CN105238479A

CN105238479A - 利用钢渣复选尾渣改性的生物质型炭

Info

Publication number: CN105238479A
Application number: CN201510659644.6A
Authority: CN
Inventors: 王子兵; 胡长庆; 邢红伟; 王乙竹; 于勇; 王新东; 杨潇潇; 赵申; 王超; 常建; 黄博; 秦万扩; 辛世界; 齐立军
Original assignee: North China University of Science and Technology
Current assignee: North China University of Science and Technology
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2016-01-13

Abstract

本发明涉及生物质改性清洁型炭，尤其是<b>一</b>种利用钢渣复选尾渣改性的生物质型炭。按质量百分比计，它由下述原料组成：生物质10-40%；焦粉10-40%；低硫烟煤10-50%；钢渣4-10%；粘土5-11%；生石灰2-8%。本发明利用钢渣中氧化铁对固硫反应的催化作用及对固硫产品稳定作用提高燃料燃烧时的固硫率，同时利用生物质挥发分含量高的特点，改善型炭的燃烧速度，使型炭燃尽后期的形态形成多孔的型炭，以提高其燃烧强度及燃尽率；本发明燃烧清洁，有较高的燃烧强度和较高的耐烧性，能够更实际的适合工业链条蒸汽锅炉的产气速度，大幅度改善了成型燃料的适应性。

Description

利用钢渣复选尾渣改性的生物质型炭

技术领域

本发明涉及生物质改性清洁型炭，尤其是一种利用钢渣复选尾渣改性的生物质型炭。

背景技术

相关研究表明，煤炭燃烧所产生的二氧化硫与氮氧化物分别占大气污染排放物种的90%与40%，燃煤污染是所有大气污染源中排放量最高的污染源，因此，大气污染防治技术中，燃料的清洁技术占有十分重要的地位。

燃用清洁型煤是减少大气污染的重要技术路径之一，清洁型煤是通过散煤添加固硫剂成型后在进行燃烧的洁净煤技术，和烧散煤相比，工业型煤替代散煤燃烧通常可减小烟尘排放量60%～80%，强致癌物(Bap)减少50%以上。型煤添加固硫剂后，SO₂、NO_x的排放量减少50%～60%。但工业型煤也由于其存在某些缺点而难以普及，工业型煤的缺点包括：

1）燃烧强度低

工业型煤特别致密，燃烧过程中氧气较难扩散到型煤在内部，导致燃烧反应的比表面积很小，所以，型煤的燃烧强度比散煤低很多，锅炉的升温速度慢。

2）固硫效率低

工业型煤作为锅炉燃料时一般添加固硫剂CaO，固硫产物为CaSO₄，固硫反应的最佳温度是950℃以下，但中小型锅炉燃烧温度都会超过1300℃，该温度下CaSO₄会发生分解反应重新释放SO₂，因此导致固硫效率降低。

3）燃烧效率低

工业型煤特别致密，燃尽阶段炭球表面被致密的灰层所包裹，内部较难获得足够的氧气，“黑心”现象严重，机械不完全燃烧损失较高、燃烧效率较低。

生物质替代燃煤是解决燃煤污染的有效方法，我国是农业大国，农业废弃物成型后替代燃煤受到我国政府的高度重视，尤其是全国各地施行散煤禁烧政策后，政府制定了许多补贴政策大范围的秸秆压块散煤替代推广工作，但纯生物质压块作为燃料存在一定的缺点：

1）发热量低，价格高的问题

生物质的发热量一般只有3500-4200Kcal/Kg，且其价格较高，其每千卡热量的价格是煤炭价格的2.5倍左右，所以烧生物质压块比烧煤成本增加较多。

2）燃烧速度快的问题

生物质燃烧速度快，属于半悬浮燃烧，目前的燃烧设备基本不适合生物质的燃烧特点，存在热效率低、投资大的缺陷。

3）污染物排放问题

生物质在燃烧时产生的灰尘密度小、粒度细，进入大气时很难沉降，进入人体后危害更大。另外，尽管生物质本身属于清洁燃料，但燃烧不充分时会有CO等有害气体排放，由于目前的燃烧设备都是借用燃煤设备的结构，所以存在较严重的不完全燃烧，还存在污染物排放超标的问题。

4）生物质总量不足，对用户存在不公平性的问题

由于可用于燃料转化的生物质总量有限，所以目前只能部分用户燃用生物质压块，而其他用户燃用煤炭，这就造成不同用户的燃料成本相差太大，对于燃用生物质压块的用户缺乏公平性。

5）碱金属积灰难以清除的问题

生物质燃烧所产生的细灰沉积到管壁上以后具有很高的黏度，受热面积灰难以清除，且高温积灰中有较多的碱金属氧化物的凝结物，对管壁具有很强的腐蚀性。

目前，政府采取散煤禁烧政策后，提出了清洁型煤技术与生物质压块技术的中小锅炉燃料解决方案，但两种技术都存在相当严重的缺陷，难以满足实际生产对燃料特性的需要，急需发明一种燃烧强度高、污染物排放少的清洁型煤。

