CN105695030A - 一种高效节能固体混合燃料成型工艺 - Google Patents

一种高效节能固体混合燃料成型工艺 Download PDF

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Abstract

一种高效节能固体混合燃料成型工艺，适用于混合燃料领域中使用。先将生物质自然干燥至水分为20％后利用剪式破碎机破碎筛分选取粒度为2-7mm部分，通过两段破磨工艺将末煤破碎至粒度为2-3mm，将破碎后的生物质与末煤以质量比为25％-30％的比例分别通过具有流量自动控制装置的气流输送管道输送至搅拌桶，并添加复合粘结剂10％，在搅拌桶中将各组分混合均匀后将混合料利用传送带传送至成型设备根据实际需求调整形状与尺寸进行成型，成型后的产品筛选合格后传送至包装口进行包装。整套工艺高效节能、自动化程度高。生产的燃料燃烧活性好、污染排放低、强度高、适用性强。

Description

一种高效节能固体混合燃料成型工艺
技术领域
本发明涉及一种燃料混合成型工艺，尤其是涉及一种混合燃料领域中将生物质和煤混合使用的高效节能固体混合燃料成型工艺。
背景技术
随着化石燃料的大力开发与利用，所带来的能源短缺与环境污染也成为亟待解决的社会问题。生物质利用近年来受到广泛关注，生物质燃料作为一种可再生能源，经济性好，作为可再生能源可以有效代替化石燃料，值得大力开发。然而生物质挥发分高，燃烧时间短，遇热后热分解出挥发物，挥发物带走所有能量的一半以上，能源浪费浪费严重。且生物质能量密度比较低，作为燃料大规模运用需求量过大，增加了利用成本。如今，大量劣质煤作为动力煤燃烧，由于燃烧性能差与利用率不高造成巨大的能源浪费，同时也带来很重的环境污染。
随着煤与生物质混燃技术的不断成熟与发展，混合燃烧的能源利用率提高、燃烧性能好、污染物降低等优势得到体现。但是，目前混燃技术仅在锅炉中利用，混合效果不理想，混燃优势不能得到充分体现。因此，开发一种成型效果好、环保性能好、能满足不同燃烧环境的固体混合燃料具有重大意义。生物质与煤混合固体燃料的开发可有效利用生物质能源代替化石燃料，并能充分体现混燃技术相关优势，达到节能减排的实际效果。
发明内容
针对上述技术问题，提供一种步骤简单，燃烧特性好、能源利用率高、适用性好、环保性强的高效节能固体混合燃料成型工艺。
为实现上述技术目的，本发明的高效节能固体混合燃料成型工艺包括如下步骤：
a.混料作业：将破碎筛分后粒度介于2-7m的生物质与粒度为2-3mm的低阶煤以质量比为25％-30％利用进料管投入搅拌桶，并添加10％的复合粘结剂，得到混合料，在搅拌桶中以8r/min的转速下搅拌10min；
b.成型作业：将充分搅拌后的混合料利用传送带给入辊压式固化成型机在30-35MPa下冷压成型；冷压过程中产生的少量热量可软化生物质中的木质素，使生物质弹性降低，并更好地包裹煤粒形成网状结构，在压力作用下使燃料强度增大；复合型粘结剂可均匀分散在各部分起到粘结、固硫与助燃作用。
c.加工作业：根据用户实际需求选取不同尺寸与形状的成型模具，在辊压式固化成型机的混合固体燃料产品出口处安装与成型模具尺寸对应的筛子，尺寸符合的混合固体燃料产品利用传送带送至包装机进行包装，筛子漏下的不合格的混合固体燃料产品破碎后投入搅拌桶进行再次加工。
所述生物质为林木废弃物、农作物秸秆以及动物的植物性粪便，降低水分小于15％后利用剪式破碎机破碎至粒径为2-7mm，末煤利用可逆式反击锤式破碎机利用两端破磨工艺破碎至直径为2-3mm；所述的复合高效粘结剂的制造工艺为：将生物质秸秆破碎至粒径介于3-7mm后，以12％的质量比添加至浓度为1％氢氧化钠溶液中，并加入0.5％氯化钙，0.7％的氢氧化钙，在76℃的条件下加热2小时后过滤得到的粘稠状物质，其粘结效果好，固硫特性强；将充分搅拌后的混合料利用传送带通入辊压式固化成型机在30-35MPa下冷压成型，成型后的混合料产品机械性能与防水性好，其抗压强度为668.4N/个，跌落强度为95.2％，水浸强度321.6N/个，复干强度462.6N/个；辊压式固化成型机排出的固体混合燃料主要为球状与棒状，平均直径35mm，成型率可达95％以上，水分为10％；当用直径3-16mm的棒状燃料切割加工成颗粒燃料时，成型率在85％左右，水分为8％；生产出的固体混合燃料在燃烧过程中，相比单一煤的燃烧，燃料着火点降低50℃左右，生物质的燃尽率可达85％以上，末煤的燃尽率提高8％左右，固体颗粒物排放量降低58.4％、氮氧化物减少32.6％、二氧化硫的排放量减少43.58％。