[发明专利]用褐煤与生物质共热解产物制备水泥窑燃料的方法

说明书

本发明涉及一种用褐煤与生物质共热解产物制备水泥窑燃料的方法，包括：1)将褐煤、生物质分别干燥、再分别粉碎后得到褐煤试样和生物质试样；2)将生物质试样与褐煤试样按质量比为3:7～4:6进行配比后混合均匀，然后将混合后的试样进行无氧热解；3)热解后得到热解产物，热解产物包括热解气体、热解焦油和热解半焦；4)将热解半焦与褐煤进行混配后得到水泥窑燃烧用燃料。本发明操作简单，成本低廉，以低品位煤为原料制备出优异的水泥窑替代燃料，为水泥行业打开了新的供能思路；同时提高了生物质资源与褐煤资源的利用效率，并且实现了产物固液气三项的全资源综合清洁利用。

技术领域

本发明涉及资源化利用的制备技术领域，具体涉及一种用褐煤与生物质共热解产物制备水泥窑燃料的方法。

背景技术

我国是一个油气资源匮乏、油气主要来源依赖进口的油气资源消费大国。近年来我国油气对外依存度屡创新高，2017年石油消费量达5.9亿吨，增速为2011年以来最高水平；但国内产量则降至1.92亿吨，连续第二年低于2亿吨。但我国煤炭资源丰富，煤炭储存量位世界第三，因此研究开发高效清洁的煤炭资源以及其他可再生资源成为保证我国可持续发展的重要途径。

随着我国的城市化建设，被誉为“建筑工业的粮食”的水泥需求量日益增大。水泥行业是一种能源资源高消耗的资源密集型产业，而煤炭是水泥工业生产的主要能源。传统水泥工业所用烟煤是一种优质的化工原料，可用来炼焦、气化、液化等，可产生比作燃料更高的价值。因此，探索开发符合经济效益要求与环保标准的水泥窑替代燃料具有明显的社会效益和经济价值。

褐煤目前是我国主要使用的煤。但褐煤属于低品位煤炭资源，其水分太高，能量密度低，运输成本高，且燃烧时水分蒸发吸热会需要较高能耗。另外，褐煤发热量较低，水泥窑燃烧温度在1350℃以上，褐煤发热量较难满足这样的燃烧温度。而生物质资源是一种具有产量高、形成周期短、对环境友好的优良的固体燃料。如何将难以满足水泥窑燃烧要求的褐煤与生物质能源一起制备出可用于水泥窑燃烧的燃料是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用褐煤与生物质共热解产物制备水泥窑燃料的方法，该方法能将难以满足水泥窑燃烧要求的褐煤与生物质共热解后的产物与褐煤一起混配后用做水泥窑燃料，且该燃料燃烧性能优良。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：

一种用褐煤与生物质共热解产物制备水泥窑燃料的方法，包括：

1)将褐煤、生物质分别干燥、再分别粉碎后得到褐煤试样和生物质试样；

2)将生物质试样与褐煤试样按质量比为3:7～4:6进行配比后混合均匀，然后将混合后的试样进行无氧热解；

3)热解后得到热解产物，热解产物包括热解气体、热解焦油和热解半焦；

4)将热解半焦与褐煤进行混配后得到水泥窑用燃料。

生物质的灰分小于褐煤的灰分，褐煤过低不利于产热热解产物，褐煤过高易结垢，不利于传热；而生物质掺入比较低时二者协同效果不明显，而生物质掺入比高有利于燃亮排灰和传热，但生物质掺入过多时会阻碍褐煤内小分子物质析出，导致反应不完全；经过发明人多次创造性劳动后得出生物质试样与褐煤试样质量比为3:7～4:6进行热解更利于热解产物的析出和提高产物的燃烧和传热性能。

步骤3中，热解得到的气体经冷凝处理后其中高沸点组分通入集气袋密封保存得到热解气，热解气中主要包括H₂、CO、小分子脂肪烃，可作为燃气在工业上使用，还可做液化天然气。

步骤3中热解得到的气体中的低沸点组分在冷凝过程中析出，得到含水热解焦油，含水热焦油经过脱水处理后得到热解焦油，热解焦油中含脂肪类、酚类物质等物质，可用作工业原料提取高附加值化学品，加氢裂解做清洁能源。