燃料棒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種燃料棒及其制備方法,該方法包括:將蘭炭末與生物質(zhì)粉末、助燃劑、固硫劑和膨潤土進(jìn)行第一混合處理,以便得到第一混合物料;將第一混合物料與粘結(jié)劑進(jìn)行第二混合處理,以便得到第二混合物料;采用環(huán)模式成型機(jī)對第二混合物料進(jìn)行成型處理,以便得到成型物料;以及將成型物料進(jìn)行干燥處理,以便得到燃料棒。采用該方法得到的燃料棒揮發(fā)分低、含硫量低、發(fā)熱量高、價(jià)格便宜,可以替代無煙煤用于遠(yuǎn)郊村民或全國農(nóng)村地區(qū)冬季取暖做飯,進(jìn)而明顯減少霧霾,從而有效改善空氣質(zhì)量。
【專利說明】燃料棒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于清潔燃料領(lǐng)域,具體而言,本發(fā)明涉及一種燃料棒及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 蘭炭是煤干餾的產(chǎn)物之一,具有揮發(fā)分低、固定碳高、發(fā)熱量高等優(yōu)點(diǎn)。蘭炭目前 處于供大于求的狀態(tài),產(chǎn)品價(jià)格下滑,企業(yè)產(chǎn)能釋放率低,經(jīng)營效益低下,發(fā)展陷入低迷。隨 著今后蘭炭塊干餾向面煤干餾的轉(zhuǎn)移,蘭炭末產(chǎn)量也會大幅增加,再加上其他地區(qū)的蘭炭 末,都將為潔凈型煤的生產(chǎn)提供充足的原料。然而蘭炭的成型難度較大,這是因?yàn)樘m炭的彈 性很大,塑性很小。文獻(xiàn)表明當(dāng)C daf大于90%時(shí),隨著煤化程度的提高,彈性模量急劇增加, 同時(shí)顯出各向異性。而蘭炭的Cdaf很高,大都在90%以上,從而增加了成型的難度。塑性與 彈性相反,塑性越大越容易成型。
[0003] 目前,已經(jīng)公開的固體新型清潔燃料主要以煤粉(煙煤或者無煙煤)、生物質(zhì)(生 物秸桿)、或者是兩者的混合物為基料,配入粘結(jié)劑、固硫劑、助燃劑等添加劑,然后進(jìn)行加 工成型。以蘭炭末為基料的固體清潔燃料較少,因?yàn)樘m炭末的彈性大,塑性小,成型難度大。
[0004] 專利"CN 103436314 A"公開了"一種利用半焦制備香碳的方法",該方法以半焦粉 末和焦炭粉末兩者混合物為基料,其中蘭炭末粉末占70?80%,焦炭粉末20?30%,并且 半焦的固定碳含量不低于60%,揮發(fā)分含量為15±1%,焦炭中固定碳含量大于80%,把蘭 炭末破碎至3mm以下,焦炭粉碎至Imm以下,然后加入粘結(jié)劑加工成型。然而由于焦炭粉末 價(jià)格較貴,粘結(jié)劑為自制粘結(jié)劑,成本較高,使其成果轉(zhuǎn)化率低,推廣的難度大。
[0005] 因此,以蘭炭為原料的清潔燃料有待進(jìn)一步研究。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此,本發(fā)明的 一個(gè)目的在于提出一種燃料棒及其制備方法,采用該方法得到的燃料棒揮發(fā)分低、含硫量 低、發(fā)熱量高、價(jià)格便宜,可以替代無煙煤用于遠(yuǎn)郊村民或全國農(nóng)村地區(qū)冬季取暖做飯,進(jìn) 而明顯減少霧霾,從而有效改善空氣質(zhì)量。
[0007] 在本發(fā)明的一個(gè)方面,本發(fā)明提出了一種制備燃料棒的方法,包括:
[0008] 將蘭炭末與生物質(zhì)粉末、助燃劑、固硫劑和膨潤土進(jìn)行第一混合處理,以便得到第 一混合物料;
[0009] 將所述第一混合物料與粘結(jié)劑進(jìn)行第二混合處理,以便得到第二混合物料;
[0010] 采用環(huán)模式成型機(jī)對所述第二混合物料進(jìn)行成型處理,以便得到成型物料;以及
[0011] 將所述成型物料進(jìn)行干燥處理,以便得到所述燃料棒。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備燃料棒的方法通過向蘭炭中添加生物質(zhì)粉末和膨潤土 可以顯著改善蘭炭末的成型性,使得這種來源豐富且價(jià)格低廉的蘭炭可以應(yīng)用到制備燃料 領(lǐng)域中。同時(shí)由于蘭炭具有揮發(fā)分低、固定碳高的優(yōu)點(diǎn),并通過添加固硫劑,可以進(jìn)一步降 低以蘭炭末為原料制備得到的燃料棒在燃燒過程中二氧化硫和氮氧化物等污染氣體的排 放量,從而顯著減少霧霾,有效改善空氣質(zhì)量,另外,采用環(huán)模式成型機(jī)進(jìn)行成型處理,可以 顯著提高成型物料的抗壓強(qiáng)度和跌落強(qiáng)度,并且產(chǎn)量也明顯提高,且能耗降低;并且以蘭炭 為原料制備得到的燃料棒的發(fā)熱量可以達(dá)到26MJ/kg以上,明顯高于以半焦和焦炭等為原 料制備得到的燃料。其次,本發(fā)明上述實(shí)施例的制備燃料棒的方法成本低,工藝簡單,易于 推廣。因此,采用本發(fā)明上述實(shí)施例的方法制備得到的燃料棒能夠滿足現(xiàn)今對環(huán)保清潔燃 料的迫切需求,從根本上為治理霧霾提供可靠性幫助。
