專利名稱：復(fù)合固體燃料的制造方法及其制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將煤炭粉末及植物類高分子有機物粉末的混合物壓縮成型為復(fù)合固體燃料的制造方法及其制造裝置。
背景技術(shù)：
以往的這類制造方法，是在含有1.0％重量(無水基)以上可燃性硫的100份重量的煤炭中，加入15～45％重量的纖維質(zhì)生物粉末原料與適量(如15～19％重量)熟石灰配合成混合物，高壓成型為煤球狀后，對成型造粒用重量比為石蠟∶A重油＝1∶9～5∶5范圍的溶液進(jìn)行表面處理制成成型燃料，該方法公開在日本專利文獻(xiàn)(特公平7-68530號)中。
用該方法制造的成型燃料具有與以往煤炭、廢木材成型燃料同樣優(yōu)良的燃燒特性，同時在原料混合成型時還不必加熱，并且還具有抗水性。另外，由于在煤粉中配有生物質(zhì)原料和熟石灰，使得硫氧化物大幅減低，從而即使含硫量高的煤炭也可以使用。
日本專利文獻(xiàn)(特開平11-123598號)中公開了一種制煤球機，該裝置在開口朝向一對旋轉(zhuǎn)軋輥的送料器內(nèi)設(shè)置可旋轉(zhuǎn)的螺旋送料器，在送料器下部沿軋輥軸向設(shè)置有可調(diào)整旋轉(zhuǎn)軋輥間煤粉的吃進(jìn)量的調(diào)節(jié)板。該煤球機的一對軋輥中的一只軸承由油壓裝置支撐，使得壓力超過規(guī)定值時，該只軋輥向后退。
上述結(jié)構(gòu)的煤球機中，由于在軋輥的壓縮區(qū)域(送料器下部)設(shè)置有調(diào)節(jié)板，這樣就可以在軋輥中間吃進(jìn)與煤球體積相一致的煤粉，防止了煤球承受多余的壓力，使其能在最合適的壓力下成型。
上述特公平7-68530號公報中所示成型燃料制造方法中，煤粉是與纖維質(zhì)生物粉末以及熟石灰同時混合。因此，煤粉與熟石灰相接觸，而且煤粉被熟石灰包覆。同時纖維質(zhì)生物粉末也與熟石灰接觸，而且纖維質(zhì)生物粉末被熟石灰包覆。其結(jié)果，作為脫硫劑粉末的熟石灰與煤粉的接觸率降低，熟石灰利用率不高的情況會出現(xiàn)。
再有，上述特開平11-123598號公報中所示煤球機存在這樣的問題，即當(dāng)調(diào)節(jié)板磨損或由于煤粉吃進(jìn)壓力的作用而使調(diào)節(jié)板變形時，如果這種變形明顯，則調(diào)節(jié)板不僅會妨礙煤球的成型，同時在更換調(diào)節(jié)板時不僅要取下送料器螺旋部件，而且送料器本身也不得不取下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1個目的在于提供一種能經(jīng)干式選煤法去除煤粉中大部分硫，并且能降低脫硫劑粉末添加量的復(fù)合固體燃料的制造方法及其制造裝置。
本發(fā)明的第2個目的在于提供一種使植物類高分子有機物粉末不與脫硫劑粉末接觸并且植物類高分子有機物粉末不被脫硫劑粉末包覆，從而能有效利用脫硫劑粉末的復(fù)合固體燃料的制造方法及其制造裝置。
本發(fā)明的第3個目的在于提供一種能以植物類纖維等類工業(yè)廢棄物(如瓦楞板紙或建筑廢料等)作為煤粉的粘合材料有效利用的復(fù)合固體燃料的制造方法及其制造裝置。
本發(fā)明的第4個目的在于提供一種即使減壓螺旋件磨損也不會妨礙復(fù)合固體燃料的成型，而且在更換減壓螺旋件時可提高工作效率的復(fù)合固體燃料的制造裝置。
本發(fā)明的第5個目的在于提供一種使螺旋送料器對第2混合物產(chǎn)生的推擠壓力總保持在最適當(dāng)值，從而能連續(xù)制造高質(zhì)量復(fù)合固體燃料的復(fù)合固體燃料的制造裝置。
本發(fā)明的第6個目的在于提供一種使第1或第2混合物中所含空氣能迅速從成型用漏斗中排出，而且該排出的空氣中所含的第2混合物可以收集返送回第2混合機內(nèi)的復(fù)合固體燃料制造裝置。
按照技術(shù)方案1中記載的本發(fā)明的一種復(fù)合固體燃料的制造方法，如圖1及圖2所示，包括將含水率為2～15％重量的煤粉12中所含硫通過干式選煤的電介質(zhì)分離法分離去除的工序；在上述煤粉12中混合相當(dāng)于該煤粉12所含可燃性硫的1～2重量當(dāng)量的脫硫劑粉末，以調(diào)制成第1混合物的工序；在上述第1混合物中混合5～45％重量的發(fā)熱量在3000千卡/千克以上、含水率為2～20％重量的植物類高分子有機物粉末16，以調(diào)制成第2混合物32的工序；將上述第2混合物32以規(guī)定壓力壓縮成型，制造復(fù)合固體燃料11的工序。
