CN102994189A - 复合燃料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合燃料及其生产方法。所述复合燃料按照重量百分比包括：污水处理厂的生活污泥15~35%；生物质碳化后的碳粉15~70%；均匀粉碎了的生物质原料10~50%；煤化剂0.8~2%。所述生产方法包括下述步骤：原料预处理，包括生物质原料的粉碎、生物质原料碳化为碳粉、煤化剂的制备；搅拌，将污泥、煤化剂、碳粉以及粉碎后的生物质按照重量百分比加入搅拌设备搅拌均匀；回性，将搅拌好的混合物放置8~72小时；成型，将回性后的混合物制备成型；干燥，将成型后的混合物干燥脱水。所述复合燃料可以节约能源、保护环境，并降低成本。

Description

复合燃料及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种复合燃料，具体涉及一种以污泥和生物质为主要原料的复合燃料及其生产方法。
背景技术
污水处理厂常年排出大量的废弃物，即污泥，其不能二次利用，会造成环境的二次污染。
生物质是指一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质，包括除化石燃料（煤炭）外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等，例如，秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。其具有可再生性、广泛分布性、低污染性。如果能将其用于合成燃料，不仅可以有效降低成本，而且能够减少污染、保护环境。
市面上出售的复合燃料大都含有相当数量的煤粉，其生产时必然会消耗大量原煤资源，因而不仅成本居高不下，而且能耗高、不环保。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合燃料及其生产方法，其可以节约能源、保护环境。
根据本发明的一个方面，提供了一种复合燃料，按照重量百分比，其包括：污水处理厂的生活污泥15~35%；生物质碳化后的碳粉15~70%；均匀粉碎了的生物质原料10~50%；煤化剂0.8~2%。
其中，相对于所述污泥、碳粉、生物质原料的总量，按照质量百分比，煤化剂的配比为：消烟剂1~20‰，草酸钠1~5‰，硝酸钠1~20‰，氢氧化钠0.1~2‰，淀粉0.5~10‰，硼砂0.1~2‰。
其中，相对于所述污泥、碳粉、生物质原料的总量，按照质量百分比，煤化剂还包括：氢氧化钙1~5‰，氧化钙0~2%，草酸1~2‰，氧化镁1~10%，氯化镁1~10％，聚氧乙烯1~2‰，硅酸钠1~5‰。
根据本发明的另一个方面，提供了一种复合燃料的生产方法，其包括下述步骤：
原料预处理，包括生物质原料的粉碎、生物质原料碳化为碳粉、煤化剂的制备；
搅拌，将污泥、煤化剂、碳粉以及粉碎后的生物质按照重量百分比加入搅拌设备搅拌均匀；
回性，将搅拌好的混合物放置8~72小时；
成型，将回性后的混合物制备成型；
干燥，将成型后的混合物干燥脱水。
其中，成型为将回性后的混合物制成块状或者颗粒。
其中，干燥为通过太阳能烘干、自然风干或者烘干设备进行烘干。
其中，干燥温度不超过150摄氏度。
本发明的有益效果主要体现在：
本发明的复合燃料可以替代化石燃料，应用于工业及民用等，适用范围广泛。
起火快，火力猛，密度高，便于运输。燃烧时长可达1~3小时。通过调节煤化剂的配比，可以调节热值，使其达到3000~5500kCal/kg。可见，其燃烧性能很好。
燃烧完全，减少了黑烟和煤灰的污染。燃烧灰烬的有害重金属浸出实验等可以证明，燃烧过程中排放的烟尘、硫氧化物、氮氧化物、有害重金属等指标均大大低于原煤，空气污染显著减小。下面给出了部分实验数据，其可以证实本发明的复合燃料与原煤相比，其污染显著减小。
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本发明的复合燃料，其燃烧后的灰烬中富含钾、钠、磷等元素，是上好的速效有机肥的原材料，可供循环利用。
与普通复合燃料相比，其不含煤粉，可以更加节约能源、保护环境，而且可以降低成本。
通过以上方法制备的燃料，有效地解决了污水处理厂污泥的二次污染问题，同时也解决了农业废弃物、林业废弃物、禽畜粪便等生物质废弃物残留物污染问题，并使废弃物得以资源化利用。而且，由于其所采用的原料污泥和生物质具有可再生性、广泛分布性，因而本发明的复合燃料生产可以循环往复、生生不息、永不枯竭。
在现有的复合燃料的生产过程中，回性步骤通常需要5至8天，这是由于其中的泥化过程耗时过久。而本发明在污泥、碳粉、生物质原料中所添加的煤化剂，其中含有草酸钠、氢氧化钠，可加快生物质的泥化过程，由此使得制备过程中回性时间由原来的5至8天缩短至8小时至72小时，制备时间（周期）显著缩短。
附图说明