发明内容

本发明的目的旨在解决公知型煤及生物质压块存在的缺陷，提供一种利用钢渣复选尾渣改性的生物质型炭，能够大幅度提高型煤的清洁性及内部燃烧反应性，扩大清洁燃料的工业应用优势，达到节能减排的目的。

本发明解决上述问题采用的技术方案是：

一种利用钢渣复选尾渣改性的生物质型炭，按质量百分比计，由下述原料组成：生物质10-40%；焦粉10-40%；低硫烟煤10-50%；钢渣4-10%；粘土5-11%；生石灰2-8%。

作为优选，按质量百分比计，由下述原料组成：生物质20-30%；焦粉20-30%；低硫烟煤20-40%；钢渣6-8%；粘土7-9%；生石灰4-6%。

作为优选，按质量百分比计，由下述原料组成：生物质25%；焦粉25%；低硫烟煤30%；钢渣7%；粘土8%；生石灰5%。

制备方法简述如下：

⑴钢渣、生物质、生石灰按比例装入搅拌机，加水适量（5%-25%）搅拌均匀，之后升温至一定温度（40-65℃）进行熟化，最后静置8小时以上待用。

⑵焦粉、低硫烟煤、粘土、熟化生物质钢渣按比例装入搅拌机，按要求调湿后搅拌均匀，最后进入成型机成型。

⑶型煤烘干后即为成品。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是：

①采用焦粉、低硫烟煤对生物质的发热量进行调质，使其发热量提高到5200-5800Kcal/Kg，不但使燃料发热量升高，而且价格比（1Kcal热量的价格）只有生物质压块的60%，大大降低了用户的燃料成本。

②采用焦粉、低硫烟煤对生物质的挥发分含量进行调节，大幅度降低挥发分含量，提高固定碳含量，更耐烧，更符合链条炉排对燃料燃烧速度的要求。

③原料均具有较高清洁性，固硫效率更高，成型后的网格结构可以将生物质飘尘、煤炭飘尘及有害元素（如碱金属）捕捉在灰球中，大幅度降低飞灰及有害气体的排放。

④由于生物质在型炭中挥发时大部分碱金属氧化物被固定在灰球中，所以大幅度减轻了碱金属积灰的问题。

⑤利用钢渣替代燃料成型过程中的部分粘结剂及固硫剂，实现了固体废弃物的再利用问题，减少了粘结剂生产及生石灰生产等上游生产工序的污染。

具体实施方式

以下通过实施例详述本发明，目的仅在于更好地理解本发明内容，所举之例并非限制本发明技术方案所记载的保护范围。

实施例1：

一种利用钢渣复选尾渣改性的生物质型炭，按质量百分比计，由下述原料组成：生物质25%；焦粉25%；低硫烟煤30%；钢渣7%；粘土8%；生石灰5%。

制备上述生物质型炭时，首先将生石灰和钢渣按湿度6-10%预先混合好，这样能够提高固硫效率；然后再加入其它原料统一混合成型。

实施例2：

一种利用钢渣复选尾渣改性的生物质型炭，按质量百分比计，由下述原料组成：生物质10%；焦粉40%；低硫烟煤33%；钢渣10%；粘土5%；生石灰2%。

制备方法同实施例1。

实施例3：

一种利用钢渣复选尾渣改性的生物质型炭，按质量百分比计，由下述原料组成：生物质40%；焦粉10%；低硫烟煤27%；钢渣4%；粘土11%；生石灰8%。

制备方法同实施例1。

实施例4：

一种利用钢渣复选尾渣改性的生物质型炭，按质量百分比计，由下述原料组成：生物质30%；焦粉40%；低硫烟煤10%；钢渣7%；粘土8%；生石灰5%。

制备方法同实施例1。

实施例5：

一种利用钢渣复选尾渣改性的生物质型炭，按质量百分比计，由下述原料组成：生物质20%；焦粉10%；低硫烟煤50%；钢渣7%；粘土8%；生石灰5%。

制备方法同实施例1。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims

1.一种利用钢渣复选尾渣改性的生物质型炭，其特征在于，按质量百分比计，由下述原料组成：生物质10-40%；焦粉10-40%；低硫烟煤10-50%；钢渣4-10%；粘土5-11%；生石灰2-8%。

2.根据权利要求1所述的利用钢渣复选尾渣改性的生物质型炭，其特征在于，按质量百分比计，由下述原料组成：生物质20-30%；焦粉20-30%；低硫烟煤20-40%；钢渣6-8%；粘土7-9%；生石灰4-6%。

3.根据权利要求1所述的利用钢渣复选尾渣改性的生物质型炭，其特征在于，按质量百分比计，由下述原料组成：生物质25%；焦粉25%；低硫烟煤30%；钢渣7%；粘土8%；生石灰5%。