該技術(shù)方案1記載的復(fù)合固體燃料的制造方法中，通過不用水的干式選煤的電介質(zhì)分離法，即令干燥過的煤粉12在高電壓及微弱電流形成的電場中通過，從而使煤粉12中所含硫的大部及灰分分離去除。在該分離去除大部分硫及灰分的煤粉12a中加入脫硫劑粉末14并混合后，再加入纖維質(zhì)的植物類高分子有機物粉末16混合。這樣，第一，煤粉12a優(yōu)先與脫硫劑粉末14接觸并且煤粉12a優(yōu)先被脫硫劑粉末14包覆。第二，植物類高分子有機物粉末16幾乎不與脫硫劑粉末14接觸并且植物類高分子有機物粉末16幾乎不被脫硫劑粉末14包覆。其結(jié)果，脫硫劑粉末14的添加量可以減低，脫硫劑粉末14可以有效利用。再有，由于煤粉12a優(yōu)先與脫硫劑粉末14接觸并且煤粉12a優(yōu)先被脫硫劑粉末14包覆，復(fù)合固體燃料11燃燒過程中煤粉12a中殘存的硫與脫硫劑粉末14反應(yīng)，從而使得硫就成為石膏等殘存在灰燼中，因此SOx的發(fā)生量減低。
另外，脫硫劑粉末14的混合量中提及的“1重量當(dāng)量”是指對應(yīng)于煤粉中所含1份重量的可燃性硫，燃燒時能使該硫固定化反應(yīng)所需脫硫劑粉末的理論必要量值，實際中所需的脫硫劑粉末的混合量需要1重量當(dāng)量以上。
技術(shù)方案2中記載的本發(fā)明的復(fù)合固體燃料的制造方法是如技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，植物類高分子有機物粉末是選自農(nóng)林產(chǎn)業(yè)廢棄物、未利用植物以及植物性纖維中的1種或1種以上粉碎成平均粒徑1～5mm的粉末。
按照該技術(shù)方案2中記載的復(fù)合固體燃料的制造方法，農(nóng)林產(chǎn)業(yè)廢棄物、未利用植物或是植物性纖維類工業(yè)廢棄物(瓦楞板紙或建筑廢料等廢品)等可以作為煤粉的粘合材料有效利用。
技術(shù)方案3中記載的本發(fā)明的一種復(fù)合固體燃料的制造裝置，如圖1、圖2及圖3所示，具有通過干式選煤的電介質(zhì)分離法分離去除含水率為2～15％重量的煤粉12中所含的硫的干式選煤裝置13；在煤粉12中混合相當(dāng)于該煤粉12所含可燃性硫的1～2重量當(dāng)量的脫硫劑粉末14，以調(diào)制成第1混合物的第1混合機21；在第1混合物中混合5～45％重量的發(fā)熱量在3000千卡/千克以上、含水率為2～20％重量的植物類高分子有機物粉末16，以調(diào)制成第2混合物32的第2混合機22；貯留第2混合物32的成型用漏斗17；能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在成型用漏斗17內(nèi)，將成型用漏斗17內(nèi)的第2混合物32向成型用漏斗17下方壓送的螺旋送料器18；設(shè)置在成型用漏斗(17)下方，其外周面形成和排列有多數(shù)個凹23b、24b且其外周面在相互壓接狀態(tài)下相互逆向地旋轉(zhuǎn)，將螺旋送料器18壓送的第2混合物32壓縮成型的一對軋輥23、24。
該技術(shù)方案3記載的復(fù)合固體燃料的制造裝置中，使用不用水的干式選煤裝置13，令干燥過的煤粉12在高電壓及微弱電流形成的電場中通過，從而使煤粉12中所含的硫的大部及灰分分離去除。在該分離去除了大部分硫及灰分的煤粉12a中通過第1混合機21加入脫硫劑粉末14并混合后，再在這第1混合物中通過第2混合機22加入纖維質(zhì)的植物類高分子有機物粉末16并混合。這樣，第一，煤粉12a優(yōu)先與脫硫劑粉末14接觸并且煤粉12a優(yōu)先被脫硫劑粉末14包覆。第二，植物類高分子有機物粉末16幾乎不與脫硫劑粉末14接觸并且植物類高分子有機物粉末16幾乎不被脫硫劑粉末14包覆。其結(jié)果，在脫硫劑粉末14的添加量減低的同時，脫硫劑粉末14可以有效利用。
技術(shù)方案4中記載的本發(fā)明的復(fù)合固體燃料的制造裝置是如技術(shù)方案3所述的裝置，如圖2和圖3進(jìn)一步所示，其特征在于，螺旋送料器18的前端朝向一對軋輥23、24壓接部處設(shè)置有減壓螺旋件52，該減壓螺旋件52的葉片52a的扭轉(zhuǎn)方向與螺旋送料器18的葉片18a的扭轉(zhuǎn)方向設(shè)置成相反。
該技術(shù)方案4中記載的本發(fā)明的復(fù)合固體燃料制造裝置中，當(dāng)成型用漏斗17內(nèi)的螺旋送料器18旋轉(zhuǎn)將第2混合物32擠壓向一對軋輥23、24之間時，減壓螺旋件52作用于螺旋送料器18正下方的第2混合物32，使第2混合物32承受的擠壓力分散均勻，因此能連續(xù)制造密度均勻的高質(zhì)量復(fù)合固體燃料11。另外，即使減壓螺旋件52磨損，該減壓螺旋件52也不會對復(fù)合固體燃料11的成型帶來障礙。再有，需要更換減壓螺旋件52時，由于只要單獨取下該減壓螺旋件52進(jìn)行更換即可，因此能提高更換部件的工作效率。
技術(shù)方案5中記載的本發(fā)明的復(fù)合固體燃料的制造裝置是如技術(shù)方案3或4所述的制造裝置，如圖2和圖3進(jìn)一步所示，其特征在于，螺旋送料器18由送料用電動機51驅(qū)動，支承一對軋輥23、24的一對旋轉(zhuǎn)軸23a、24a中一方的旋轉(zhuǎn)軸23a由液壓缸按規(guī)定的壓力壓向另一方旋轉(zhuǎn)軸24a；一對旋轉(zhuǎn)軸23a、24a的軸間距離由距離傳感器監(jiān)測；控制器基于該距離傳感器的檢測結(jié)果輸出來控制送料用電動機51的轉(zhuǎn)速。