[0013] 另外,根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備燃料棒的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特 征:
[0014] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述蘭炭末的干燥無灰基揮發(fā)分含量不高于8wt %,全 硫含量不高于〇. 4wt %,發(fā)熱量不低于5000大卡/千克。由此,可以有效提高燃料棒的環(huán)保 性能。
[0015] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,將所述蘭炭末與所述生物質(zhì)粉末、所述助燃劑、所述固 硫劑和所述膨潤土按照質(zhì)量比為1:0. 01?0. 05 :0. 005?0. 01:0. 02?0. 06:0. 01?0. 03 進(jìn)行所述第一混合處理。由此,可以明顯改善蘭炭的成型性。
[0016] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述蘭炭末的粒徑不高于3毫米,所述生物質(zhì)粉末的 粒徑不高于2毫米,所述膨潤土粒徑不低于75微米。由此,可以進(jìn)一步改善蘭炭的成型性。 [0017] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述生物質(zhì)粉末為鋸末或秸桿粉末,所述助燃劑為含 有氧化鐵、氯化鈉和高錳酸鉀的混合物,其中,所述氧化鐵、所述氯化鈉和所述高錳酸鉀的 質(zhì)量比為2:2:1,所述固硫劑為熟石灰或生石灰。由此,可以進(jìn)一步改善蘭炭的成型性且減 少二氧化硫和氮氧化物的排放量。
[0018] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,將所述第一混合物料與所述粘結(jié)劑按照質(zhì)量比為 1. 045?1. 15 :0. 05?0. 1進(jìn)行所述第二混合處理。由此,可以進(jìn)一步改善蘭炭的成型性。
[0019] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,所述粘結(jié)劑為腐殖酸類粘結(jié)劑。由此,可以進(jìn)一步改善 蘭炭的成型性。
[0020] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面,本發(fā)明提出了一種燃料棒。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該燃料 棒由上述方法制備得到。由此,該燃料棒揮發(fā)分低、含硫量低、發(fā)熱量高、價(jià)格便宜,可以替 代無煙煤用于遠(yuǎn)郊村民或全國農(nóng)村地區(qū)冬季取暖做飯,進(jìn)而明顯減少霧霾,從而有效改善 空氣質(zhì)量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備燃料棒的方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例,所述實(shí)施例的示例在附圖中示出,其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的,旨在用于解釋本發(fā)明,而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0023] 在本發(fā)明的描述中,需要理解的是,術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的,而不能 理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有"第 一"、"第二"的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中,"多個(gè)" 的含義是至少兩個(gè),例如兩個(gè),三個(gè)等,除非另有明確具體的限定。
[0024] 在本發(fā)明的一個(gè)方面,本發(fā)明提出了一種制備燃料棒的方法,該包括:
[0025] 將蘭炭末與生物質(zhì)粉末、助燃劑、固硫劑和膨潤土進(jìn)行第一混合處理,以便得到第 一混合物料;
[0026] 將第一混合物料與粘結(jié)劑進(jìn)行第二混合處理,以便得到第二混合物料;
