CN110951514A

CN110951514A - 一种垃圾衍生燃料块添加剂的配方及制备方法

Info

Publication number: CN110951514A
Application number: CN201911009686.XA
Authority: CN
Inventors: 刘联仓; 曾江华
Original assignee: Shenzhen Haiyuan Energy Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Haiyuan Energy Technology Co ltd
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-04-03

Abstract

本发明公开了一种垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，包括将煤粉和高锰酸钾混合，再与棉绳纤维充分混合，制成引火棉绳；将煤粉与高锰酸钾混合，再与锯末充分混合，制成引火剂；将煤粉与硝酸钾混合，制成混合助燃剂；将黄土粉与石灰粉充分混合，加入三氧化二铝粉末，制成黄土粉混合物；将引火棉绳、引火剂、混合助燃剂和黄土粉混合物充分混合，获得垃圾衍生燃料块添加剂的步骤；以及一种垃圾衍生燃料块添加剂的配方。本发明具有热值稳定和燃烧迅速的优点，能够更好地解决垃圾焚烧效率低和污染物排放超标的问题。

Description

一种垃圾衍生燃料块添加剂的配方及制备方法

技术领域

本发明涉及一种燃料添加剂，尤其是涉及一种热值稳定和燃烧迅速的垃圾衍生燃料块添加剂的配方及制备方法。

背景技术

国内的生活垃圾由于前端分类不善，造成成分复杂，内部的高品质塑料，例如塑料瓶、PE塑料袋、易拉罐等，其中大部分都已经被拾荒者捡拾所剩无几，其余的塑料袋由于大量沾染各类厨余垃圾和液体等，加上品质较差，成分多样，并不适合进行回收利用(塑料再生造粒)。但是，如果用于直接焚烧，由于燃烧炉结构及工艺特性等原因，会产生大量的污染；由于塑料含水率较高，热值不稳定，杂质成分没有被有效清除等原因，造成燃烧过程的燃烧温度、物料组分、需氧量、气体产物变化较大难以控制，从而给尾气处理带来了较大的压力。经常造成尾气处理的排放超标(由于某些特定成分或者特殊成分的产生，超过尾气处理的系统的负荷，或超出尾气处理的净化范围)。

较为常用的是一种把废旧塑料进行粗破碎，然后强力挤压成型的块状燃料，由于废旧塑料的体积依然较大，内部较为密实不透气，燃烧过程中，燃烧的速度也是相对较慢，从外部的表层燃烧向内部进行热传导，层层剥离燃烧，效率较低。内部组织只有当外部燃烧融化后，才开始升温，燃烧，热量的释放过程较为缓慢，炉温难以短时间内提升。

还有是原生的混合塑料(没有经过任何加工的混合塑料)，由于体积较大、蓬松，内部包含水分和杂物，含水率较高，燃烧存在很多问题。塑料含水率较高，热值不稳定，杂质成分没有被有效清除等原因，造成燃烧过程的燃烧温度、物料组分、需氧量、气体产物变化较大难以控制，给尾气处理带来了较大的压力。

如上所述，现有的垃圾燃烧物料的特性与燃烧设备特点决定了：

1、燃料热值高，正常的自然燃烧，存在氧气供应不足，存在不完全燃烧，产生大量中间产物。过渡供氧，造成能耗增加，炉温损失较多；

2、水分多，不宜烘干，水分影响燃烧的问题提升，造成能量损失。尾气含水汽量大；

3、炉温难以稳定控制，纯塑料热值高，单少温度高，设备难以承受，气体组分复杂无法控制；

4、物料输送、存储，运输受混合塑料的各种形状、材质、杂质影响，存在诸多不便；

5、塑料初步受热易收缩，分解，存在气体污染；

6、含氯塑料燃烧易形成二噁英、氯化氢等物质，剧毒和污染，对设备腐蚀；

7、燃料块密实度不大，易掉渣和破碎。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，能够提高了垃圾焚烧效率。

本发明的技术解决方案是：

一种垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其中，包括：

步骤一，将煤粉和高锰酸钾混合，再与棉绳纤维充分混合，制成引火棉绳；

将煤粉与高锰酸钾混合，再与锯末充分混合，制成引火剂；

将煤粉与硝酸钾混合，制成混合助燃剂；

将黄土粉与石灰粉充分混合，加入三氧化二铝粉末，制成黄土粉混合物；

步骤二，将引火棉绳、引火剂、混合助燃剂和黄土粉混合物充分混合，获得垃圾衍生燃料块添加剂；

所述垃圾衍生燃料快添加剂用以与有生活垃圾物料混合物制成的基料混合制成垃圾衍生燃料块。

本发明还提出一种垃圾衍生燃料块添加剂的配方，其中，如上所述的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法中所述的添加剂的配方。

