CN105368519B - 环保固体燃料制备方法及从中制备的环保固体燃料 - Google Patents

Abstract

本发明的环保固体燃料制备方法包括：一同搅拌混合有粗糠、竹子锯末、玉米桔杆、稻草、大麦秸秆、小麦秸秆、花生壳、椰子壳的废料的步骤；将搅拌的废料装入压缩机，并以90～100吨的压力加压的步骤，将加压的废料投入加热锅，并以400～600℃的温度加热20小时的步骤，从加热的废料去除水分和气体，形成第一成型炭的步骤，向第一成型炭添加二氧化硅、氯化钠、淀粉、水并搅拌，形成燃料混合物的步骤，利用压缩机以90～100吨的压力向燃料混合物加压，并以固体燃料的形状成型的步骤，在常温下对固体燃料进行恒定时间的干燥，由此完成环保固体燃料的步骤。

Description

环保固体燃料制备方法及从中制备的环保固体燃料

技术领域

本发明涉及环保固体燃料制备方法及通过该方法制备的环保固体燃料，更具体地涉及利用废弃的废料来制备不生成有害物质的环保固体燃料的制备方法及通过该方法制备的环保固体燃料。

背景技术

近年来随着油价的暴涨，作为供暖燃料，煤饼的使用量再次增加。并且，随着在餐馆对炭烤食物需求的增加，煤饼使用量也随之增加。

煤饼通过韩国公开特许第1984-0003280号公开的“煤饼制备方法”来制备。通常，煤饼以作为化石燃料的煤炭来制备，当燃烧煤饼时，产生有害成分。

图1为表示煤饼燃烧时所产生的有害成分的分析结果的图表。如图表所示，煤饼的铅、镉、铜、铬、砷及汞等有害成分低于工艺标准，但排出量也相当大。尤其，产生大量的一氧化碳和二氧化碳，污染大气环境，并且所生成的镉和砷等致癌物质对人体有害。

并且，燃烧煤饼后残留的煤饼灰渣会向空气中飞散，进而损毁包括土壤污染的自然环境。对此，存在为了另行处理煤饼灰渣而需要另行投入用于处理煤饼灰渣的处理费用的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决如上所述的存在问题，提供利用非化石燃料的废料的对人体和自然无害的环保性固体燃料制备方法和通过该方法制备的固体燃料。

本发明的再一个目的在于提供通过固化使得燃烧后残留的灰渣具有恒定强度以上的强度，由此能够防止微尘向空气中飞散的环保固体燃料制备方法和通过该方法制备的环保固体燃料。

本发明的另一个目的在于提供一种通过在燃烧时提供足够的发热量，能够替代化石燃料的环保固体燃料制备方法和通过该方法制备的环保固体燃料。

本领域技术人员能够从本发明的优选实施例更加明确理解本发明的上述目的和各种优点。

本发明通过环保固体燃料制备方法来实现本发明的目的。本发明的环保固体燃料制备方法，其特征在于，包括：一同搅拌混合有粗糠、竹子锯末、玉米桔杆、稻草、大麦秸秆、小麦秸秆、花生壳、椰子壳的废料的步骤，将所搅拌的上述废料装入压缩机，并以90～100吨的压力进行加压的步骤，将被加压的上述废料投入加热锅，并以400～600℃的温度加热20小时的步骤，通过从所加热的废料去除水分和气体，来形成第一成型炭的步骤，通过向上述第一成型炭添加二氧化硅、氯化钠、淀粉、水并进行搅拌，来形成燃料混合物的步骤，利用压缩机以90～100吨的压力向上述燃料混合物进行加压，并以固体燃料的形状成型的步骤，以及在常温下对固体燃料进行恒定时间的干燥，使得燃烧前的固体燃料的强度为180kgf～250kgf，完成燃烧后的灰渣的强度为60kgf以上的环保固体燃料的步骤；上述废料按粗糠90％、竹子锯末2.4％、玉米桔杆2％、稻草1.2％、大麦秸秆1.2％、小麦秸秆1.1％、花生壳1.1％、椰子壳1％的比例进行混合，通过向1kg的上述第一成型炭混合300g～400g的二氧化硅、200～300g的氯化钠、10g～15g的淀粉、100g～250g的蒸馏水，来形成上述燃料混合物。

本发明的目的还能够通过上述的环保固体燃料制备方法来制备的环保固体燃料来实现。

通过本发明的环保固体燃料制备方法来制备的环保固体燃料是利用废弃的废料的新再生能源。并且，当环保固体燃料燃烧时，包括一氧化碳及二氧化碳在内的有害成分的产生量显著少于现有的煤饼。尤其，不产生镉和砷等致癌物质。由此，可以使包括大气污染的自然损毁程度最小化。

一方面，相比于由现有的化石燃料形成的现有煤饼，本发明的环保固体燃料可产生4800kcal以上的足够的热量，足以发挥替代燃料的作用。并且，现有的煤饼每块重3.6kg，而本发明的环保固体燃料每块重1.5kg，且重量较轻，由此不仅搬运容易，而且便于使用。

