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Abstract

本发明公开了一种复合固体燃料,其特征在于,包括无烟煤、生物质、辅料,其制备方法依次包括如下步骤:(1)粉碎:将无烟煤粉碎,生物质磨碎;(2)发酵:磨碎后的生物质粉末,在60℃以上的温度下,蒸汽发酵22-26小时;(3)焙干:生物质粉末经发酵后送入干燥机焙干;(4)搅拌:向容器中加入粉碎后的无烟煤、经发酵和焙干的生物质粉末、玉米淀粉和水后,搅拌均匀;(5)沤制:将搅拌均匀的混合物沉入料池中,在常温下沤制10-12小时;(6)成型:沤制完成后,混合物经过机器压制后一次成型;(7)干燥:成型后的成品干燥后即得所述复合固体燃料。该燃料发热量高,硫分低,无烟环保。

Description

一种复合固体燃料
技术领域
本发明涉及固体燃料领域,特别是一种无烟、耐烧且无异味的复合型固体燃料。
背景技术
木炭是木材或木质原料经过不完全燃烧或者在隔绝空气的条件下热解所残留的深褐色或黑色多孔固体燃料。是保持木材原来构造和孔内残留焦油的不纯的无定形碳。木材热解时的主要产品之一。木炭价格便宜,易燃,使用简单和易购得。若再经过高温处理,即可变成白炭。
随着科技技术的不断进步,木炭的生产工艺已经非常成熟,如公开号为CN103131442A的中国专利披露的一种高热值木炭的制作方法,是选取长度为15-20cm、直径为3.0-6.0cm的松木作为原料,将木材原料装入炭窖,点火,升温烘烤,使木质原料在高温下炭化为木炭。木炭降温切粒后与辅剂混合挤压成型,干馏,得成品木炭。该方法提供的木炭虽然具有高热值,但从原料选材的角度出发,无论对现有的木炭加工技术做出任何改进,都无法避免采用木材作为加工原料的事实。这些木材往往通过砍伐森林树木得到,对生态环境造成了很大的破坏。
此外,木炭燃烧还会产生大量有害气体,造成大气污染。
因此,如何提供一种节约、环保的新型固体燃料来代替传统的木炭,是本领域技术人员所需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足,本发明提供了一种复合固体燃料,该固体燃料无烟、耐烧、无异味,具有低硫、低灰分、高热量的特点。制备方法快捷高效,无污染、无排放。
本发明提供的一种复合固体燃料,包括无烟煤、生物质、辅料,其制备方法依次包括如下步骤:
(1)、粉碎:将无烟煤粉碎,生物质磨碎;
(2)、发酵:磨碎后的生物质粉末,在60℃以上的温度下,蒸汽发酵22-26小时;
(3)、焙干:生物质粉末经发酵后送入干燥机焙干;
(4)、搅拌:向容器中加入粉碎后的无烟煤、经发酵和焙干的生物质粉末、玉米淀粉和水后,搅拌均匀;
(5)、沤制:将搅拌均匀的混合物沉入料池中,在常温下沤制10-12小时
(6)、成型:沤制完成后,混合物经过机器压制后一次成型;
(7)、干燥:成型后的成品干燥后即得所述复合固体燃料。
优选地,所述无烟煤、生物质、辅剂按重量比的配比为:无烟煤70%-80%,生物质18.5%-24.5%,辅剂1.5%-5.5%。
优选地,所述生物质为秸秆末。
优选地,所述无烟煤的发热量大于等于7500kcal/kg。
优选地,所述辅剂为玉米淀粉。
优选地,所述步骤(4)中加入水的温度为60-80℃,加入水的量可以保证玉米淀粉分散均匀即可,本领域技术人员有能力根据实际生产情况控制具体的加水量。
优选地,所述步骤(1)中的粉碎、磨碎时加入有水,水的加入质量为无烟煤或生物质质量的10%。
优选地,所述步骤(1)中的粉碎采用粉碎机,所述粉碎机配有布袋除尘装置。粉碎过程中不产生二次扬尘。
优选地,所述步骤(1)中的采用青石磨磨碎所述生物质。
优选地,所述步骤(6)中的成型是将混合物压制成棒型。
本发明提供的一种复合固体燃料,具有如下有益效果:
(1)硫含量低,燃烧时不会产生硫化物污染空气;
(2)秸秆为农作物废弃物,本发明以其为主要原料之一,经济环保,节约成本,低碳无污染,使得农业废弃物得到了循环利用。
(3)与无烟煤相比,生物秸秆灰分、挥发分大,发热量低,但本发明通过各组分之间合理的配比以及上述特定的制备工艺,使得生物秸秆与无烟煤复合后组成固体燃料后,在含硫量降低的同时,燃料的灰分与纯无烟煤相比反而略有减小,且发热量比纯无烟煤反而略有升高,取得了预料不到的技术效果。
(4)制备工艺快捷高效,有利于规模化生产及推广应用。