該技術(shù)方案5中記載的本發(fā)明的復(fù)合固體燃料的制造裝置中，距離傳感器監(jiān)測一對旋轉(zhuǎn)軸23a、24a的軸間距離，控制器根據(jù)該距離傳感器的檢測結(jié)果輸出控制送料用電動機51的轉(zhuǎn)速，即控制螺旋送料器18的旋轉(zhuǎn)速度，因此能使螺旋送料器18對第2混合物32的擠壓力經(jīng)常保持在最合適值。
技術(shù)方案6中記載的本發(fā)明的復(fù)合固體燃料的制造裝置是如技術(shù)方案3至5中任一項所述的制造裝置，如圖2進(jìn)一步所示，其特征在于，第2混合機22內(nèi)的第2混合物32由傳送機傳送、貯留在成型用漏斗17內(nèi)；一端連接在成型用漏斗17上的排氣管53的另一端經(jīng)過集塵機56向大氣開放，由集塵機56收集到的第2混合物32被送返第2混合機22。
該技術(shù)方案6記載的復(fù)合固體燃料的制造裝置中，成型用漏斗17中的第2混合物32中所含大部分空氣經(jīng)排氣管53，再經(jīng)集塵機56收集該空氣所含的第2混合物32后，排放到大氣中。另外，由于集塵機56收集到的第2混合物32被送回第2混合機22，因此可以防止第2混合物32的材料利用率的降低。
技術(shù)方案7中記載的本發(fā)明的復(fù)合固體燃料是按技術(shù)方案1或2的復(fù)合固體燃料的制造方法制造的復(fù)合固體燃料。技術(shù)方案8中記載的本發(fā)明的復(fù)合固體燃料是用技術(shù)方案3至6中任一項所述的裝置制造的復(fù)合固體燃料。
該技術(shù)方案7或8中記載的復(fù)合固體燃料一旦燃燒，該復(fù)合固體燃料的煤粉中殘存的硫與脫硫劑粉末反應(yīng)，硫就成為石膏等殘留在灰中，從而可以降低SOx的產(chǎn)生。
附圖簡述圖1是關(guān)于本發(fā)明具體實施方案的復(fù)合固體燃料制造裝置的示意圖。其中符號11是復(fù)合固體燃料，12是煤炭粉末，13是干式選煤裝置，14是脫硫劑粉末，16是植物類高分子有機物粉末，17是成型用漏斗，21是第1混合機，22是第2混合機，23、24是一對軋輥，23a、24a是一對旋轉(zhuǎn)軸，32是第2混合物，51是送料用電動機，53是排氣管，56是集塵機。
圖2是圖1中A部的擴大剖視圖。
圖3是圖2的B-B線剖視圖。
圖4是該復(fù)合固體燃料制造方法的整體工序方框圖。
圖5是該復(fù)合固體燃料制造方法中的煤炭原料處理、貯留工序方框圖。
圖6是該復(fù)合固體燃料制造方法中植物類高分子有機物的處理、貯留工序方框圖。
圖7是該復(fù)合固體燃料制造方法中混合、成型工序及集塵、回收工序方框圖。
具體實施方案下面結(jié)合


本發(fā)明的具體實施方案。
如圖1～圖3所示的復(fù)合固體燃料11的制造裝置包括，通過電介質(zhì)分離法分離去除煤粉12中所含硫等雜質(zhì)的干式選煤裝置13；在分離去除大部分硫等雜質(zhì)的煤粉12a(如后述含有規(guī)定比例以上炭質(zhì)的煤粉)中混合脫硫劑粉末14并調(diào)制成第1混合物的第1混合機21；在第1混合物中混合植物類高分子有機物粉末16并調(diào)制成第2混合物32的第2混合機22；貯留第2混合物32的成型用漏斗17；可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于成型用漏斗17內(nèi)的螺旋送料器18；配置于成型用漏斗17下方的一對軋輥23、24。上述煤粉12是由炭成分(可燃成分)和雜質(zhì)(磁性體、灰分、硫、廢石及黃鐵礦等)混在一起的煤炭原料，依次經(jīng)由磁性體去除裝置28、干燥裝置26、粉碎裝置27以及篩子29后制造出的(圖1)。該煤粉12的含水率為2～15％重量，優(yōu)選為3～7％重量。煤粉12的含水率之所以限定在2～15％重量，是因為如果不到2％重量就會加大干燥所需成本，同時由于煤粉易飛散開而導(dǎo)致材料利用率降低。如果超過15％重量就會由于水分過多而導(dǎo)致煤粉附著在裝置上同時會導(dǎo)致成型后的燃料強度降低。
在這一具體實施方案中，上述煤粉12中含有規(guī)定比例以上炭成分的煤粉12a(含有較多炭成分的粉末)帶正電或不帶電，而所含炭成分不到規(guī)定比例的煤粉12b(含有較多灰分、硫、廢石、黃鐵礦等雜質(zhì)的粉末)則帶有負(fù)電。通過上述篩子29將煤粉12篩分成粒徑在2.0～0.1mm范圍內(nèi)和粒徑在0.1mm以下范圍的兩個部分。這里之所以要將煤粉12的粒徑下限值限定在0.1mm，是為了防止粉塵爆炸(煤粉粉塵引起的爆炸)，而煤粉12的粒徑上限值限定在2.0mm，是因為該粒徑是使煤粉能作為復(fù)合固體燃料11固體化的最大粒徑。另外，如果大于該粒徑，煤炭原料的顆粒中會含有數(shù)種礦物質(zhì)，這樣就會因帶電而降低選煤性能。再有，如果能通過篩選將煤粉12分別更細(xì)地分為2.000～1.000mm、1.000～0.500mm、0.500～0.250mm、0.250～0.125mm及不到0.125mm的粒徑范圍，則效果更好。