[0027] 采用環(huán)模式成型機(jī)對所述第二混合物料進(jìn)行成型處理,以便得到成型物料;以及
[0028] 將成型物料進(jìn)行干燥處理,以便得到燃料棒。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備燃料棒的方法通過向蘭炭中添加生物質(zhì)粉末和膨潤土 可以顯著改善蘭炭末的成型性,使得這種來源豐富且價(jià)格低廉的蘭炭可以應(yīng)用到制備燃料 領(lǐng)域中。同時(shí)由于蘭炭具有揮發(fā)分低、固定碳高的優(yōu)點(diǎn),并通過添加固硫劑,可以進(jìn)一步降 低以蘭炭末為原料制備得到的燃料棒在燃燒過程中二氧化硫和氮氧化物等污染氣體的排 放量,從而顯著減少霧霾,有效改善空氣質(zhì)量,另外,采用環(huán)模式成型機(jī)進(jìn)行成型處理,可以 顯著提高成型物料的抗壓強(qiáng)度和跌落強(qiáng)度,并且產(chǎn)量也明顯提高,且能耗降低;并且以蘭炭 為原料制備得到的燃料棒的發(fā)熱量可以達(dá)到26MJ/kg以上,明顯高于以半焦和焦炭等為原 料制備得到的燃料。其次,本發(fā)明上述實(shí)施例的制備燃料棒的方法成本低,工藝簡單,易于 推廣。因此,采用本發(fā)明上述實(shí)施例的方法制備得到的燃料棒能夠滿足現(xiàn)今對環(huán)保清潔燃 料的迫切需求,從根本上為治理霧霾提供可靠性幫助。
[0030] 下面參考圖1對本發(fā)明實(shí)施例的制備燃料棒的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)施例,該方法包括:
[0031] S100:第一混合處理
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,將蘭炭末與生物質(zhì)粉末、助燃劑、固硫劑和膨潤土進(jìn)行第一 混合處理,從而可以得到第一混合物料。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),采用生物質(zhì)粉末和膨潤土作為成型劑 可以明顯改善蘭炭末成型性,并且該成型劑來源豐富且價(jià)格低廉,從而可以進(jìn)一步降低燃 料棒生產(chǎn)成本。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,蘭炭末的干燥無灰基揮發(fā)分含量不高于8wt %,全硫含量不 高于0. 4wt%,發(fā)熱量不低于5000大卡/千克。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),蘭炭具有揮發(fā)分低、固定碳 高、發(fā)熱量高和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),由此采用蘭炭較無煙煤或焦炭相比可以明顯降低原料成 本,并減少污染氣體的排放,從而有效改善空氣質(zhì)量,另外所得到的燃料棒發(fā)熱量可以達(dá)到 26MJ/kg。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,蘭炭末與生物質(zhì)粉末、助燃劑、固硫劑和膨潤土混合比例 并不受特別限制,根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,蘭炭末與生物質(zhì)粉末、助燃劑、固硫劑和膨潤 土可以按照質(zhì)量比為1:0. 01?〇. 05 :0. 005?0. 01:0. 02?0. 06:0. 01?0. 03進(jìn)行混 合。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),若生物質(zhì)粉末比例過高,會顯著增加燃料棒的揮發(fā)分,導(dǎo)致燃燒時(shí)冒煙, 而生物質(zhì)粉末比例過低,不能形成連續(xù)的塑性相,從而無法改善蘭炭的成型性;若助燃劑比 例過高,使得成本顯著增加,并且過高時(shí),助燃效果反而減弱,而比例過低,使得助燃效果不 明顯,起不到助燃作用;若固硫劑比例過高,會顯著增加燃料棒的灰分,增加成本,而比例過 低,固硫效果差;若膨潤土比例過高,會增加燃料棒的灰分,增加成本,而比例過低,起不到 改善蘭炭末成型性的作用。由此,選擇該范圍比例,可以顯著改善蘭炭末的成型性,且滿足 環(huán)保要求。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,蘭炭末的粒徑并不受特別限制,根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例, 蘭炭末的粒徑可以不高于3毫米。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),若蘭炭末的粒徑過高,不利于后續(xù)成型。