(5)复合固体燃料燃烧时无烟、无异味、耐烧,可完全代替传统木炭及现有其他固体燃料使用。
(6)易清理、不怕风吹日晒、易长期保存。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
术语解释:
本发明所称秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分。秸秆末即为秸秆碎屑。
本发明各实施例中所用无烟煤的各项指标为:
发热量:7500kcal/kg
灰分:5.86%
挥发分:10.25%
硫:0.24%
上述各性能指标均采用无烟煤的空气干燥基分析得到。
本发明各实施例中所采用秸秆末的各项指标为:
灰分7.91%
挥发分68.71%
发热量3956kcal/kg
上述各性能指标均采用无烟煤的空气干燥基分析得到。
实施例1
取75kg无烟煤,加7.5kg水后用雷蒙粉碎机粉碎待用,粉碎机配有整套合理的布袋除尘设备,不产生粉尘;取21.5kg秸秆末,加2.15kg水用青石磨磨碎待用。将秸秆末经磨碎后,在室内经过60℃高温,蒸汽发酵24小时,然后将蒸汽发酵后的秸秆末送入电干燥机中焙干后待用。向反应釜中加入粉碎后的无烟煤、发酵焙干后的秸秆末以及3.5kg玉米淀粉,然后加入适量70℃水直至玉米淀粉分散较均匀。然后用搅拌机将反应釜中的混合物搅拌均匀后出料。将搅拌均匀出料后的混合物沉送入料池中,在常温下沤制11小时。沤制完成后,将混合物送入螺旋挤压机中压制成型,得到复合固体燃料棒,再经自然状态下风干即得到最终成品。
实施例2
取70kg无烟煤,加7.0kg水后用雷蒙粉碎机粉碎待用,粉碎机配有整套合理的布袋除尘设备,不产生粉尘;取24.5kg秸秆末,加2.45kg水用青石磨磨碎待用。将秸秆末经磨碎后,在室内经过60℃高温,蒸汽发酵26小时,然后将蒸汽发酵后的秸秆末送入电干燥机中焙干后待用。向反应釜中加入粉碎后的无烟煤、发酵焙干后的秸秆末以及5.5kg玉米淀粉,然后加入适量70℃水直至玉米淀粉分散较均匀。然后用搅拌机将反应釜中的混合物搅拌均匀后出料。将搅拌均匀出料后的混合物沉送入料池中,在常温下沤制10小时。沤制完成后,将混合物送入螺旋挤压机中压制成型,得到复合固体燃料棒,再经自然状态下风干即得到最终成品。
实施例3
取80kg无烟煤,加8.0kg水后用雷蒙粉碎机粉碎待用,粉碎机配有整套合理的布袋除尘设备,不产生粉尘;取18.5kg秸秆末,加1.85kg水用青石磨磨碎待用。将秸秆末经磨碎后,在室内经过65℃高温,蒸汽发酵22小时,然后将蒸汽发酵后的秸秆末送入电干燥机中焙干后待用。向反应釜中加入粉碎后的无烟煤、发酵焙干后的秸秆末以及1.5kg玉米淀粉,然后加入适量70℃水直至玉米淀粉分散较均匀。然后用搅拌机将反应釜中的混合物搅拌均匀后出料。将搅拌均匀出料后的混合物沉送入料池中,在常温下沤制12小时。沤制完成后,将混合物送入螺旋挤压机中压制成型,得到复合固体燃料棒,再经自然状态下风干即得到最终成品。
实施例4
取72kg无烟煤,加7.2kg水后用雷蒙粉碎机粉碎待用,粉碎机配有整套合理的布袋除尘设备,不产生粉尘;取23.5kg秸秆末,加2.35kg水用青石磨磨碎待用。将秸秆末经磨碎后,在室内经过65℃高温,蒸汽发酵24小时,然后将蒸汽发酵后的秸秆末送入电干燥机中焙干后待用。向反应釜中加入粉碎后的无烟煤、发酵焙干后的秸秆末以及4.5kg玉米淀粉,然后加入适量70℃水直至玉米淀粉分散较均匀。然后用搅拌机将反应釜中的混合物搅拌均匀后出料。将搅拌均匀出料后的混合物沉送入料池中,在常温下沤制11小时。沤制完成后,将混合物送入螺旋挤压机中压制成型,得到复合固体燃料棒,再经自然状态下风干即得到最终成品。
实施例5
取76kg无烟煤,加7.6kg水后用雷蒙粉碎机粉碎待用,粉碎机配有整套合理的布袋除尘设备,不产生粉尘;取20kg秸秆末,加2.0kg水用青石磨磨碎待用。将秸秆末经磨碎后,在室内经过65℃高温,蒸汽发酵24小时,然后将蒸汽发酵后的秸秆末送入电干燥机中焙干后待用。向反应釜中加入粉碎后的无烟煤、发酵焙干后的秸秆末以及4kg玉米淀粉,然后加入适量70℃水直至玉米淀粉分散较均匀。然后用搅拌机将反应釜中的混合物搅拌均匀后出料。将搅拌均匀出料后的混合物沉送入料池中,在常温下沤制12小时。沤制完成后,将混合物送入螺旋挤压机中压制成型,得到复合固体燃料棒,再经自然状态下风干即得到最终成品。
试验例1.
