CN106479587A - 电厂锅炉用生物质复合燃料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于新能源技术领域，尤其是电厂锅炉用生物质复合燃料，由以下物质按重量份数配比搅拌均匀后静置两到三个小时所得：45～55份秸秆，45～55份中低质低硫原煤粉，1份助燃剂，10份水；所述中低质低硫原煤粉按质量比：80%的粒径为3mm，20%的粒径为5mm。所述秸秆为草本秸秆，加工成长度为1～3cm的秸秆段。本发明的有益效果是：提高了锅炉的热效率及炉温，耐火时间长，提高了发电能力同时减少了秸秆的使用量，使锅炉可以满负荷运行，并降低了污染物的排放。
Description
技术领域
本发明属于新能源技术领域，尤其是电厂锅炉用生物质复合燃料。
技术背景
由于我国经济的迅速发展，对电力需求猛增，加之传统小电厂耗煤量大、污染严重，因此近几年国内大力发展了生物质电厂。国家及地方投入了大量资金建设生物质电厂，目前全国已建有一百多座此类电厂。但是经几年的实践出现了问题，当前大部分电厂每年连半年发电都达不到，造成了极大的资金浪费。其原因在于生物质秸秆属于膨松物、体积大重量轻，一亩小麦秸秆不足200公斤，而一座小电厂要达到满负荷运行需秸秆20-30万吨。虽然原材料本身属于废弃物，但电厂附近所产原料供不上，需要从几十公里甚至几百公里运输过来，导致成本加大。另外，农作物一年最多两季产出，北方地区有的只能种一季，因此库存也是问题。有的电厂离产煤地近，如山西、内蒙古等地，采取白天使用生物质作燃料，而晚上则用原煤，此类电厂锅炉是为使用生物质燃料而设计的，而烧原煤火焰高度不够就只能多添煤才行，这样就达不到利用生物质发电、节约化石能源并降低大气污染的目的，反而造成了化石能源的极大浪费，增加污染物排放，使生物质电厂成为污染源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种运输和贮存方便、污染低的电厂锅炉用生物质复合燃料，具体技术方案为：
电厂锅炉用生物质复合燃料，由以下物质按重量份数配比搅拌均匀后静置两到三个小时所得：45～55份秸秆，45～55份中低质低硫原煤粉，1份助燃剂，10份水；所述中低质低硫原煤粉按质量比：80%的粒径为3mm，20%的粒径为5mm。
所述秸秆为草本秸秆，加工成长度为1～3cm的秸秆段。
所述秸秆按质量比50%为草本秸秆，50%为木本秸秆，所述草本秸秆加工成长度为1～3cm的秸秆段，所述木本秸秆加工成粒径为2mm的秸秆粉。
其中，所述的助燃剂为：异丙醇、异丁醇、异戊醇、正丁醇或有机硝酸脂化合物中的一种或者几种混合，其中，优选地，还添加有：蓖麻油或生物柴油，添加比例为助燃剂的重量的10-20%。
其中，优选地，粉碎秸秆的处理方法：
将粉碎好的秸秆与稀无机酸水溶液（优选1-10%的无机酸溶液），按一定比例（优选1比0.5-2）加入水解釜，在温度为100℃的条件下回流水解３小时，过滤，得到过滤后的固态物质，备用；
再按照如下重量比例配比：过滤后的固态物质20-50（含水量低于10%）、酚或多元醇类化合物5～10、酸性催化剂0.5～2；
其中，所述酚类化合物为：苯酚、邻甲基酚、间甲基酚、邻氯苯酚、邻硝基苯酚、间苯二酚或对苯二酚；所述多元醇类化合物为：乙二醇、聚乙二醇或丙三醇，其中聚乙二醇的分子量为400～1000；
所述酸性催化剂为无机酸或有机酸，无机酸为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸中的一种；有机酸为苯磺酸、草酸、丙烯酸、水杨酸、甲酸、乙酸、丙酸中的一种，酸性催化剂使用的浓度为３0～９8％；