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,生物質(zhì)粉末的具體類型并不受特別限制,根據(jù)本發(fā)明的具 體實(shí)施例,生物質(zhì)粉末可以為鋸末或秸桿粉末。由此,可以顯著降低燃料棒制備成本。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,生物質(zhì)粉末的粒徑并不受特別限制,根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí) 施例,生物質(zhì)粉末的粒徑可以不高于2毫米。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),若生物質(zhì)粉末粒徑過高,不利于 混勻和成型。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,助燃劑的具體類型并不受特別限制,根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí) 施例,助燃劑可以為含有氧化鐵、氯化鈉和高錳酸鉀的混合物,根據(jù)本發(fā)明的具體示例,氧 化鐵、氯化鈉和高錳酸鉀的質(zhì)量比可以為2:2:1。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),此配比的助燃劑助燃效果好 且成本低。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,固硫劑的具體類型并不受特別限制,根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí) 施例,固硫劑可以為熟石灰或生石灰。由此,可以顯著較少二氧化硫及氮氧化物的排放,從 而減少污染氣體的產(chǎn)生。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,膨潤土的具體類型并不受特別限制,根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí) 施例,膨潤土可以為粒徑不低于75微米的工業(yè)級膨潤土。由此,可以顯著改善蘭炭的成型 性且降低燃料棒制備成本。
[0041] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn),蘭炭具有揮發(fā)分低,固定碳高,發(fā)熱量高等優(yōu)點(diǎn),使得蘭炭已經(jīng)成為 生產(chǎn)清潔燃料棒的理想原料,并且目前蘭炭處于供大于求的狀態(tài),使得蘭炭價(jià)格下滑,然而 蘭炭彈性很大且塑性低,使其成型難度較大,并且以蘭炭為基料的固體清潔燃料還很少,發(fā) 明人通過大量實(shí)驗(yàn)意外發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)粉末在高溫高壓下會先軟化后塑變,形成塑性相,而膨 潤土粘粒成分主要由親水性礦物組成,其具有明顯的吸水膨脹和失水收縮性能,因此能夠 降低物料的彈性模量,增大極限變形,由此可以通過將蘭炭末與生物質(zhì)粉末和膨潤土進(jìn)行 混合來改善蘭炭的成型性,并且通過添加助燃劑和固硫劑來制備得到清潔燃料棒,同時(shí)扭 轉(zhuǎn)了目前蘭炭產(chǎn)業(yè)效益低下的局面,實(shí)現(xiàn)了資源的有效利用。
[0042] S200 :第二混合處理
[0043] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,將前面所得到的第一混合物料與粘結(jié)劑進(jìn)行第二混合處 理,從而可以得到第二混合物料。由此,可以明顯改善蘭炭末的成型性能。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,第一混合物料與粘結(jié)劑的混合比例并不受特別限制,根據(jù) 本發(fā)明的具體實(shí)施例,可以將第一混合物料與粘結(jié)劑按照質(zhì)量比為1. 045?1. 15 :0. 05? 〇. 1進(jìn)行第二混合處理。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),若粘結(jié)劑含量過高,導(dǎo)致成本顯著增高,而粘結(jié)劑含量 過低,使得成型效果較差。由此,選擇該范圍的混合比例,可以明顯改善蘭炭的成型性能。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,粘結(jié)劑的具體類型并不受特別限制,根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí) 施例,粘結(jié)劑可以為腐殖酸類粘結(jié)劑,例如可以為腐殖酸鈉或腐殖酸鉀。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),腐殖 酸類粘結(jié)劑作為一種高分子芳香族羥基羧基鹽,具有羥基、羧基鹽等多種活性基團(tuán),因此具 有很好的塑性和粘結(jié)性能,由此可以改善蘭炭的成型性。
