專利名稱：由煤和植物原料制備復(fù)合固體燃料的方法以及該復(fù)合固體燃料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由粉煤和粉碎的植物原料如木材、甘蔗渣等制備復(fù)合固體燃料的方法。本發(fā)明還涉及該復(fù)合固體燃料。
長(zhǎng)期以來(lái)，煤一直用作室內(nèi)加熱爐、鍋爐等的燃料。一般，上述用途的煤其尺寸約在50-100mm(直徑)，為的是便于空氣滲透。粉煤具有幾個(gè)毫米的顆粒尺寸，它是在采煤，運(yùn)輸和選煤過(guò)程中形成的，粉煤可以經(jīng)過(guò)與一種合適的粘結(jié)劑一起模壓，用來(lái)制作所說(shuō)的煤餅。
所說(shuō)的低級(jí)煤如褐煤和沉積的褐煤，它們大量地分布在全世界，而且廣泛地用作廉價(jià)燃料，但是，它包含高的灰分含量，其值高達(dá)30%重量，因而引火不易和熱值相對(duì)來(lái)說(shuō)偏低。此外，這些低級(jí)煤產(chǎn)生較多的煙灰煙霧和較多的由熔融灰分形成的煤渣。
作為一個(gè)對(duì)策，人們已建議把粉煤尤其是低級(jí)煤顆粒與干燥和粉碎的植物原料如木材、甘蔗渣等混合，并經(jīng)過(guò)模壓后得到復(fù)合固體燃料。
上面所指的復(fù)合固體燃料一般通過(guò)下列方法制備，將煤和植物原料各自獨(dú)立地進(jìn)行干燥和粉碎成尺寸不超過(guò)幾毫米的碎屑，然后把它們盡可能地混合均勻，如果需要可加入一種粘結(jié)劑，該混合劑與原料中的一種原料有關(guān)，然后把此混合物加入到模壓機(jī)中，比如這樣一種煤塊模壓機(jī)，在該機(jī)器內(nèi)部有一對(duì)對(duì)向雙輥，在輥周?chē)心喊疾?，煤餅料是被一斗狀套筒?nèi)的旋轉(zhuǎn)蝸桿或螺桿加到雙輥上的，其中套筒安裝在雙輥上方。
該復(fù)合固體燃料能由各種各樣的煤，特別是低級(jí)煤和褐煤和沉積褐煤作為原料而制成。各種植物包括甘蔗渣以及碎木材均能用作植物原料。
雖然由低級(jí)煤制成了復(fù)合固體燃料，但是，其中包含高達(dá)30%重量的灰分含量和5-8%重量的硫含量，這樣，包含較多硫氧化物的廢氣將與煙灰煙霧一起排放到大氣中，從而造成環(huán)境污染。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種由粉煤與粉碎的植物原料尤其是碎木材和甘蔗渣有效地制備復(fù)合固體燃料的方法，以使該復(fù)合固體燃料在燃燒時(shí)，顯著地和最大限度地減少在產(chǎn)生的廢氣中硫氧化物的量。
上述目的可以由包括下列步驟的方法來(lái)達(dá)到，這些步驟是，干燥并隨之粉碎這兩種原料，將這些粉碎的原料均勻地混合，以使得混合物所含植物原料的含量在大約20%至25%重量范圍，然后，對(duì)該混合物進(jìn)行模壓，把熟石灰加到該混合物中，其用量使得所含鈣量與總的硫含量(主要包含在煤原料中)之摩爾比為大約1.0-1.8。
復(fù)合固體燃料(尤其是粉煤原料)中硫含量與所加熟石灰的鈣在燃燒過(guò)程中反應(yīng)，以硫化鈣的形式存在于燃燒灰分中。由于大約80%重量的總的硫含量(主要包括在煤原料中，及包含在灰分中)能因此固定下來(lái)，因而不僅能夠大大減少硫氧化物(尤其是二氧化硫)的量，否則，它將與煙灰煙霧一起排放到大氣中去;而且，因?yàn)橛邢喈?dāng)多的量包含在煤灰含量中，就大大減少了煤渣的含量。
以下將給出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
(1)復(fù)合固體燃料的制備首先，根據(jù)此實(shí)施例用來(lái)制備復(fù)合固體燃料的煤和木材(白杉和杉)原料，其元素分析之結(jié)果示于表1。
表1灰分量 C H N O 總S*煤11.3672.994.821.087.882.15木材0.8152.106.140.1040.820.04.