工艺步骤：按配比将混合物加入到反应器中，搅拌混合均匀后在80～２00℃温度下预热10～３0ｍｉｎ后，加入酸催化剂在此温度下反应30～２40ｍｉｎ，反应完毕进行洗涤、中和、过滤和干燥而得呈淡黄色-黄色-浅褐色至深褐色固体，即得到本发明的处理好的秸秆。
其中，纤维素含量64.0～70.0％，木质素含量4.1～7.6％；
所述洗涤为用有机溶剂：甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮或乙酸乙酯洗出低粘度的溶液样的物质；
所述中和是用氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钙的甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮或乙酸乙酯溶液中和至中性。
其中，优选地，煤粉的处理方法如下：将小块煤处理成煤粉；按质量比为煤粉:乳化煤焦油:水:水溶性粘合剂:润滑剂为（30-50）:（25-28）:（5-30）:（2-5）:（２-３），将其加入捏合机中搅拌均匀，制成可塑性的煤泥；可塑性煤泥经过真空练泥机或挤出成型机处理，使煤泥混合均匀，然后在成型机中用60至100目的丝网过滤除去大颗粒物质；湿的蜂窝体干燥至水分低于２％；以惰性气体作为保护气，按升温速度３-5℃／分钟加热到600-800℃，并且在此温度下炭化２-３小时；然后按升温速度5-15℃／分钟升温到750-850℃，用水蒸气活化３-15小时，处理后得到煤粉。这是本发明的一个发明点，发明人经过长期实验才确定了这个型煤的含水量。这样的煤在使用的时候提高了燃烧效率而且排废气减少了20%。
本发明的有益效果是：提高了锅炉的热效率及炉温，耐火时间长，提高了发电能力的同时减少了秸秆的使用量，使锅炉可以满负荷运行，并降低了污染物的排放。与只烧原煤的锅炉相比：降低炉渣含碳量80%以上，降低烟尘排放80%以上，降低CO、CO2排放50%以上，降低SO2排放60%以上，降低NO排放30%以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
实施例1
电厂锅炉用生物质复合燃料，由以下物质按重量份数配比搅拌均匀后静置两到三个小时所得：45份秸秆，45份中低质低硫原煤粉，1份助燃剂，10份水；所述中低质低硫原煤粉按质量比：80%的粒径为3mm，20%的粒径为5mm；所述秸秆为草本秸秆，加工成长度为1～3cm的秸秆段。 此实施例制得的燃料适用于75吨以上的电厂锅炉。
实施例2
电厂锅炉用生物质复合燃料，由以下物质按重量份数配比搅拌均匀后静置两到三个小时所得：50份秸秆，49份中低质低硫原煤粉，1份助燃剂，10份水；所述中低质低硫原煤粉按质量比：80%的粒径为3mm，20%的粒径为5mm；所述秸秆为草本秸秆，加工成长度为1～3cm的秸秆段。此实施例制得的燃料适用于75吨以上的电厂锅炉。
实施例3
电厂锅炉用生物质复合燃料，由以下物质按重量份数配比搅拌均匀后静置两到三个小时所得：55份秸秆，55份中低质低硫原煤粉，1份助燃剂，10份水；所述中低质低硫原煤粉按质量比：80%的粒径为3mm，20%的粒径为5mm；所述秸秆为草本秸秆，加工成长度为1～3cm的秸秆段。此实施例制得的燃料适用于75吨以上的电厂锅炉。
实施例4
电厂锅炉用生物质复合燃料，由以下物质按重量份数配比搅拌均匀后静置两到三个小时所得：45份秸秆，45份中低质低硫原煤粉，1份助燃剂，10份水；所述中低质低硫原煤粉按质量比：80%的粒径为3mm，20%的粒径为5mm；所述秸秆按质量比50%为草本秸秆，50%为木本秸秆，所述草本秸秆加工成长度为1～3cm的秸秆段，所述木本秸秆加工成粒径为2mm的秸秆粉。此实施例制得的燃料适用于75吨以下的电厂锅炉。