干式選煤裝置13包括，用于貯留上述篩子29分級選定的規(guī)定粒徑范圍內(nèi)的煤粉12的選煤漏斗33；用于傳送該選煤漏斗供給的煤粉12的選煤送料器34；用于分離經(jīng)選煤送料器34傳送的煤粉12并通過電介質(zhì)分離法分離出所含炭質(zhì)在規(guī)定比例以上的煤粉12a和所含炭質(zhì)在規(guī)定比例以下的煤粉12b的靜電選煤器36(圖1)。選煤漏斗33的圓錐部外周面設(shè)置加熱器37，選煤漏斗33細(xì)徑部外周面設(shè)置用于接受由高壓脈沖發(fā)生裝置(圖中未示出)產(chǎn)生的高壓脈沖的帶電促進(jìn)部件38。加熱器37的設(shè)置是為了通過對選煤漏斗33內(nèi)的煤粉12的加熱，使煤粉12中極化的煤粉12出現(xiàn)熱電效應(yīng)(極化的煤粉12的極化大時，在抵消這種極化的方向上上述極化的煤粉12表面電荷增高的現(xiàn)象)，由此使上述極化煤粉容易帶電。另外，帶電促進(jìn)部件38的設(shè)置是為了接受高壓脈沖發(fā)生裝置產(chǎn)生的高壓脈沖，向選煤漏斗33內(nèi)的煤粉12輻射電子或從煤粉12奪取電子，從而促進(jìn)能夠帶電的煤粉帶電。再有，該實施方案中選煤送料器34是震動型送料器。
靜電選煤器36由能旋轉(zhuǎn)的鼓形第1電極41和針狀或線狀第2電極42構(gòu)成，第1電極41以其外周面接受由選煤送料器34傳送過來的煤粉12，而第2電極42設(shè)置在與第1電極41的外周面相距規(guī)定距離的位置處(圖1)。第1電極41是由SUS304、SS400等型號鋼材制成，同時接地。第2電極42是由SUS304、樹脂等材料制成，同時連接在直流電源43的正極。第2電極42上通過直流電源施加+8～+20kv范圍的高電壓。另外，第1電極41因設(shè)置成接近作為正電極的第2電極42，所以第1電極41成為電子聚集的負(fù)電極。
針狀第2電極42是由圖中未示出的多根短金屬絲構(gòu)成，這些金屬絲用SUS304鋼材制成，其基端固定在樹脂基板上且頂端朝向第1電極41的外周面，該構(gòu)成適用于粒徑在0.1～0.5mm范圍的煤粉的選煤工藝。另外，線狀的第2電極42是由圖中未示出的數(shù)根SUS304鋼制金屬線構(gòu)成，這些金屬線在沿第1電極41的圓周方向按規(guī)定間隔延伸的一對SUS304鋼制框架之間等間隔地架設(shè)，該構(gòu)成適用于粒徑在0.5-2.0mm范圍的煤粉的選煤工藝。因而，上述按粒徑范圍分級的針狀第2電極和線狀第2電極合并使用較為理想。第1電極41的下方設(shè)置有炭成分用料桶44，而在第1電極41下方外側(cè)的炭成分用料桶44的旁邊設(shè)置有雜質(zhì)用料桶46。再有，圖1的符號47是使煤炭原料從第1電極41外周面脫離用刷子。
脫硫劑粉末14，是選用平均粒徑為0.01～0.2mm、優(yōu)選為0.02～0.1mm的熟石灰(Ca(OH)2)、生石灰(CaO)及碳酸鈣(CaCO3)中的一種或一種以上的粉末制成。這3種脫硫劑粉末中，純度高的任何單獨一種價格都高，所以一般使用上述3種脫硫劑粉末的混合物。作為制造復(fù)合固體燃料11用的脫硫劑粉末，上述3種脫硫劑粉末的混合物的使用因有以下3個特征，只要以適當(dāng)混合比例使用就不會有任何問題。
1.熟石灰與無機硫(特別是黃鐵礦)能有效反應(yīng)，因此在用于制造復(fù)合固體燃料11的上述3種脫硫劑粉末中脫硫效果最佳。
2.生石灰由于容易和煤炭附著的水分發(fā)生水合反應(yīng)，能減少煤炭的含水，因此可以提高效果。
3.碳酸鈣與有機硫的反應(yīng)性良好。
至于上述脫硫劑粉末14的添加比例，相對于煤粉中所含的可燃性硫，應(yīng)為燃燒時能使該硫在灰燼中發(fā)生固化反應(yīng)所需的理論必要量以上，即應(yīng)為1～2重量當(dāng)量，優(yōu)選為1.2～1.5重量當(dāng)量。另外，作為植物類高分子有機物粉末16，選用發(fā)熱量3000千卡/千克以上、優(yōu)選4000～4500千卡/千克的且含水率2～20％重量、優(yōu)選5～10％重量的工業(yè)廢棄物(選自農(nóng)林業(yè)廢棄物、未利用植物及植物性纖維中的一種或一種以上的工業(yè)廢棄物)。例如不僅可使用經(jīng)過干燥、粉碎的植物(鋸末、樹皮等木質(zhì)廢料、甘蔗渣、甜菜漿、稻谷殼、稻秸、棉籽油渣等)粉末，還可使用經(jīng)過干燥粉碎的瓦楞板紙、建筑廢料等的粉末。該植物類高分子有機物粉末16的添加比例是相當(dāng)于第2混合物32的5～45％重量，優(yōu)選10～25％重量，其平均粒徑為0.2～5mm，優(yōu)選1～3mm。