＊S值包括含在煤原料的灰分含量中的硫。
向粉煤原料(顆粒尺寸不超過(guò)3mm)和含量為20%(重量)、粉碎的木材原料(顆粒尺寸不超過(guò)2mm)的混合物中，加入各種量的熟石灰，以便找出所需加入的量。將該均勻混合物加入到一制塊機(jī)(輥的直徑為250mm)中，以進(jìn)行相應(yīng)于約300HPa壓力的模壓。
(2)廢氣分析一填充有樣品煤塊的石英玻璃燃燒管(內(nèi)徑28mm)放在一控溫在300℃的電熱爐內(nèi)預(yù)處理。樣品經(jīng)加熱20分鐘后，通入空氣(1.6升/分)，由于燃燒樣品，溫度在40分鐘內(nèi)逐漸升到700℃。收集燃燒氣體和殘留空氣，以便進(jìn)行分析，測(cè)定二氧化硫的量。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)，其中加入到混合物中的熟石灰的量是不同的，該混合物包括20%重量的植物原料，業(yè)已發(fā)現(xiàn)硫的固定比與鈣含量和總的硫含量之摩爾比的關(guān)系如

圖1(唯一的圖)所示，由此能夠看出曲線大致直線上升至Ca/S約為1的點(diǎn)。固定比達(dá)最高值約80%(摩爾)比時(shí)，Ca/S為1.2，以及當(dāng)鈣含量是相對(duì)于總的硫含量的摩爾比為1.8或更高時(shí)，固定比基本上恒定在約78%。所有這些，其前提是所使用的二種原料的重量比例是前面所提到的。
應(yīng)該說(shuō)，當(dāng)使用熟石灰在某一用量，使用鈣含量在相對(duì)于總的硫含量的摩爾比在1-1.8范圍內(nèi)時(shí)，則硫就能夠有效地以硫化鈣的形式固定下來(lái)。與不添加熟石灰時(shí)得到的約28%之?dāng)?shù)值相比較，該大約80%的數(shù)值是意想不到的。
能夠表明，本發(fā)明提供了非常理想的復(fù)合固體燃料，其特別優(yōu)越之處，不僅在于能顯著降低包含在燃燒煙霧中被排放的硫化鈣的量，(這種燃燒煙霧在考慮環(huán)境污染時(shí)是不希望有的，不過(guò)迄今為止，當(dāng)使用煤燃料，尤其是低級(jí)煤燃料或使用包含這類煤燃料的復(fù)合燃料時(shí)，人們都認(rèn)為這種燃燒煙霧是不可避免的);而且在于改善了著火性能，其所釋放的煙灰煙霧減少了，以及當(dāng)使用低級(jí)煤或含這種低級(jí)煤的燃料時(shí)產(chǎn)生的煤渣也顯著地減少了，這種，使該燃料能保持空氣的滲透性，從而導(dǎo)致燃燒性能的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.由粉煤和植物原料制備復(fù)合固體燃料的方法，它包括下列步驟干燥和粉碎這兩種原料，均勻地混合這些粉碎的原料，以使得混合物中所含有的植物原料的范圍約為20%至25%重量，然后，將該混合物進(jìn)行模壓；特征在于，把熟石灰加到該混合物中，其用量使得鈣與總的硫量(主要在煤原料中所含有的)之摩爾比為大約1.0-1.8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所使用的煤原料是一種低級(jí)煤，它包含15-30%重量的灰分含量和5-8%重量的總的硫含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2的方法，其特征在于，由一壓磨機(jī)進(jìn)行模壓，該壓磨機(jī)具有一對(duì)對(duì)向雙輥，在輥周?chē)砻嬗性S多凹槽，每一個(gè)用來(lái)模壓復(fù)合燃料的煤餅。
4.復(fù)合固體燃料，它包括由一種煤原料，尤其是一種低級(jí)煤原料與一種植物原料，尤其是木材或甘蔗渣的均勻混合物，其中植物原料用量在20-25%重量，然后，在該混合物中加入熟石灰，其用量使得熟石灰中所含鈣量與總的硫含量(主要包含在煤原料中)之摩爾比為大約1.0-1.8，將該最終的均勻混合物接著進(jìn)行模壓。
全文摘要
一種由粉碎的煤原料和粉碎的植物原料如木材，甘蔗渣等制備復(fù)合固體燃料的方法，該兩種原料被混合在一起，使得混合物中所包含的植物原料在約20％至約25％重量的范圍。將熟石灰加到該混合物中，其用量使得所含的鈣量與總的硫含量(主要包含在煤原料中)之摩爾比為大約1.0—1.8。該混合物由煤塊模壓機(jī)進(jìn)行模壓，以得到復(fù)合固體燃料的煤餅。
文檔編號(hào)C10L9/10GK1077735SQ9310257
公開(kāi)日1993年10月27日 申請(qǐng)日期1993年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月16日
發(fā)明者溝口中一, 山本裕, 萩野孝文 申請(qǐng)人:太陽(yáng)鐵工株式會(huì)社