实施例5
电厂锅炉用生物质复合燃料，由以下物质按重量份数配比搅拌均匀后静置两到三个小时所得：50份秸秆，50份中低质低硫原煤粉，1份助燃剂，10份水；所述中低质低硫原煤粉按质量比：80%的粒径为3mm，20%的粒径为5mm；所述秸秆按质量比50%为草本秸秆，50%为木本秸秆，所述草本秸秆加工成长度为1～3cm的秸秆段，所述木本秸秆加工成粒径为2mm的秸秆粉。此实施例制得的燃料适用于75吨以下的电厂锅炉。
其中，优选地，粉碎秸秆的处理方法：
将粉碎好的秸秆与稀无机酸水溶液（优选1%的无机酸溶液），按1比0.5加入水解釜，在温度为100℃的条件下回流水解３小时，过滤，得到过滤后的固态物质，备用；
再按照如下重量比例配比：过滤后的固态物质50（含水量低于10%）、邻氯苯酚和聚乙二醇10、水杨酸性催化剂2；
工艺步骤：按配比将混合物加入到反应器中，搅拌混合均匀后在80℃温度下预热10分钟后，加入酸催化剂在此温度下反应30分钟，反应完毕进行洗涤、中和、过滤和干燥而得呈淡黄色-黄色-浅褐色至深褐色固体，即得到本发明的处理好的秸秆。
所述洗涤为用有机溶剂：甲醇；
所述中和是用氢氧化钠。
其中，优选地，煤粉的处理方法如下：将小块煤处理成煤粉；按质量比为煤粉:乳化煤焦油:水:水溶性粘合剂:润滑剂为50:25:5:5:2，将其加入捏合机中搅拌均匀，制成可塑性的煤泥；可塑性煤泥经过真空练泥机或挤出成型机处理，使煤泥混合均匀，然后在成型机中用60至100目的丝网过滤除去大颗粒物质；湿的蜂窝体干燥至水分低于2％；以惰性气体作为保护气，按升温速度5℃／分钟加热到750℃，并且在此温度下炭化2小时；然后按升温速度15℃／分钟升温到850℃，用水蒸气活化３小时，处理后得到煤粉。
实施例6
电厂锅炉用生物质复合燃料，由以下物质按重量份数配比搅拌均匀后静置两到三个小时所得：45份秸秆，55份中低质低硫原煤粉，1份助燃剂，10份水；所述中低质低硫原煤粉按质量比：80%的粒径为3mm，20%的粒径为5mm；所述秸秆按质量比50%为草本秸秆，50%为木本秸秆，所述草本秸秆加工成长度为1～3cm的秸秆段，所述木本秸秆加工成粒径为2mm的秸秆粉。此实施例制得的燃料适用于75吨以下的电厂锅炉。
其中，优选地，粉碎秸秆的处理方法：
将粉碎好的秸秆与稀无机酸水溶液（优选1%的无机酸溶液），按1比0.5加入水解釜，在温度为100℃的条件下回流水解３小时，过滤，得到过滤后的固态物质，备用；
再按照如下重量比例配比：过滤后的固态物质50（含水量低于10%）、邻氯苯酚和聚乙二醇10、水杨酸性催化剂2；
工艺步骤：按配比将混合物加入到反应器中，搅拌混合均匀后在80℃温度下预热10分钟后，加入酸催化剂在此温度下反应30分钟，反应完毕进行洗涤、中和、过滤和干燥而得呈淡黄色-黄色-浅褐色至深褐色固体，即得到本发明的处理好的秸秆。
所述洗涤为用有机溶剂：甲醇；
所述中和是用氢氧化钠。
其中，优选地，煤粉的处理方法如下：将小块煤处理成煤粉；按质量比为煤粉:乳化煤焦油:水:水溶性粘合剂:润滑剂为30:25:30:5:2，将其加入捏合机中搅拌均匀，制成可塑性的煤泥；可塑性煤泥经过真空练泥机或挤出成型机处理，使煤泥混合均匀，然后在成型机中用60至100目的丝网过滤除去大颗粒物质；湿的蜂窝体干燥至水分低于2％；以惰性气体作为保护气，按升温速度5℃／分钟加热到750℃，并且在此温度下炭化2小时；然后按升温速度15℃／分钟升温到850℃，用水蒸气活化３小时，处理后得到煤粉。
实施例7