附图说明

图1为表示现有的煤饼的有害成分分析结果的图表。

图2为表示本发明的环保固体燃料制备过程的流程图。

图3为表示通过本发明的环保固体燃料制备过程来制备的环保固体燃料的示例图。

图4为实验本发明的环保固体燃料根据不同燃料混合比例的灰渣的强度的实验图表。

图5为本发明的环保固体燃料和现有煤饼在燃烧时所产生的一氧化碳和二氧化碳的产生量的测定实验结果。

图6为表示本发明的环保固体燃料在燃烧时所产生的有害成分分析结果的图表。

附图标记的说明

100：固体燃料 110：燃料主体

120：孔

具体实施方式

为了充分理解本发明，将参照附图对本发明的优选实施例进行说明。本发明的实施例能够以各种形态进行变形，本发明的范围不应解释为限定于下面详细说明的实施例。提供本实施例是为了向本领域技术人员更加完整地进行说明。因此，附图中的结构要素的形状等能够以夸张的方式表现，以强调更加明确的说明。应注意的是，各附图中的相同的部件以相同的附图标记表示。如认为公知功能及构成相关具体说明可能对本发明的要旨造成不必要的混淆，则将省略相关具体说明。

图2为表示本发明的环保固体燃料制备过程的流程图，图3为表示通过本发明的环保固体燃料制备过程来制备的环保固体燃料100的示例图。

如图所示，本发明的环保固体燃料100的外观形状与现有的煤饼的形状相同。由此，本发明的环保固体燃料100能够用于曾使用现有的煤饼的暖炉或火炉等。考虑到燃烧时产生的热量和燃烧时间，环保固体燃料100能够在燃烧主体110的表面形成10～25个孔120。

环保固体燃料100利用由粗糠、竹子锯末、玉米桔杆、稻草、小麦秸秆、花生壳、椰子壳构成的废料来制备。废料是人类吃完食物后废弃的。由于利用废弃的废料来形成本发明的环保固体燃料100，因此，不仅环保，而且卫生、无毒无害，火力还能够变强。

粗糠是指稻壳，它是加工稻粒时废弃的副产物。竹子锯末是砍伐或截断竹子木材时从竹子上掉落的渣子，它是裁剪木材时被丢弃的副产物。玉米桔杆是玉米壳，小麦秸秆是小麦的壳。花生壳和椰子壳分别是花生和椰子的壳。

虽然粗糠、竹子锯末、玉米桔杆、稻草、小麦秸秆、花生壳、椰子壳都是在加工过程中被丢弃的副产物，但它们的成分大部分由燃烧时可释放大量的热量的纤维质构成。

在此情况下，形成废料的各副产物以恒定的比例进行混合。即，相对于整体废料的重量，以粗糠90％、竹子锯末2.4％、玉米桔杆2％、稻草1.2％、大麦秸秆1.2％、小麦秸秆1.1％、花生壳1.1％、椰子壳1％的比例进行混合。这种混合比例是相比于现有的煤饼，燃烧时可释放高热量的优化值。

如图2所示，为了制备环保固体燃料100，根据上述混合比例一同搅拌废料，均匀地混合(步骤S110)。其中，各废料可以一边搅拌一边细碎。

将相互之间均匀混合的废料装入压缩机进行加压(步骤S120)。在此情况下，针对1kg废料，压缩机施加90～100吨的压力。经过加压过程，包含在废料的水分向外部排出。

将被加压的废料投入加热锅之后，以400～600℃的温度加热20小时(步骤S130)。并且，所加热的废料利用冷风干燥机来去除在搅拌、压缩及加热过程中产生的水分及气体(步骤S140)。当除去水分及气体时，形成由废料碳化的第一成型炭。

通过向第一成型炭添加二氧化硅、氯化钠、淀粉、水进行搅拌，来形成燃料混合物(步骤S150)。其中，二氧化硅的熔点为1200℃以上，二氧化硅起到一边熔解一边拉拽周围物质的作用。氯化钠起到显著降低二氧化硅的熔点的作用。淀粉和水起到使第一成型炭凝聚的作用。

二氧化硅在1200℃以下的温度下不熔解，固体燃料100的灰渣的强度显著降低，因此，煤饼材料的标准强度变成60kgf以下。对此，当添加氯化钠时，可以使二氧化硅的熔点降低至600℃，可以使固体燃料100的灰渣的强度变成60kgf以上。其中，二氧化硅在燃烧时不产生化学反应。

其中，优选地，向1kg的第一成型炭混合300～400g的二氧化硅、200～300g的氯化钠、10～15g的淀粉、100～150g的水。

图4的(a)部分是第一成型炭使按相互不同的混合比例混合二氧化硅、氯化钠、淀粉、水来制备的环保固体燃料100燃烧之后残留的灰渣的强度实验图表。图4的(b)部分是表示对应于各实验次数的二氧化硅、氯化钠、淀粉、水的混合量的图表。