对实施例1-5提供的复合固体燃料棒进行性能指标检验,主要测定其所含灰分、挥发分、硫及发热量,测试标准主要包括:
GB/T213-2008《煤的发热量测定方法》
GB/T212-2008《煤的工业分析方法》
GB/T214-2007《煤中全硫的测定方法》
测试结果见表1.
表1.复合固体燃料棒性能指标检验结果
由表1可知,本发明提供复合固体燃料棒中含硫量约为0.18%,明显低于本发明所采用的无烟煤0.24%的含硫量,环保性大幅提高。挥发分为9.0%左右,不仅说明本发明将秸秆末中68.71%的挥发分成功抑制,还在原有无烟煤10.25%的灰发分基础上有所降低;产品灰分控制在5.4%-5.6%,即在无烟煤(灰分5.86%)中复合灰分高的秸秆末(灰分7.91%)后,成品灰分不但没有升高,反而略有下降,发热量也产生了上述“不降反升”的效果,这可能是由于各组分之间由于特定的配比及制备工艺处理后产生某种协同作用的结果。
以上对本发明所提供的一种复合燃料进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰。这些改进和修饰也应当落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种复合固体燃料,其特征在于,包括无烟煤、生物质、辅料,其制备方法依次包括如下步骤:
(1)、粉碎:将无烟煤粉碎,生物质磨碎;
(2)、发酵:磨碎后的生物质粉末,在60℃以上的温度下,蒸汽发酵22-26小时;
(3)、焙干:生物质粉末经发酵后送入干燥机焙干;
(4)、搅拌:向容器中加入粉碎后的无烟煤、经发酵和焙干的生物质粉末、玉米淀粉和水后,搅拌均匀;
(5)、沤制:将搅拌均匀的混合物沉入料池中,在常温下沤制10-12小时;
(6)、成型:沤制完成后,混合物经过机器压制后一次成型;
(7)、干燥:成型后的成品干燥后即得所述复合固体燃料。
2.根据权利要求1所述的一种复合固体燃料,其特征在于,所述无烟煤、生物质、辅剂按重量比的配比为:无烟煤70%-80%,生物质18.5%-24.5%,辅剂1.5%-5.5%。
3.根据权利要求1或2所述的一种复合固体燃料,其特征在于,所述生物质为秸秆末。
4.根据权利要求1或2所述的一种复合固体燃料,其特征在于,所述无烟煤的发热量大于等于7500kcal/kg。
5.根据权利要求1或2所述的一种复合固体燃料,其特征在于,所述辅剂为玉米淀粉。
6.根据权利要求4所述的一种复合固体燃料,其特征在于,所述(4)中加入水的温度为60-80℃。
7.根据权利要求1所述的一种复合固体燃料,其特征在于,所述(1)中的粉碎、磨碎时加入有水,水的加入质量为无烟煤或生物质质量的10%。
8.根据权利要求1所述的一种复合固体燃料,其特征在于,所述(1)中的粉碎采用粉碎机,所述粉碎机配有布袋除尘装置。
9.根据权利要求1所述的一种复合固体燃料,其特征在于,所述(1)中的采用青石磨磨碎所述生物质。
10.根据权利要求1所述的一种复合固体燃料,其特征在于,所述(6)中的成型是将混合物压制成棒型。
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