[0046] S300 :成型處理
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,采用環(huán)模式成型機(jī)將以上所得到的第二混合物料進(jìn)行成型 處理,從而可以得到成型物料。由此,可以顯著提高蘭炭末的適用性。
[0048] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn),環(huán)模式成型機(jī)在動力的驅(qū)動下使壓輥或環(huán)模做回轉(zhuǎn)運(yùn)動,在運(yùn)轉(zhuǎn)過 程中與進(jìn)入壓輥和環(huán)模間隙的物料產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦擠壓,將物料擠入環(huán)模成型孔內(nèi),物料 不斷地摩擦、擠壓產(chǎn)生高溫,在高溫高壓的作用下,進(jìn)入??字械奈锪舷溶浕笏茏?,形成 了塑性相,由此采用環(huán)模式成型機(jī)對第二混合物料進(jìn)行成型處理,可以有效改善蘭炭的成 型性,并且經(jīng)過環(huán)模式擠壓使得所得到的燃料棒密度高、且抗碎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度都較高,從 而易于運(yùn)輸,同時(shí)采用環(huán)模式成型機(jī)與傳統(tǒng)的煤棒機(jī)相比,可以明顯提高燃料棒產(chǎn)量,且能 耗較低(環(huán)模式成型機(jī)產(chǎn)量5噸/小時(shí),實(shí)際功率為26KW,煤棒機(jī)產(chǎn)量為3噸/小時(shí),實(shí)際 功率為50KW)。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,成型物料的形狀并不受特別限制,根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施 例,成型物料可以為圓型棒狀,并且圓形棒狀的直徑可以為10?60毫米。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),成 型物料太粗或太細(xì)都會降低其強(qiáng)度,并且成型物料太粗或太細(xì)都不適應(yīng)現(xiàn)有爐具。
[0050] S400 :干燥處理
[0051] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,將以上所得到的成型物料進(jìn)行干燥處理,從而可以得到燃 料棒。由此,可以顯著提高燃料棒的發(fā)熱量。
[0052] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,干燥處理的條件并不受特別限制,根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施 例,干燥處理可以在70?90攝氏度下進(jìn)行180?240分鐘。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),該條件下可以顯 著提高成型物料的干燥效率。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,經(jīng)過干燥處理所得到的燃料棒的水分 含量為2?5wt%。由此,可以進(jìn)一步提高燃料棒的發(fā)熱量。
[0053] 如上所述,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備燃料棒的方法可具有選自下列的優(yōu)點(diǎn)至少之
[0054] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備燃料棒的方法通過將蘭炭與生物質(zhì)粉末、腐殖酸類粘結(jié) 劑和膨潤土混合,并采用環(huán)模式成型機(jī)用于對蘭炭成型,可以明顯改善蘭炭的成型性,該單 機(jī)小時(shí)產(chǎn)量大,能耗低;
[0055] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備燃料棒的方法得到的燃料棒揮發(fā)分低,其干燥無灰基揮 發(fā)分在10%以下,并且在燃燒時(shí)排放的揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)比煙煤大幅降低,從而可以解 決農(nóng)村居民冬季取暖冒煙的問題,改善大氣環(huán)境;
[0056] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備燃料棒的方法得到的燃料棒全硫含量低,并且加入了固 硫劑,燃燒時(shí)排放的S02少,能顯著改善大氣環(huán)境;