由以上说明得知，本发明确实具有如下的优点：

1、燃料热值高，由于双重高低温助燃剂的存在，可以实现高速的引燃和燃烧；

2、可以快速实现炸燃(并非真正意义上的爆炸)，从而形成更多小块燃烧团，快速与炉膛内氧气和高温接触，快速在高温下燃烧(同时还有自身的助燃剂，硝酸钾促进燃烧)；

3、氢氧化钙(石灰粉)可以固化因基料燃烧过程形成的S、cl等元素，形成盐类物质；

4、氧化铝(三氧化二铝)：可以抑制硫酸钙的分解，同时可以形成高热稳定的硫酸钙、氧化铝和氧化钙的复盐，起到对S的固化加强效果；

5、煤粉由于燃点低，可以快速引燃，起到引火的作用，从而降低了入炉燃烧的时间；

6、引火棉绳由于混合油煤粉和高锰酸钾颗粒，可以快速引燃内部的锯末和其它引火棉绳，形成链式反应，锯末相当于二次引信，在高锰酸钾的催化作用下，可以快速引燃基料，并形成燃烧。进一步引燃煤粉和硝酸钾的混合物，从而引燃基料，引起快速燃烧。

附图说明

图1为本发明的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

本发明的一种垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其较佳的实施例中，包括：

S101步骤一，调配添加剂：

将煤粉和高锰酸钾混合，再与棉绳纤维充分混合，制成引火棉绳；

将煤粉与高锰酸钾混合，再与锯末充分混合，制成引火剂；

将煤粉与硝酸钾混合，制成混合助燃剂；

S102步骤二，

将引火棉绳、引火剂、混合助燃剂和黄土粉混合物充分混合，获得垃圾衍生燃料块添加剂；

如上所述本发明的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其较佳的实施例中，所述垃圾衍生燃料块中所述基料含量为5％-70％，所述添加剂含量为35％-30％。

所述基料为多种物料的混合物，主要作用是通过燃烧提供热能，作为能源物质直接参与氧化还原反应，物料成分主要是生活垃圾当中的各种塑料膜、塑料袋、塑料制品及材质的物品；化纤纺织物等各类物品及碎屑；各类纸张及橡胶、皮革等制品及边角料。

如上所述的本发明的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其较佳的实施例中，在用本发明制成的垃圾衍生燃料块中，所包含的所述添加剂的组分比例为：

所述引火棉绳占0.25％-0.4％；

所述引火剂和混合助燃剂中的煤粉占3％-5％；

所述引火剂中的高锰酸钾占0.24％-0.32％；

所述硝酸钾占0.15％-0.2％；

所述黄土粉占10％-16％；

所述石灰粉占3％-5％；

所述锯末占3％-5％；

所述三氧化二铝占2％-3％；

所述引火棉绳直径为0.5毫米至2毫米之间；所述硝酸钾、黄土粉、石灰粉和煤粉的颗粒度为50目至100目之间。

通过上述比例调，使用本发明的添加剂配制成的垃圾衍生燃料块，能够有效地提高燃烧的效率，避免普通基料本身存在的各种不利于燃烧的缺陷，更高效率地得到燃烧能源，同时降低污染物排放。

如上所述的本发明的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，在上述组份比例的基础上，其较佳的实施例中，在用本发明制成的垃圾衍生燃料块中，所包含的所述添加剂的组分比例为：

所述引火棉绳占0.3％；

所述引火剂和混合助燃剂中的煤粉占3％-4％；

所述引火剂中的高锰酸钾占0.25％-0.3％；

所述硝酸钾占0.18％-0.2％；

所述黄土粉占12％-15％；

所述石灰粉占4％-5％；

所述锯末占3％-4％；

所述三氧化二铝占2％-2.5％。

本发明的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法中，本发明的添加剂能够有效改善燃烧效果，提高燃烧速度和效率和能源利用率，降低有害气体产生，固化有害元素形成固态盐类物质：