再有，脫硫劑粉末14的平均粒徑之所以限定在0.01～0.2mm范圍，是因為如不到0.01mm時粉末容易飛散，而超過0.2mm時會導(dǎo)致復(fù)合固體燃料成型不良或脫硫率下降。脫硫劑粉末14的添加量之所以限定在相當(dāng)于煤粉12中所含可燃性硫的1～2重量當(dāng)量范圍，是因為如不到1重量當(dāng)量會引起脫硫及硫固化反應(yīng)不充分，而超過2重量當(dāng)量時燃料中灰分增加同時成本增大。
植物類高分子有機物粉末16的發(fā)熱量之所以要限定在3000千卡/千克以上，是因為如不到3000千卡/千克其自身難以繼續(xù)燃燒，就不能有效作為助燃材料。另外，植物類高分子有機物粉末16的含水率之所以限定在2～20％重量，是因為如不到2％重量，用于干燥的費用加大，而如超過20％重量會由于水分過多而致使低發(fā)熱值降低，同時成型后的強度也會不夠。植物類高分子有機物粉末16的添加量之所以限定在5～45％重量的范圍，是因為如不到5％重量成型后的強度不夠，同時未燃成分會過多。如超過45％重量，成型后的強度不夠，同時產(chǎn)生成型不良的情況。再有，植物類高分子有機物粉末16的平均粒徑之所以要限定在1～5mm范圍，是因為如不到1mm會增大設(shè)備費用，同時成型后的強度不夠。如超過5mm，成型后的強度不夠。
另一方面，螺旋送料器18由送料用電動機51(圖1)驅(qū)動，將成型用漏斗17內(nèi)的第2混合物32向成型用漏斗17的下方壓送(圖2及圖3)。一對軋輥23、24由一對旋轉(zhuǎn)軸23a、24a分別支承。其中一方的旋轉(zhuǎn)軸23a是支承一方軋輥23能旋轉(zhuǎn)的從動軸，同時通過油壓缸(圖中未示)以規(guī)定壓力壓接向另一方的旋轉(zhuǎn)軸24a。另一方的旋轉(zhuǎn)軸24a是通過軸承(圖中未示)能旋轉(zhuǎn)支承并由軋輥用電動機(圖中未示)驅(qū)動的驅(qū)動軸，另一方的軋輥24固定在另一方的旋轉(zhuǎn)軸24a上。
上述一對軋輥23、24的外周面分別形成和排列有多個凹部23b、24b，這一對軋輥23、24外周面在相互壓接狀態(tài)下逆向地旋轉(zhuǎn)，從而將螺旋送料器18壓送的第2混合物32壓縮成型。另外，螺旋送料器18的前端(下端)設(shè)置有朝向一對軋輥23、24壓接部的減壓螺旋件52。該減壓螺旋件52的葉片52a的扭轉(zhuǎn)方向設(shè)置成與螺旋送料器18的葉片18a的扭轉(zhuǎn)方向相反。再有，一對旋轉(zhuǎn)軸23a、24a的軸間距離由距離傳感器(圖中未示)監(jiān)測。該距離傳感器的檢測結(jié)果輸出連接在控制器(圖中未示)的控制輸入上，控制器的控制輸出連接在送料用電動機51上。
回到圖1，第1混合物由傳送機(圖中未示)從第1混合機21傳送到第2混合機22，第2混合物32由傳送機(圖中未示)從第2混合機22傳送到成型用漏斗17。這里，在第1及第2混合機21、22中或從混合機向傳送機移送時，或是從傳送機向混合機移送時，必定有空氣混入第1及第2混合物中。在成型用漏斗17上端連接有排氣管53的一端，該排氣管53的另一端連接在排氣用鼓風(fēng)機54的吸入口，鼓風(fēng)機54的排出口向大氣開放。另外，排氣管53上設(shè)置有集塵機56，集塵機56收集到的第2混合物32經(jīng)第1傳送路徑61由第1傳送機71送返第2混合機22。
在一對軋輥23、24的下方設(shè)置有皮帶傳送機57的一端，皮帶傳送機57的另一端設(shè)置有其開口由網(wǎng)58a覆蓋的箱狀粉末分離器58。該網(wǎng)58a的網(wǎng)眼設(shè)置成小于固體燃料11的直徑。粉末分離器58中貯存的第2混合物32經(jīng)第2傳送路徑62由第2傳送機72送返第2混合機22。圖1的符號63及64是收集漂浮的第2混合物32的吸塵罩，該吸塵罩63、64連接在排氣管53上。另外，圖1的符號55是用于調(diào)節(jié)流經(jīng)排氣管53的空氣流量的調(diào)節(jié)風(fēng)門。再有，圖1的符號81及82是在細(xì)小的第2混合物中混合粘合劑(廢糖蜜等)以制造粒徑約1mm造粒的預(yù)備造粒裝置。
下面根據(jù)圖1～圖7說明用上述結(jié)構(gòu)的裝置制造復(fù)合固體燃料11的方法。
如圖4所示，在煤炭原料處理、貯留工序中處理、貯留的煤粉、脫硫劑貯留工序中貯留的脫硫劑粉末、植物類高分子有機物的處理、貯留工序中處理貯留的植物類高分子有機物粉末和集塵、回收工序中收集的煤粉一并供給混合、成型工序，在該混合、成型工序中，將上述煤炭原料、脫硫劑粉末及植物類高分子有機物粉末混合成型，制成復(fù)合固體燃料(成品)。
具體過程首先如圖1～圖5所示，用磁性體去除裝置28除去混有炭成分和雜質(zhì)的煤炭原料中的磁性體，然后用干燥裝置26干燥，用粉碎裝置27粉碎，再用篩子29將其分級篩選為粒徑在2.0～0.1mm范圍的煤粉12和粒徑在0.1mm以下的煤粉12。接著，將粒徑在2.0～0.1mm范圍的煤粉12供給選煤用漏斗33。這時，煤粉12間相互摩擦，使容易帶電的煤粉12按各自的極性分別帶有正電或負(fù)電。另外，粒徑在0.1mm以下的煤粉12由預(yù)備造粒裝置81制成粒徑約1mm的造粒后供給第2混合機22。