在此情况下，燃料燃烧之后残留的灰渣的强度应为60kgf以上，才不会导致微尘飞散。

第一试验燃料是向1kg的第一成型炭混合100g的二氧化硅、50g的氯化钠、5g的淀粉、50g的水的燃料。第二试验燃料是混合200g的二氧化硅、100g的氯化钠、7g的淀粉、70g的水的燃料。第三试验燃料是混合300g的二氧化硅、200g的氯化钠、10g的淀粉、100g的水的燃料。第四试验燃料是混合400g的二氧化硅、300g的氯化钠、15g的淀粉、150g的水的燃料。

如图4的(a)部分所示，第一试验燃料的灰渣的强度接近30kgf，第二试验燃料的灰渣的强度接近60kgf，第三试验燃料的灰渣的强度接近90kgf，第四试验燃料的灰渣的强度接近100kgf。

由此，为了使灰渣的强度保持60kgf以上，优选地，混合300～400g的二氧化硅、200～300g的氯化钠、10～15g的淀粉、100～150g的水。

形成燃料混合物后，将燃料混合物装入压缩机进行加压，以煤饼的形状成型(步骤S160)。将燃料混合物投入到煤饼的形状的模具，利用压缩机施加90～100吨的压力来成型。如此形成的燃料混合物在常温(25℃，湿度为30％以下)下干燥6小时～12小时，完成固体燃料。

如此结束干燥的固体燃料的强度为180～250kgf，燃烧后，灰渣的强度为60kgf以上。只有固体燃料的强度为180kgf以上，才能避免一次性完成燃烧，并延长燃烧时间。相反地，当固体燃料的强度为250kgf以上时，燃烧本身会变得不顺畅。

图5为现有煤饼和本发明的环保固体燃料在燃烧时所产生的二氧化碳(CO2)和一氧化碳(CO)的产生量的测定实验结果。现有煤饼在起火后30分钟时被测出的二氧化碳的排出量为932.5，一氧化碳的排出量为91.71。相反地，本发明的环保固体燃料在燃烧时产生的二氧化碳的排出量为417.3，相比于现有的煤饼，数值降低一半以上。并且，本发明的环保固体燃料在燃烧时产生的一氧化碳的排出量为10.68，相比于现有的煤饼，数值降低至1/9以下。

图6表示本发明的环保固体燃料在燃烧时所产生的有害成分分析结果。与图1的现有煤饼在燃烧时所产生的有害成分进行比较时，表现出显著的差异。关于铅的生成量，煤饼为26.62ppm，而固体燃料为1.55，并且未检测出镉和砷。并且，铜、铬、汞的数值也显著低于使用现有煤饼时的数值。

如上所述，通过本发明的环保固体燃料制备方法来制备的环保固体燃料是利用废弃的废料的新再生能源。并且，当环保固体燃料燃烧时，包括一氧化碳及二氧化碳在内的有害成分的产生量显著少于现有的煤饼。尤其，不产生镉和砷等致癌物质。由此，可以使包括大气污染的自然损毁程度最小化。

一方面，相比于由现有的化石燃料形成的现有煤饼，本发明的环保固体燃料可产生5000kcal/kg以上的足够的热量，足以发挥替代燃料的作用。并且，现有的煤饼每块重3.6kg，而本发明的环保固体燃料每块重1.7kg，且重量较轻，由此不仅搬运容易，而且便于使用。

以上说明的本发明的环保固体燃料制备方法及通过该方法制备的环保固体燃料的实施例仅为示例性的，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，能够实施各种变形及等同的其他实施例是显而易见的。因此，可以理解，本发明不局限于上述的详细说明中提及的形态。因此，本发明真正的技术保护范围应由本发明所要保护的技术思想来决定。并且，应理解本发明包括由所附的发明要求保护范围所定义的本发明的精神和范围之内的所有变形技术方案和等同技术方案及代替技术方案。

Claims (2)

1.一种环保固体燃料制备方法，其特征在于，

包括：

一同搅拌混合有粗糠、竹子锯末、玉米桔杆、稻草、大麦秸秆、小麦秸秆、花生壳、椰子壳的废料的步骤；

将所搅拌的上述废料装入压缩机，并以90～100吨的压力进行加压的步骤；

将被加压的上述废料投入加热锅，并在400～600℃的温度下加热20小时的步骤；

通过从所加热的废料去除水分和气体，来形成第一成型炭的步骤；

通过向上述第一成型炭添加二氧化硅、氯化钠、淀粉、水并进行搅拌，来形成燃料混合物的步骤；

利用压缩机以90～100吨的压力向上述燃料混合物进行加压，并成型为固体燃料的形状的步骤；以及

在常温下对固体燃料进行规定时间的干燥，使得燃烧前的固体燃料的强度为180kgf～250kgf且完成燃烧后的灰渣的强度为60kgf以上的环保固体燃料的步骤，

上述废料按粗糠90％、竹子锯末2.4％、玉米桔杆2％、稻草1.2％、大麦秸秆1.2％、小麦秸秆1.1％、花生壳1.1％、椰子壳1％的比例进行混合，

通过向1 kg的上述第一成型炭混合300g～400g的二氧化硅、200～300g的氯化钠、10g～15g的淀粉、100g～250g的水，来形成上述燃料混合物。

2.一种环保固体燃料，通过权利要求1所述的环保固体燃料制备方法来制备。