燃料可适用于层燃炉、链条炉、流化床锅炉等设备，结渣特性好。
有益效果：
通过末煤与生物质的单一组分破碎粒度与水分能使物料混合均匀、挤压成型效果好，通过配比生物质、末煤以及粘结剂配比确保生产的固体混合燃料的燃烧性能好、利用率高，并且降低燃烧中污染物的产生，生产的固体混合燃料在燃烧过程中，相比单一煤的燃烧，燃料着火点降低50℃左右，生物质的燃尽率可达85％以上，末煤的燃尽率提高8％左右，固体颗粒物排放量降低58.4％、氮氧化物减少32.6％、二氧化硫的排放量减少43.58％。成型模具可根据用户实际需求选取不同尺径与形状，燃料可适用于层燃炉、链条炉、流化床锅炉等设备，结渣特性好。
生产的固体混合燃料在燃烧时，减少生物质直接作为燃料，例如秸秆或木屑焚烧所带来的环境污染。使用的末煤和原本作为废料的生物质加工，加工的混合燃料生产成本低，热值可满足大多数用户需求，同时也避免了单一生物质固体燃料燃烧所带来的需求量过大导致运输成本增加的问题。燃料成型后机械性能与防水性好。
附图说明
图1是本发明的混合燃料生产工艺流程图.
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明：
如图1所示，本发明的高效节能混合固体燃料生产工艺，其包括如下步骤：
a.混料作业：选择生物质和末煤，生物质为林木废弃物、农作物秸秆以及动物的植物性粪便，首先将生物质自然干燥至水分为20％后并除尘，然后利用剪式破碎机破碎并筛分至2-7mm,末煤利用可逆式反击锤式破碎机利用两端破磨工艺破碎至直径为2-3mm；破碎后的生物质和末煤以质量比为25％-30％利用进料管投入搅拌桶，并添加10％的复合高效粘结剂，得到混合料，在搅拌桶中以8r/min的转速下搅拌10min；所述的复合高效粘结剂的制造工艺为：将生物质秸秆破碎至粒径介于3-7mm后，以12％的质量比添加至浓度为1％氢氧化钠溶液中，并加入0.5％氯化钙，0.7％的氢氧化钙，在76℃的条件下加热2小时后过滤得到的粘稠状物质即为复合粘结剂，其粘结效果好，固硫特性强；
b.成型作业：将充分搅拌后的混合料利用传送带给入辊压式固化成型机在30-35MPa下冷压成型；冷压过程中产生的少量热量可软化生物质中的木质素，使生物质弹性降低，并更好地包裹煤粒形成网状结构，在压力作用下使燃料强度增大；复合型粘结剂可均匀分散在各部分起到粘结、固硫与助燃作用成型后的混合料产品机械性能与防水性好，其抗压强度为668.4N/个，跌落强度为95.2％，水浸强度321.6N/个，复干强度462.6N/个；
c.加工作业：根据用户实际需求选取不同尺寸与形状的成型模具，在辊压式固化成型机的混合固体燃料产品出口处安装与成型模具尺寸对应的筛子，尺寸符合的混合固体燃料产品利用传送带送至包装机进行包装，筛子漏下的不合格的混合固体燃料产品破碎后投入搅拌桶进行再次加工；所述辊压式固化成型机排出的固体混合燃料主要为球状与棒状，平均直径35mm，成型率可达95％以上，水分为10％；当用直径3-16mm的棒状燃料切割加工成颗粒燃料时，成型率在85％左右，水分为8％。
生产出的固体混合燃料在燃烧过程中，相比单一煤的燃烧，燃料着火点降低50℃左右，生物质的燃尽率可达85％以上，末煤的燃尽率提高8％左右，固体颗粒物排放量降低58.4％、氮氧化物减少32.6％、二氧化硫的排放量减少43.58％。燃料可适用于层燃炉、链条炉、流化床锅炉等设备，结渣特性好。