在供給到第1電極41外周面的煤粉12中帶正電的煤粉12a(含規(guī)定比例以上炭成分粉末)，受第1電極41的庫侖力作用附著在第1電極41(負(fù)極)的外周面上并向第1電極41的下端移動，由刷子47將其從第1電極41的外周面剝離，收容在炭成分用料桶44中。另外，在供給到第1電極41外周面的煤粉12中不帶電的煤粉12a(含規(guī)定比例以上炭成分粉末)，在到達(dá)第1電極41外周面的側(cè)面時，受自重作用脫離第1電極41的外周面，收容在炭成分用料桶44中。再有，在供給到第1電極41外周面煤粉12中帶負(fù)電的煤粉12b(所含炭成分不到規(guī)定比例的粉末)，受第2電極42的庫侖力作用飛出到第1電極41外周面規(guī)定距離范圍處，由雜質(zhì)用料桶46收容。這里，在被篩子29分級出的煤粉12中可燃性硫的含有率為5～6％重量，與此相對照，炭成分用料桶44收容的煤粉12a的硫含有率僅為1～2％重量這樣少，煤粉12中的大部分硫作為灰分由前述干式選煤裝置13去除。
一方面，如圖6所示，植物類高分子有機物16(選自農(nóng)林業(yè)廢棄物、未利用植物及植物性纖維中的1或2種以上工業(yè)廢棄物)中的磁性體被磁性體去除裝置16a去除后，由干燥裝置16b干燥、并被粉碎裝置16c粉碎后貯留在有機物用漏斗16d中。
下面如圖1及圖7所示，上述炭成分用料桶44中收容的煤粉12a與脫硫劑粉末14一同提供給第1混合機21調(diào)制成第1混合物后，該第1混合物與上述植物類高分子有機物粉末16一同提供給第2混合機22調(diào)制成第2混合物32。因此，第一，煤粉12a與脫硫劑粉末14優(yōu)先接觸且煤粉12a優(yōu)先被脫硫劑粉末14包覆。第二，植物類高分子有機物粉末16幾乎不與脫硫劑粉末14接觸且植物類高分子有機物粉末16幾乎不被脫硫劑粉末14包覆。其結(jié)果，脫硫劑粉末14的添加量可以降低，同時脫硫劑粉末14可以有效利用，燃料的質(zhì)量也得到提高。另外，作為植物類高分子有機物粉末16，由于是選自農(nóng)林業(yè)廢棄物、未利用植物及植物性纖維中的一種或一種以上的產(chǎn)業(yè)廢棄物(不限于植物，還包括瓦楞板紙或建筑廢料等廢物)干燥、粉碎成粉末后使用，這些粉末可作為煤粉12a的粘合材料有效利用。
上述第2混合物32供給到成型用漏斗17中后，第2混合物32由螺旋送料器18擠壓進(jìn)一對軋輥23、24間(圖2及圖3)。這時因減壓螺旋件52將作用于螺旋送料器18正下方的第2混合物32上的擠壓力分散均勻，因此能制出密度均勻的高質(zhì)量固體復(fù)合燃料11。這時，成型用漏斗17內(nèi)的第2混合物32中所含的空氣經(jīng)排氣管53并經(jīng)集塵機56將該空氣中所含第2混合物收集后，向大氣排出(圖1及圖7)。其結(jié)果，因第2混合物32中所含的大部分空氣可以立即從成型用漏斗17內(nèi)排出，因此該空氣對成型用漏斗17內(nèi)由螺旋送料器擠壓第2混合物32的工序所產(chǎn)生的干擾就不復(fù)存在。
一方面，在傳送復(fù)合固體燃料11的皮帶傳送器57上，在復(fù)合固體燃料11落下的同時，粉末狀第2混合物32也隨之落下，皮帶傳送器57近旁漂浮的粉末狀第2混合物32由集塵罩63經(jīng)第3返回管73被集塵機56收集(圖1)。另外，皮帶傳送器57上的復(fù)合固體燃料11及粉末狀第2混合物32傳送給粉末分離器58，由該粉末分離器58將粉末狀第2混合物32從復(fù)合固體燃料11分離后，將其再經(jīng)第2傳送機72通過第2傳送路徑62送返第2混合機22。進(jìn)而，復(fù)合固體燃料11從粉末分離器58排出后，附著在該復(fù)合固體燃料11上的粉末狀第2混合物32會游離漂浮，但經(jīng)集塵罩64從第4返回管74又被集塵機56收集。上述集塵機56收集到的第2混合物32由第1傳送機71經(jīng)第1傳送路徑61并由預(yù)備造粒裝置82制成粒徑約1mm的顆粒后送返第2混合機22。其結(jié)果，防止了第2混合物32材料利用率的降低。
還有，由螺旋送料器18的旋轉(zhuǎn)對壓入一對軋輥23、24之間的第2混合物32產(chǎn)生的擠壓力會隨著其含水量和粒徑的不同而有微妙變化(圖2及圖3)。即，成型用漏斗17內(nèi)的第2混合物32上的擠壓力如果變化，則送料用電動機51(圖1)的負(fù)荷就相應(yīng)變化，同時支承一對軋輥23、24的一對旋轉(zhuǎn)軸23a、24a的軸間距離也隨之變化(圖1～圖3)?？刂破鞲鶕?jù)檢測該軸間距離的距離傳感器的檢測結(jié)果輸出來控制送料用電動機51的轉(zhuǎn)速。具體地說，當(dāng)對第2混合物32的擠壓力增大、上述軸間距離加大時，控制器就調(diào)低送料用電動機51的轉(zhuǎn)速，從而減低該擠壓力。當(dāng)對第2混合物32的擠壓力減低、上述軸間距離變小時，控制器就調(diào)高送料用電動機51的轉(zhuǎn)速，從而增大擠壓力。其結(jié)果，能夠使螺旋送料器18(圖2及圖3)對第2混合物32的擠壓力經(jīng)常保持在最適當(dāng)值，因而可以連續(xù)制造高質(zhì)量的復(fù)合固體燃料11。