电厂锅炉用生物质复合燃料，由以下物质按重量份数配比搅拌均匀后静置两到三个小时所得：55份秸秆，55份中低质低硫原煤粉，1份助燃剂，10份水；所述中低质低硫原煤粉按质量比：80%的粒径为3mm，20%的粒径为5mm；所述秸秆按质量比50%为草本秸秆，50%为木本秸秆，所述草本秸秆加工成长度为1～3cm的秸秆段，所述木本秸秆加工成粒径为2mm的秸秆粉。此实施例制得的燃料适用于75吨以下的电厂锅炉。
其中，优选地，粉碎秸秆的处理方法：
将粉碎好的秸秆与稀无机酸水溶液（优选10%的无机酸溶液），按1比2加入水解釜，在温度为100℃的条件下回流水解３小时，过滤，得到过滤后的固态物质，备用；
再按照如下重量比例配比：过滤后的固态物质50（含水量低于10%）、间甲基酚和乙二醇5、草酸性催化剂0.5；
工艺步骤：按配比将混合物加入到反应器中，搅拌混合均匀后在200℃温度下预热10分钟后，加入酸催化剂在此温度下反应240分钟，反应完毕进行洗涤、中和、过滤和干燥而得呈淡黄色-黄色-浅褐色至深褐色固体，即得到本发明的处理好的秸秆。
所述洗涤为用有机溶剂：甲醇；
所述中和是用氢氧化钠。
其中，优选地，煤粉的处理方法如下：将小块煤处理成煤粉；按质量比为煤粉:乳化煤焦油:水:水溶性粘合剂:润滑剂为50:28:5:2:３，将其加入捏合机中搅拌均匀，制成可塑性的煤泥；可塑性煤泥经过真空练泥机或挤出成型机处理，使煤泥混合均匀，然后在成型机中用60至100目的丝网过滤除去大颗粒物质；湿的蜂窝体干燥至水分低于2％；以惰性气体作为保护气，按升温速度3℃／分钟加热到800℃，并且在此温度下炭化2-３小时；然后按升温速度15℃／分钟升温到850℃，用水蒸气活化３小时，处理后得到煤粉。
上述对于示例性实施例进行说明，不应理解为对本发明进行限制。虽然已经公开了多个示例性实施例，本领域技术人员很容易理解示例性实施例中可能的多种变形，而没有从本质上偏离本发明的新颖教导和优点。因此，所有这些变形目的是包含在权利要求所定义的本发明的范围中。可以理解的是，前述是对多种示例性实施例的说明，并不是限制公开的特殊
实施例、公开实施例的变形以及其它示例性实施例，目的是包含于所附权利要求的范围中。
Claims (5)
1.电厂锅炉用生物质复合燃料，其特征在于，由以下物质按重量份数配比搅拌均匀后静置两到三个小时所得：45～55份秸秆，45～55份中低质低硫原煤粉，1份助燃剂，10份水；所述中低质低硫原煤粉按质量比：80%的粒径为3mm，20%的粒径为5mm。
2.根据权利要求1所述的电厂锅炉用生物质复合燃料，其特征在于，所述秸秆为草本秸秆，加工成长度为1～3cm的秸秆段。
3.根据权利要求1所述的电厂锅炉用生物质复合燃料，其特征在于，所述秸秆按质量比50%为草本秸秆，50%为木本秸秆，所述草本秸秆加工成长度为1～3cm的秸秆段，所述木本秸秆加工成粒径为2mm的秸秆粉。
4.根据权利要求1所述的型煤锅炉用生物质燃料，其特征在于，秸秆粉末使用本发明优选的方法处理。
5.根据权利要求1所述的型煤锅炉用生物质燃料，其特征在于，优选地，煤粉的处理方法如下：将小块煤处理成煤粉；按质量比为煤粉:乳化煤焦油:水:水溶性粘合剂：润滑剂为（30-50）:（25-28）:（5-30）:（2-5）:（2-３），将其加入捏合机中搅拌均匀，制成可塑性的煤泥；可塑性煤泥经过真空练泥机或挤出成型机处理，使煤泥混合均匀，然后在成型机中用60至100目的丝网过滤除去大颗粒物质；湿的蜂窝体干燥至水分低于2％；以惰性气体作为保护气，按升温速度３-5℃／分钟加热到600-800℃，并且在此温度下炭化2-３小时；然后按升温速度5-15℃／分钟升温到750-850℃，用水蒸气活化３-15小时，处理后得到煤粉。
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