公知的型煤技术，都是以粉煤为原料，加粘结剂经机械挤压而成，不仅强度差，而且难着火、难燃尽、冒黑烟、灰尘大、SO2和NOx排放量大，越来越不能满足日益严格的环保要求。所以，发展洁净型煤技术已刻不容缓。
三、发明内容：
未发明的目的是将农作物秸杆、林业加工废弃物、城市生活垃圾和煤加工成一种复合型煤、提高生物质废弃物的利用率，降低因直接烧煤而造成的二氧化硫和氧化氮对环境的污染，同时解决了公知型煤强度差，难着火，难燃尽和冒黑烟等问题。
本发明是通过以下的技术方案来实现的。
图1是本发明的工艺流程图。将生物质(如农作物秸杆、林业加工废弃物、城市生活垃圾等)和原煤作为原料径粉碎、干燥后辅以固氯剂，固硫剂及助燃剂、经混合均匀，再经热压成型即得到成品型煤，热压时产生的过碎型煤选出后返回混合。
工艺条件：
1、生物质和煤的破碎粒度小于3mm；
2、生物质和煤干燥后含水份小于10％(重量百分比)；
3、固硫剂为氧化钙、碳酸钙，或者采用复合固硫剂，该复合固硫剂包括主要含氧化钙的废弃物石渣、矿渣、煤渣、固硫剂的加入量控制Ca/S的重量比为1～2.5(硫是原料中含量)
4、固氯剂为碳酸钠，加入量控制Na/Cl重量比为1～2(氯为原料中的含量)；
5、助燃剂为Fe2O3或La0.8Sr0.9Fe0.1O3(称LSCF8291)其加入量为原料量的0.15～0.6％；
6、成型压力大于20Mpa；热压温度小于160℃；
7、在生物质复合型煤中，生物质的配比为40％～100％。
与公知技术相比本发明具有的优点及积极效果：
1)抗压强度高、适宜长途运输；
2)不必用粘结剂，成本低；
3)有效利用农林废弃物和生活垃圾，废物资源化；
4)易着火、易燃尽、高效洁净燃烧；
5)低排尘、不冒黑烟、固硫率高、有害气体排放少；
6)灰份少、不会在炉膛内出现“搭桥”现象、煤灰可综合利用；
四、附图说明：图是本发明工艺流程图。
五、具体实施方式：
实施例1
配比：40％生物质+60％褐煤，加入CaO(Ca/S＝1.0)，Na2CO3(Na/Cl＝1.0)和占燃料总质量0.1％的Fe2O3；
成型压力：50Mpa；热压温度140℃
型煤尺寸：直径35mm，长30mm；
燃烧温度：850℃
2)实施结果
型煤抗压强度＞20Mpa
着火点：343℃，复合型煤热值20198.10Kj/kg；
燃尽率＝96％，燃烧时热膨胀较小，燃烧过程中不会自动破碎，飞灰极少，观察不到黑烟；
固硫率76％，固氯率70％，氮氧化物排放浓度＜100mg.m-3；
实施例2
1)实施条件
生物质燃料和褐煤的特性同例1；
配比：40％生物质+60％褐煤，加固硫剂CaO(Ca/S＝2.0)、0.15％的LSCF-8291，Na2CO3(Na/Cl＝2.0)；
成型压力：50Mpa；热压温度150℃
型煤尺寸：直径35mm，长30mm；
燃烧温度：850℃；
2)实施结果
型煤抗压强度＞20Mpa；
着火点：332℃，复合型煤热值20250.06kJ/kg；
燃尽率＞95％，灰渣不破碎，粉尘排放浓度＜0.85mg.m-3；
固硫率＝87％，固氯率81％，氮氧化物排放＜100mg.m-3；
实施例3
1)实施条件
配比：60％生物质+40％褐煤，加入复合固硫剂(CaO)、电石渣、铁系化石物，Ca/S≥1.5)，Na2CO3(Na/Cl＝2.0)，0.2％的混合助燃剂(Fe2O3)∶LSCF-8291＝1∶1)
成型压力：50Mpa；成型温度150℃
型煤尺寸：直径35mm，长30mm；
燃烧温度：850℃；
2)实施结果
型煤抗压强度≥22Mpa；
着火点＝320℃，热值18811.87kJ/kg；
燃尽率＝97％，粉尘排放浓度＜0.65mg.m-3，没有明显的黑烟产生；固硫率＝92％，固氯率＝90％，氮氧化物排放不超过90mg.m-3。

Claims (1)

1、一种生物质复合型煤生产工艺，以生物质和原煤作原料经破碎、干燥后辅以固硫剂、固氯剂和助燃剂并混合均匀，再经热压后得到成品型煤，其特征是：所述生物质是城市生活垃圾，其在原料中的重量百分比为40％～60％，所述固硫剂是氧化钙或碳酸钙，固硫剂的加入量控制Ca/S的重量比为1～2.5，硫为原料中的含量，所述固氯剂是碳酸钠，加入量控制Na/Cl重量比为1～2，氯为原料中的含量，所述助燃剂为三氧化二铁或La0.8Sr0.9Fe0.1O3，加入量为原料重量的0.1～0.6％，所述热压压力为50Mpa，热压温度140～150℃。
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