再有，即使由于長期使用而導(dǎo)致減壓螺旋件52磨損，該減壓螺旋件52也不會構(gòu)成對復(fù)合固體燃料11成型的障礙。另外，在更換減壓螺旋件52時，由于只需取出該減壓螺旋件52本身，所以提高了更換工作的效率這樣制出的復(fù)合固體燃料11在燃燒時，該復(fù)合固體燃料11的煤粉中殘存的硫與脫硫劑粉末反應(yīng)，使硫變?yōu)榛覡a中的石膏等成分殘存，因此能有效降低SOx的產(chǎn)生。
如上所述，按照本發(fā)明，干燥后的煤粉中所含的硫通過干式選煤的電介質(zhì)分離法分離去除，再在該煤粉中混合脫硫劑粉末調(diào)制成第1混合物后，在該第1混合物中混合發(fā)熱量為3000千卡/千克以上的植物類高分子有機物粉末以調(diào)制成第2混合物，進(jìn)而將該第2混合物以規(guī)定壓力壓縮成型，制成復(fù)合固體燃料，因此以不用水的干式選煤的電介質(zhì)分離法，即可將煤粉中所含的大部分硫分離去除。這樣，第一，煤粉與脫硫劑粉末優(yōu)先接觸且煤粉優(yōu)先被脫硫劑粉末包覆。第二，植物類高分子有機物粉末幾乎不與脫硫劑粉末接觸且植物類高分子有機物粉末幾乎不被脫硫劑粉末包覆。其結(jié)果，與以往固體成型燃料的制造方法中要添加多達(dá)15～19％重量的熟石灰(脫硫劑粉末)相比，本發(fā)明中只要添加少至3～6％重量的脫硫劑粉末就能滿足要求，因此在能降低脫硫劑粉末添加量的同時，還能有效利用脫硫劑粉末以及提高固體成型燃料的質(zhì)量。
另外，作為植物類高分子有機物粉末，可選自農(nóng)林產(chǎn)業(yè)廢棄物、未利用植物及植物性纖維中的一種或一種以上工業(yè)廢棄物粉碎后的粉末，但不限于植物，瓦楞板紙、建筑廢料等廢物也能作為煤粉的粘合材料有效利用。
干燥后的煤粉中所含的硫通過干式選煤裝置分離去除，再在第1混合機中向該煤粉中混合進(jìn)脫硫劑粉末，調(diào)制成第1混合物，在第2混合機上向該第1混合物中混合發(fā)熱量為3000千卡/千克以上的植物類高分子有機物粉末調(diào)制成第2混合物，進(jìn)而通過螺旋送料器將該第2混合物壓送進(jìn)一對軋輥之間并由這對軋輥壓縮成型，制成復(fù)合固體燃料。如采用這樣的結(jié)構(gòu)，與上述相同，第一，煤粉與脫硫劑粉末優(yōu)先接觸且煤粉優(yōu)先被脫硫劑粉末包覆。第二，植物類高分子有機物粉末幾乎不與脫硫劑粉末接觸且植物類高分子有機物粉末幾乎不被脫硫劑粉末包覆。其結(jié)果，在能降低脫硫劑粉末添加量的同時，還能有效利用脫硫劑粉末以及提高固體成型燃料的質(zhì)量。
成型用漏斗內(nèi)設(shè)置可旋轉(zhuǎn)螺旋送料器，其前端朝向一對軋輥壓接部處設(shè)置有減壓螺旋件，該減壓螺旋件的葉片扭轉(zhuǎn)方向與螺旋送料器的葉片的扭轉(zhuǎn)方向設(shè)置成相反。如這樣設(shè)置，當(dāng)成型用漏斗內(nèi)設(shè)置的螺旋送料器旋轉(zhuǎn)將第2混合物擠壓向一對軋輥之間時，減壓螺旋件作用于螺旋送料器正下方的第2混合物，使第2混合物承受的擠壓力分散均勻，因此能制造密度均勻的高質(zhì)量復(fù)合固體燃料。再有，即使減壓螺旋件磨損，該減壓螺旋件也不會構(gòu)成對復(fù)合固體燃料成型的障礙。另外，在更換減壓螺旋件時，由于只需取出該減壓螺旋件本身，所以提高了更換的工作效率。
支承一對軋輥的一對旋轉(zhuǎn)軸的軸間距離由距離傳感器監(jiān)測，控制器根據(jù)檢測該距離傳感器的檢測結(jié)果輸出來控制送料用電動機的轉(zhuǎn)速。如采用這樣的結(jié)構(gòu)，因螺旋送料器的旋轉(zhuǎn)速度受到控制，使螺旋送料器對第2混合物的擠壓力經(jīng)常保持在最適當(dāng)值。其結(jié)果，可以連續(xù)制造高質(zhì)量的復(fù)合固體燃料。
再有，第2混合機內(nèi)的第2混合物由傳送機傳送、貯留至成型用漏斗內(nèi)，一端與成型用漏斗連接的排氣管的另一端通過集塵機向大氣開放，集塵機收集到的第2混合物送返第2混合機內(nèi)。如采用這種結(jié)構(gòu)，成型用漏斗內(nèi)的第2混合物所含空氣通過排氣管，再經(jīng)集塵機將該空氣所含的第2混合物收集后向大氣排出。其結(jié)果，能夠立即將第2混合物中所含空氣從成型用漏斗中排出，因此該空氣對成型用漏斗內(nèi)由螺旋送料器擠壓第2混合物的過程所產(chǎn)生的干擾就不復(fù)存在，又由于集塵機收集到的第2混合物被送返第2混合機，這樣就能防止第2混合物的材料利用率的降低。