[0057] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備燃料棒的方法得到的燃料棒發(fā)熱量高,能達(dá)到26MJ/kg 以上;
[0058] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備燃料棒的方法得到的燃料棒的抗碎強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度高, 易于運(yùn)輸;
[0059] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備燃料棒的方法中采用的原料廉價(jià)易得,并且加工成本 低,工藝簡單,易于推廣。
[0060] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面,本發(fā)明提出了一種燃料棒。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該燃料 棒由上述方法制備得到。由此,該燃料棒揮發(fā)分低、含硫量低、發(fā)熱量高、價(jià)格便宜,可以替 代無煙煤用于遠(yuǎn)郊村民或全國農(nóng)村地區(qū)冬季取暖做飯,進(jìn)而明顯減少霧霾,從而有效改善 空氣質(zhì)量。
[0061] 下面參考具體實(shí)施例,對本發(fā)明進(jìn)行描述,需要說明的是,這些實(shí)施例僅僅是描述 性的,而不以任何方式限制本發(fā)明。
[0062] 實(shí)施例1
[0063] 原料配方:1重量份的膨潤土、3重量份的熟石灰、2重量份的生物質(zhì)粉末、0. 5重量 份的助燃劑、6重量份的腐殖酸類粘結(jié)劑、100重量份的蘭炭末;
[0064] 制備方法:先將蘭炭末與生物質(zhì)粉末、膨潤土、熟石灰和助燃劑混合均勻,得到第 一混合物料,接著向第一混合物料中加入腐殖酸類粘結(jié)劑繼續(xù)攪拌,得到第二混合物料,然 后采用環(huán)模式成型機(jī)對第二混合物料擠壓成型,得到成型物料,然后對所得到的成型物料 進(jìn)行干燥處理,即可得到燃料棒。
[0065] 所得燃料棒跌落強(qiáng)度92. 8%,抗壓強(qiáng)度712N/個(gè),干燥無灰基揮發(fā)分7. 4%,水分 3. 46%,發(fā)熱量26. 12MJ/kg,密度I. 16g/cm3,并且對燃料棒進(jìn)行試燒,持續(xù)旺火時(shí)間可以達(dá) 至IJ 8個(gè)小時(shí),煙氣中排放的SO2濃度為15.511^/1113,勵!£濃度為4〇1^/111 3,明顯比《北京市鍋爐 大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》DB 11/139-2007的標(biāo)準(zhǔn)還低。
[0066] 實(shí)施例2
[0067] 原料配方:2重量份的膨潤土、2重量份的熟石灰、2重量份的生物質(zhì)粉末、0. 8重量 份的助燃劑、8重量份的腐殖酸類粘結(jié)劑、100重量份的蘭炭末;
[0068] 制備方法:同實(shí)施例1。
[0069] 所得到的燃料棒,其跌落強(qiáng)度93. 5 %,抗壓強(qiáng)度720N/個(gè),干燥無灰基揮發(fā)分 8. 7 %,水分2. 86 %,發(fā)熱量27. 86MJ/kg,密度I. 17g/cm3,并且對燃料棒進(jìn)行試燒,持續(xù)旺 火時(shí)間可以達(dá)到9個(gè)小時(shí),煙氣中排放的SO2濃度為16. 5mg/m3,N0x濃度為42mg/m3,明顯比 《北京市鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》DB 11/139-2007的標(biāo)準(zhǔn)還低。
[0070] 實(shí)施例3
[0071] 原料配方:2重量份的膨潤土、2重量份的熟石灰、3重量份的生物質(zhì)粉末、0. 8重量 份的助燃劑、8重量份的腐殖酸類粘結(jié)劑、100重量份的蘭炭末;
[0072] 制備方法:同實(shí)施例1。
[0073] 所得到的燃料棒,其跌落強(qiáng)度90. 2 %,抗壓強(qiáng)度703N/個(gè),干燥無灰基揮發(fā)分 9. 5 %,水分3. 67 %,發(fā)熱量28. 65MJ/kg,密度I. 15g/cm3,并且對燃料棒進(jìn)行試燒,持續(xù)旺 火時(shí)間可以達(dá)到8. 5個(gè)小時(shí),煙氣中排放的SO2濃度為16mg/m3,N0x濃度為44mg/m 3,明顯比 《北京市鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》DB 11/139-2007的標(biāo)準(zhǔn)還低。