图1是本发明的复合燃料生产流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的复合燃料，按照重量百分比，其包括如下原料：污水处理厂的生活污泥（含水率30~80%）15~35%；生物质碳化后的碳粉（含水率0~2%）15~70%；均匀粉碎了的生物质原料（含水率10~30%）10~50%；煤化剂0.8~2%。其中不含煤粉。
其中，相对于污泥、碳粉、生物质原料的总量，按照质量百分比，煤化剂的添加配比为：消烟剂1~20‰，草酸钠1~5‰，硝酸钠1~20‰，氢氧化钠0.1~2‰，淀粉0.5~10‰，硼砂0.1~2‰。此外，还可包括氢氧化钙1~5‰，氧化钙0~2%，草酸1~2‰，氧化镁1~10％，氯化镁1~10％，聚氧乙烯1~2‰，硅酸钠1~5‰。
下面是本发明的复合燃料的具体实施例。
实施例1
本发明的复合燃料，按照重量百分比，其包括如下原料：污水处理厂的生活污泥18%；生物质碳化后的碳粉60%；均匀粉碎了的生物质原料20%；煤化剂2%。
实施例2
本发明的复合燃料，按照重量百分比，其包括如下原料：污水处理厂的生活污泥20%；生物质碳化后的碳粉49.2%；均匀粉碎了的生物质原料30%；煤化剂0.8%。
实施例3
本发明的复合燃料，按照重量百分比，其包括如下原料：污水处理厂的生活污泥35%；生物质碳化后的碳粉20%；均匀粉碎了的生物质原料43.5%；煤化剂1.5%。
实施例4
本发明的复合燃料，按照重量百分比，其包括如下原料：污水处理厂的生活污泥28%；生物质碳化后的碳粉50%；均匀粉碎了的生物质原料20%；煤化剂2%。
下面是煤化剂的具体实施例。
实施例1
相对于污泥、碳粉、生物质原料的总量，按照质量百分比，煤化剂的配比为：消烟剂2‰，草酸钠2‰，硅酸钠1‰，硝酸钠3‰，氧化镁1%，氢氧化钠0.4‰，淀粉0.5‰，硼砂0.2‰。
实施例2
相对于污泥、碳粉、生物质原料的总量，按照质量百分比，煤化剂的配比为：消烟剂1‰，草酸钠1‰，硝酸钠1‰，氯化镁1％，氢氧化钠1.8‰，淀粉0.7‰，硼砂0.4‰，氢氧化钙2‰。
实施例3
相对于污泥、碳粉、生物质原料的总量，按照质量百分比，煤化剂的配比为：消烟剂2‰，草酸钠1‰，硝酸钠1‰，氢氧化钠1.3‰，淀粉2‰，硼砂0.7‰，氧化钙1%，草酸1‰，聚氧乙烯1‰。
如图1所示，本发明的复合燃料，其生产方法可以包括下述步骤：
原料预处理，包括取部分生物质原料进行粉碎、取部分生物质原料进行碳化成为碳粉，以及煤化剂的制备。
搅拌，将污泥、煤化剂、碳粉以及粉碎后的生物质按照重量百分比加入搅拌设备搅拌均匀。
回性，将搅拌好的混合物放置8~72小时。
成型，将回性后的混合物制备成型，可采用高压成型设备进行。其中，可以根据实际使用需要制成各种尺寸、形状，例如不同大小的块状或者颗粒。
干燥，将成型后的混合物干燥脱水。其可以通过太阳能烘干、自然风干或者烘干设备进行烘干，本领域技术人员还可以采用其它可行方式进行。需要说明的是，干燥温度不能超过150摄氏度，以避免二噁英的释放。而后即为成品。
下面是本发明的复合燃料生产方法的一个实施例，具体包括下述步骤：
原料预处理，包括：生物质原料粉碎、生物质原料碳化，以及煤化剂制备。
搅拌，将污泥、煤化剂、碳粉以及粉碎后的生物质按照重量百分比加入搅拌设备搅拌均匀。
回性，将搅拌好的混合物放置10小时进行回性。
成型，将回性后的混合物采用高压成型设备制成颗粒。
干燥，将成型后的混合物利用烘干设备干燥脱水，干燥温度70摄氏度。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合燃料，其特征在于，按照重量百分比，其包括：污水处理厂的生活污泥15~35%；生物质碳化后的碳粉15~70%；均匀粉碎了的生物质原料10~50%；煤化剂0.8~2%。
2.根据权利要求1所述的复合燃料，其特征在于，相对于所述污泥、碳粉、生物质原料的总量，按照质量百分比，煤化剂的配比为：消烟剂1~20‰，草酸钠1~5‰，硝酸钠1~20‰，氢氧化钠0.1~2‰，淀粉0.5~10‰，硼砂0.1~2‰。
3.根据权利要求2所述的复合燃料，其特征在于，相对于所述污泥、碳粉、生物质原料的总量，按照质量百分比，煤化剂还包括：氢氧化钙1~5‰，氧化钙0~2%，草酸1~2‰，氧化镁1~10％，氯化镁1~10％，聚氧乙烯1~2‰，硅酸钠1~5‰。
4.权利要求1至3中任意一个的复合燃料的生产方法，其特征在于，包括下述步骤：
原料预处理，包括生物质原料的粉碎、生物质原料碳化为碳粉、煤化剂的制备；
搅拌，将污泥、煤化剂、碳粉以及粉碎后的生物质按照重量百分比加入搅拌设备搅拌均匀；
回性，将搅拌好的混合物放置8~72小时；
成型，将回性后的混合物制备成型；
干燥，将成型后的混合物干燥脱水。
5.根据权利要求4所述的复合燃料的生产方法，其特征在于，成型为将回性后的混合物制成块状或者颗粒。
6.根据权利要求4所述的复合燃料的生产方法，其特征在于，干燥为通过太阳能烘干、自然风干或者烘干设备进行烘干。
7.根据权利要求4所述的复合燃料的生产方法，其特征在于，干燥温度不超过150摄氏度。
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