使用上述方法或裝置制造的復(fù)合固體燃料燃燒時，該復(fù)合固體燃料的煤粉中殘存的硫與脫硫劑粉末反應(yīng)，這樣就能使硫成為石膏等殘存于灰燼中，因此SOx的發(fā)生得以減低。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合固體燃料的制造方法，包括將含水率為2～15％重量的煤粉(12)中所含的硫通過干式選煤的電介質(zhì)分離法分離去除的工序；在上述煤粉(12)中混合相當(dāng)于該煤粉(12)所含可燃性硫的1～2重量當(dāng)量的脫硫劑粉末，以調(diào)制成第1混合物的工序；在上述第1混合物中混合5～45％重量的發(fā)熱量在3000千卡/千克以上、含水率為2～20％重量的植物類高分子有機物粉末(16)，以調(diào)制成第2混合物(32)的工序；將上述第2混合物(32)以規(guī)定壓力壓縮成型，以制造復(fù)合固體燃料(11)的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合固體燃料的制造方法，其特征在于，植物類高分子有機物粉末是選自農(nóng)林產(chǎn)業(yè)廢棄物、未利用植物以及植物性纖維中的1種或1種以上粉碎成平均粒徑為1～5mm的粉末。
3.一種復(fù)合固體燃料的制造裝置，具有通過干式選煤的電介質(zhì)分離法分離去除含水率為2～15％重量的煤粉(12)中所含的硫的干式選煤裝置(13)；在煤粉(12)中混合相當(dāng)于該煤粉(12)所含可燃性硫的1～2重量當(dāng)量的脫硫劑粉末(14)，以調(diào)制成第1混合物的第1混合機(21)；在第1混合物中混合5～45％重量的發(fā)熱量在3000千卡/千克以上、含水率為2～20％重量的植物類高分子有機物粉末(16)，以調(diào)制成第2混合物(32)的第2混合機(22)；貯留第2混合物(32)的成型用漏斗(17)；能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在成型用漏斗(17)內(nèi)，將成型用漏斗(17)內(nèi)的第2混合物(32)向成型用漏斗(17)下方壓送的螺旋送料器(18)；設(shè)置在成型用漏斗(17)下方，其外周面形成排列有多數(shù)個凹部(23b、24b)且其外周面在相互壓接狀態(tài)下相互逆向地旋轉(zhuǎn)，將螺旋送料器(18)壓送的第2混合物(32)壓縮成型的一對軋輥(23、24)。
4.如權(quán)利要求3所述的復(fù)合固體燃料的制造裝置，其特征在于，螺旋送料器(18)的前端朝向一對軋輥(23、24)壓接部處設(shè)置有減壓螺旋件(52)，該減壓螺旋件(52)的葉片(52a)的扭轉(zhuǎn)方向與螺旋送料器(18)的葉片(18a)的扭轉(zhuǎn)方向設(shè)置成相反。
5.如權(quán)利要求3或4所述的復(fù)合固體燃料的制造裝置，其特征在于，支承一對軋輥(23、24)的一對旋轉(zhuǎn)軸(23a、24a)中一方的旋轉(zhuǎn)軸(23a)由液壓缸按規(guī)定的壓力壓向另一方旋轉(zhuǎn)軸(24a)；所述的一對旋轉(zhuǎn)軸(23a、24a)的軸間距離由距離傳感器監(jiān)測；控制器基于該距離傳感器的檢測結(jié)果輸出來控制送料用電動機(51)的轉(zhuǎn)速。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項所述的復(fù)合固體燃料的制造裝置，其特征在于，第2混合機(22)內(nèi)的第2混合物(32)由傳送機傳送、貯留在成型用漏斗(17)內(nèi)；一端連接在成型用漏斗(17)上的排氣管(53)的另一端經(jīng)過集塵機(56)向大氣開放，由集塵機(56)收集到的第2混合物(32)被送返第2混合機(22)。
7.按權(quán)利要求1或2所述的方法制造的復(fù)合固體燃料。
8.用權(quán)利要求3至6中任一項所述的裝置制造的復(fù)合固體燃料。
全文摘要
復(fù)合固體燃料的制造方法及其裝置。通過干式選煤法除去煤粉中大部分硫，從而減低脫硫劑粉末的添加量。另外，植物類高分子有機物粉末不與脫硫劑粉末接觸并且植物類高分子有機物粉末不被脫硫劑粉末包覆，從而可有效利用脫硫劑粉末。首先通過干式選煤的電介質(zhì)分離法將含水率為2～15％重量的煤粉12中所含的硫分離去除。其次在該煤粉12中混合1～2重量當(dāng)量的脫硫劑粉末14調(diào)制成第1混合物后，在該第1混合物中混合5～45％重量的發(fā)熱量為3000千卡/千克的含水率為2～20％重量的植物類高分子有機物粉末16，調(diào)制成第2混合物32。進(jìn)而該第2混合物32在規(guī)定壓力下壓縮成型制成復(fù)合固體燃料11。
文檔編號C10L5/00GK1421514SQ0114012
公開日2003年6月4日 申請日期2001年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月26日
發(fā)明者宮森護(hù), 谷口克典, 星埜宏, 森田穣, 丸山敏彥 申請人:日本國際成套設(shè)備株式會社