硝酸钾：

作为助燃剂，起到催化助燃作用，受热分解产生氧气，让各类高分子物质快速燃烧；分解温度670℃。

高锰酸钾：

按照与硝酸钾特定比例调配加入，起到催化作用和助燃作用，其分解可以产生氧气，氧气可以迅速与参与反应，从而起到加速燃烧的效果，分解温度240℃。

黄土粉：

也可以是黏土粉，主要作用是粘合剂，起到把基料粘合在一起的效果，从而在水分烘干后，形成一定的块状性状，并具有一定的机械强度和刚度。

锯末：

锯末主要作用是作为细骨料填充基料与其它添加剂缝隙的作用，起到整体结构加强的作用，可由有效改善物料的密实度。同时具有一定的热值。由于锯末是多空结构可以作为助燃剂(硝酸钾和高锰酸钾)、脱硫剂(氢氧化钙)的附着载体，使之分布更为均匀。

石灰粉：

以高纯度的氢氧化钙为主，主要作用是在高温燃烧过程当中与产生的硫、氯元素等化合物质发生反应，生成硫酸钙、氯化钙等盐类物质，从而被固化在炉渣当中，避免产生污染性的气体。由于基料中存在大量的PVC塑料，燃烧过程当中会产生大量的氯化物，进而有可能与H、O、C等元素形成二噁英类物质。

三氧化二铝：

抑制硫酸钙的分解，同时可以形成高热稳定的硫酸钙、氧化铝和氧化钙的复盐。

煤粉：

主要起到热值调节和着色的作用和引燃。

引火棉绳：

主要作为引火线，其上面和纤维绳内部附着和夹带有大量的高锰酸钾和碳粉颗粒，这些物质在收到高温(燃点温度)，可以快速剧烈燃烧(高锰酸钾催化碳粉距烈燃烧)，同时顺着引火棉绳向燃料块内部快速漫延，同时引燃内部的其它引火棉绳和物质(主要指碳粉、锯末、硝酸钾的混合物)，起到加速燃烧的效果。

由于把煤炭粉碎后做成粉末，与硝酸钾和高锰酸钾充分混合均匀，煤粉在初始低温状态下(本发明的垃圾衍生燃料块进入炉膛内，也存在一个吸热升温的过程，初始温度较低，高锰酸钾发生分解，提供氧气，煤粉开始燃烧)可以快速燃烧，煤粉燃烧后形成高温，使硝酸钾快速分解，从而引燃锯末，锯末的燃耗进一步租金包裹在其表面更多的硝酸钾分解，产生氧气，进而快速的使真个基料组织开始发生燃烧，由于内部硝酸钾分解产生氧气，不用等到外部基料燃烧剥离后才开始燃烧，所以整个燃烧过程快速高效，可以以过煤粉和锯末的快速燃烧，从而在高锰酸钾助燃的催化效果下，可以快速向燃料棒内部扩散，形成内部的燃烧。

另外，引火棉绳上附着有大量的高锰酸钾和煤粉颗粒，能起到很好的引燃效果(类似于快速引信)，内部高锰酸钾分解释放的氧气和煤粉和锯末燃烧产生的热量，可以形成燃料的快速炸燃，形成很多更小块的燃烧单元，从而接触炉膛内更多的氧气和高温，快速燃烧释放热量。硝酸钾则稍微比高锰酸钾晚一步分解，起到助燃作用，主要是炸燃之后，起到快速的助燃。

如上所述的本发明的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其较佳的实施例中，在S101步骤一中，将煤粉和高锰酸钾混合，混合比例为3:1至5:1之间，混合后其颗粒度大于100目，含水率小于或等于10％；再与棉绳纤维混合，制成引火棉绳。

煤粉和高锰酸钾按照质量比例3：1至5：1之间的比例，进行混合，用于制备引火棉绳，要求颗粒度大于100目。含水率不大于10％；把棉纤维与这些物质充分混合，让混合物的颗粒充分镶嵌到棉绳内部，和附着到棉绳的表面。此过程当中使用的高锰酸钾和煤粉的比例不同于添加剂中高锰酸钾和煤粉的比例，只是用来制作引火棉绳的少量调配的物料。

如上所述的本发明的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其较佳的实施例中，所述引火剂和混合助燃剂中的煤粉比例为1:4。

把煤粉分为4：1(全部煤粉)的两份，其中一份(25％总质量的那一份)与全部高锰酸钾充分混合，然后与锯末充分混合，让其充分附着在锯末表面或空隙中，得到引火剂。剩下的煤粉(75％总质量的那一份)与全部硝酸钾充分混合，得到混合助燃剂。

如上所述的本发明的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其较佳的实施例中，所述黄土粉与石灰粉混合后含水率调节为20％至25％之间。