[0074] 對比例
[0075] 原料配方:70%的半焦粉末、30wt %的焦炭粉末,成型粘合劑為半焦粉末和焦炭 粉末總質(zhì)量的5?7%,其中,成型粘合劑配方為:10wt%的瓜爾豆膠、10wt%的碳酸鈉、 20wt%的木薯粉、50wt%的面粉、2wt%的檀香木粉和8wt%的羧甲基淀粉;
[0076] 成型粘合劑的制備方法:首先將木薯粉與面粉均勻混合,得到混合物料,然后在反 應(yīng)容器中加入550重量份的水,并加熱至70攝氏度,接著取20重量份的混合物料,并用10 倍的水于常溫下進(jìn)行稀釋,得到稀釋液,然后將稀釋液倒入上述反應(yīng)容器中,并持續(xù)攪拌, 繼續(xù)加熱至90攝氏度,然后加入碳酸鈉,接著將羧甲基淀粉和瓜爾豆膠分別配制為溶液后 加入反應(yīng)容器中,待溫度回到90攝氏度時(shí)停止加熱,并加入檀香木粉并攪拌至分散均勻, 即可得到成型粘合劑。
[0077] 燃料棒制備方法:將半焦粉末與焦炭粉末均勻混合,然后加入成型粘合劑并進(jìn)行 成型處理即可得到燃料棒。
[0078] 所得到的燃料棒,其跌落強(qiáng)度80%,抗壓強(qiáng)度460N/個(gè),干燥無灰基揮發(fā)分18%, 水分3. 79%,發(fā)熱量23. 2MJ/kg,密度I. Olg/cm3,并且對燃料棒進(jìn)行試燒,持續(xù)旺火時(shí)間可 以達(dá)到5個(gè)小時(shí),煙氣中排放的SO2濃度為40mg/m 3,N0x濃度為160mg/m3,高于《北京市鍋爐 大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》DB 11/139-2007的標(biāo)準(zhǔn)。
[0079]評價(jià):
[0080] 分別對實(shí)施例1?3和對比例所得到的燃料棒成本進(jìn)行分析,分析結(jié)果如表1和 表2所示。
[0081] 表1實(shí)施例1?3所得燃料棒成本
【權(quán)利要求】
1. 一種制備燃料棒的方法,其特征在于,包括: 將蘭炭末與生物質(zhì)粉末、助燃劑、固硫劑和膨潤土進(jìn)行第一混合處理,以便得到第一混 合物料; 將所述第一混合物料與粘結(jié)劑進(jìn)行第二混合處理,以便得到第二混合物料; 采用環(huán)模式成型機(jī)對所述第二混合物料進(jìn)行成型處理,以便得到成型物料;以及 將所述成型物料進(jìn)行干燥處理,以便得到所述燃料棒。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備燃料棒的方法,其特征在于,所述蘭炭末的干燥無灰基 揮發(fā)分含量不高于8wt%,全硫含量不高于0. 4wt%,發(fā)熱量不低于5000大卡/千克。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備燃料棒的方法,其特征在于,將所述蘭炭末與所述生 物質(zhì)粉末、所述助燃劑、所述固硫劑和所述膨潤土按照質(zhì)量比為1:0. 01?〇. 05 :0. 005? 0. 01:0. 02?0. 06:0. 01?0. 03進(jìn)行所述第一混合處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備燃料棒的方法,其特征在于,所述蘭炭末的粒徑不高于3 毫米,所述生物質(zhì)粉末的粒徑不高于2毫米,所述膨潤土粒徑不低于75微米。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備燃料棒的方法,其特征在于,所述生物質(zhì)粉末為鋸末或 秸桿粉末,所述助燃劑為含有氧化鐵、氯化鈉和高錳酸鉀的混合物,其中,所述氧化鐵、所述 氯化鈉和所述高錳酸鉀的質(zhì)量比為2:2:1,所述固硫劑為熟石灰或生石灰。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備燃料棒的方法,其特征在于,將所述第一混合物料與所 述粘結(jié)劑按照質(zhì)量比為1. 045?1. 15 :0. 05?0. 1進(jìn)行所述第二混合處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備燃料棒的方法,其特征在于,所述粘結(jié)劑為腐殖酸類粘 結(jié)劑。
8. -種燃料棒,其特征在于,由權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的制備燃料棒的方法得到。
【文檔編號】C10L5/14GK104212511SQ201410438517
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】吳道洪, 王建民, 劉濤, 趙飛翔, 郭盼盼, 高建, 家全 申請人:北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司