Claims (6)

1.一种高效节能混合固体燃料生产工艺，其特征在于包括如下步骤：
a.混料作业：将破碎筛分后粒度介于2-7m的生物质与粒度为2-3mm的低阶煤以质量比为25％-30％利用进料管投入搅拌桶，并添加10％的复合粘结剂，得到混合料，在搅拌桶中以8r/min的转速下搅拌10min；
b.成型作业：将充分搅拌后的混合料利用传送带给入辊压式固化成型机在30-35MPa下冷压成型；冷压过程中产生的少量热量可软化生物质中的木质素，使生物质弹性降低，并更好地包裹煤粒形成网状结构，在压力作用下使燃料强度增大；复合型粘结剂可均匀分散在各部分起到粘结、固硫与助燃作用。
c.加工作业：根据用户实际需求选取不同尺寸与形状的成型模具，在辊压式固化成型机的混合固体燃料产品出口处安装与成型模具尺寸对应的筛子，尺寸符合的混合固体燃料产品利用传送带送至包装机进行包装，筛子漏下的不合格的混合固体燃料产品破碎后投入搅拌桶进行再次加工。
2.根据如权利要求1所述的高效节能混合固体燃料生产工艺，其特征在于：所述生物质为林木废弃物、农作物秸秆以及动物的植物性粪便，降低水分小于15％后利用剪式破碎机破碎至粒径为2-7mm，末煤利用可逆式反击锤式破碎机利用两端破磨工艺破碎至直径为2-3mm。
3.根据如权利要求1所述的高效节能混合固体燃料生产工艺，其特征在于：所述的复合粘结剂的制造工艺为：将生物质秸秆破碎至粒径介于3-7mm后，以12％的质量比添加至浓度为1％氢氧化钠溶液中，并加入0.5％氯化钙，0.7％的氢氧化钙，在76℃的条件下加热2小时后过滤得到的粘稠状物质即为复合粘结剂，其粘结效果好，固硫特性强。
4.根据权利要求1所述的高效节能混合固体燃料生产工艺，其特征在于：所述给入辊压式固化成型机的混合料在30-35MPa压力下冷压成型，成型后的混合料产品机械性能与防水性好，其抗压强度为668.4N/个，跌落强度为95.2％，水浸强度321.6N/个，复干强度462.6N/个。
5.根据权利要求1所述的高效节能混合固体燃料生产工艺，其特征在于：所述辊压式固化成型机排出的固体混合燃料主要为球状与棒状，平均直径35mm，成型率可达95％以上，水分为10％；当用直径3-16mm的棒状燃料切割加工成颗粒燃料时，成型率在85％左右，水分为8％。
6.根据权利要求1所述的高效节能混合固体燃料生产工艺，其特征在于：生产出的固体混合燃料在燃烧过程中，相比单一煤的燃烧，燃料着火点降低50℃左右，生物质的燃尽率可达85％以上，末煤的燃尽率提高8％左右，固体颗粒物排放量降低58.4％、氮氧化物减少32.6％、二氧化硫的排放量减少43.58％。燃料可适用于层燃炉、链条炉、流化床锅炉等设备，结渣特性好。
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