如上所述的本发明的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其中，包括使用本发明的垃圾衍生燃料块添加剂与基料混合制成垃圾衍生燃料块时的烘干过程中，所述垃圾衍生燃料块温度低于80℃，烘干热气流温度低于120℃。

在基料和添加剂混合的过程中，需要注意：

1)、缓慢搅拌，避免太阳光线直接照射

2)、避免在高温区域(如锅炉、高温场所)作业；

3)、禁止一切火星及火源；

4)、空气适当加湿，防止灰尘溢散，粉尘爆炸；

5)、按照当日使用量进行配置，分批次配置，禁止一次性制备太多，存放。

6)、燃料块整体烘干温度不超过80摄氏度，进入的热气流不超过120摄氏度，防止引燃其中的引火物。

本发明提出了一种垃圾衍生燃料块添加剂的配方，其较佳的实施例中，其为如上所述的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法中所述的添加剂配方。本发明如前所述的垃圾衍生燃料块添加剂制备方法中，采用了多种组分混合制备了所述添加剂，而制成本发明的所述添加剂的材料和配比构成了本发明的垃圾衍生燃料块添加剂的配方。

采用本发明的添加剂所制成的垃圾衍生燃料块，燃料热值高，由于双重高低温助燃剂的存在，可以实现高速的引燃和燃烧；可以快速实现炸燃(并非真正意义上的爆炸)，从而形成更多小块燃烧团，快速与炉膛内氧气和高温接触，快速在高温下燃烧(同时还有自身的助燃剂，硝酸钾促进燃烧)；氢氧化钙(石灰粉)可以固化因基料燃烧过程形成的S、cl等元素，形成盐类物质；氧化铝(三氧化二铝)：可以抑制硫酸钙的分解，同时可以形成高热稳定的硫酸钙、氧化铝和氧化钙的复盐，起到对S的固化加强效果；煤粉由于燃点低，可以快速引燃，起到引火的作用，从而降低了入炉燃烧的时间；引火棉绳由于混合油煤粉和高锰酸钾颗粒，可以快速引燃内部的锯末和其它引火棉绳，形成链式反应，锯末相当于二次引信，在高锰酸钾的催化作用下，可以快速引燃基料，并形成燃烧。进一步引燃煤粉和硝酸钾的混合物，从而引燃基料，引起快速燃烧。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：

将煤粉与高锰酸钾混合，再与锯末充分混合，制成引火剂；

将煤粉与硝酸钾混合，制成混合助燃剂；

2.如权利要求1所述的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其特征在于，所述垃圾衍生燃料块中所述基料含量为5％-70％，所述添加剂含量为35％-30％。

3.如权利要求2所述的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其特征在于，在制成的所述垃圾衍生燃料块中，所包含的所述添加剂的组分比例为：

所述引火棉绳占0.25％-0.4％；

所述引火剂和混合助燃剂中的煤粉占3％-5％；

所述引火剂中的高锰酸钾占0.24％-0.32％；

所述硝酸钾占0.15％-0.2％；

所述黄土粉占10％-16％；

所述石灰粉占3％-5％；

所述锯末占3％-5％；

所述三氧化二铝占2％-3％；

4.如权利要求3所述的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其特征在于，在制成的所述垃圾衍生燃料块中，所包含的所述添加剂的的组分比例为：

所述引火棉绳占0.3％；

所述引火剂和混合助燃剂中的煤粉占3％-4％；

所述引火剂中的高锰酸钾占0.25％-0.3％；

所述硝酸钾占0.18％-0.2％；

所述黄土粉占12％-15％；

所述石灰粉占4％-5％；

所述锯末占3％-4％；

所述三氧化二铝占2％-2.5％。

5.如权利要求3或4所述的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其特征在于，步骤一中，将煤粉和高锰酸钾混合，混合比例为3:1至5:1之间，混合后其颗粒度大于100目，含水率小于或等于10％；再与棉绳纤维混合，制成引火棉绳。

6.如权利要求5所述的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其特征在于，所述引火剂和混合助燃剂中的煤粉比例为1:4。

7.如权利要求6所述的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其特征在于，所述黄土粉与石灰粉混合后含水率调节为20％至25％之间。

8.如权利要求7所述的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法，其特征在于，包括使用所述垃圾衍生燃料块添加剂与基料混合制成垃圾衍生燃料块时的烘干过程中，所述垃圾衍生燃料块温度低于80℃，烘干热气流温度低于120℃。

9.一种垃圾衍生燃料块添加剂的配方，其特征在于，权利要求1至8任意一项所述的垃圾衍生燃料块添加剂的制备方法中所述的添加剂的配方。