[发明专利]结块燃料

说明书

本发明一般涉及结块燃料，具体所涉为用碳质材料和纤维素材料混合制造的结块燃料。碳质材料如煤、焦炭、木炭或焦化煤（coalchar），或泥炭;纤维素材料使用诸如锯末及木渣等。

使用煤或煤炭产品制造结块燃料，在现有技术中已有广泛叙述。例如美国专利第233，687号中所公布，是将木料或木产品，在加热炉中用木材闪燃点以下的温度加热。在木材完全炭化以后，加压成结块。但用这方法制造的块体，遇水后易于降质。

这种燃料块常用煤式煤炭产品制造。由于煤具有高能量，故为特别良好的燃料供源。但多数煤或煤炭产品在制造结块时存在的一个问题，是在成型的需要有一种粘结剂，以保持完成产品的整体结构。常用的粘结剂有如淀粉及以沥青为基础的产品。然而这几种类型的粘结剂相当昂贵。每吨数终产品需要增加成本达＄70美元。

至今为止不用粘结剂制造结块的一个缺点是：制造出的产品倾向于在上面产生裂缝和断裂，然后则粉碎而瓦解。此外还不能经受碰撞或潮湿。因此，不用粘结剂制造的结块在包装时及运输途中易被损坏。

有一件透露用煤制造的、无粘结剂燃料块的专利，其号为美国专利第905，693号。将煤加热到炭化开始以下的温度。然后略微加冷，压成煤砖。这方法所存在的一个问题，是必须将煤作多次加工，才能压制。这就给煤砖制造过程增加时间和费用的消耗。

美国专利第1，102，591号揭示了利用木材副产品的木质燃料块的制造方法，其中约掺入5～15%的木炭，焦炭或类似物质作粘结剂。这种燃料块以木材为主，其能量不及煤砖为高。

不用粘结剂制造褐煤（brown    coals    and    lignites）煤砖并无新颖性，但是，由于其总比能相当低，而含灰份及硫的量有时很高，故这种燃料块的商业价值低于硬黑煤。

简言而之，本发明为一种生产结块燃料的方法，包括将碳质材料及纤维素材料混合，把这混合物在适当温度和压力下压制，温度和压力要求能把混合物中多余的水份除去。碳质材料有如煤、焦炭、木炭或焦化煤及泥炭。纤维素材料有如木屑，植物叶碎屑，树皮碎屑，蔗渣，椰子壳碎屑和谷壳等。这方法在相当大程度上消除了混合物的弹性和弹性后效。在本发明中，与习见的结块燃料制造方法不同，不使用粘结剂。

举例而言，纤维素材料相对于碳质材料最好的比例是约在1∶1和1∶6之间。

而且混合物的含水量最好在重量的3%到25%之间，更好是在重量的10%到14%之间。

此外，混合物压块压力，宜在150MPa（兆帕斯卡）和650MPa之间，温度约在120℃和320℃之间。

在方法方面，本发明也提出了制造一种燃料块的条件，包括将纤维素材料和碳质材料混合，在适当的温度和压力下将混合物压制，使此温度和压力足以消除混合物中过多的水份，在相当大的程度上消除混合物的弹性，在相当大的程度上消灭弹性后效，把混合物的构成成份结合起来。

更具体讲，燃料块含有纤维素材料和碳质材料的一种混合物，上述纤维素材料的含水量约在重量的10%和15%之间，上述碳质材料选自一组物质，其中包括煤、焦炭、木炭，焦化煤和泥炭，该碳质材料含水重量占3%到25%，上述纤维素材料及上述碳质材料在上述混合物中的质量比例在1∶1及1∶6之间。这混合物约在150到400MPa和150℃到195℃之间加压。温度在120℃到320℃之间时，则加压压力约在150到650MPa之间。

而且，由于木屑中的灰份和硫的含量可以不予考虑，是则有些碳质材料中含有的高量灰分和硫可以减少到80%，或按燃料块原料混合物中的锯末比例相应降低。

此外，至今日止，制造燃料块之煤末和洗煤尾渣常被认为是高价的副产品，而今，通过采用本发明，则可作为经济效益的利用，产生节约能源成本的燃料块。

在用木炭和焦化煤制造燃料块时，可以按比例用锯末补充炭，以降低20%到80%的含炭质量。

在制块的过程中，由于所含锯末的碳化，造成物质的分子混合，乃能产生无烟燃料块，与常用的木炭或使用粘结剂的木炭砖相比，在能源成本方面可以提供较大的节约。

这燃料块的结构强度可以调节到通常燃料块强度的十七倍，致使在1800℃温度下燃烧时，在燃炉中叠放不因本身重量的作用而降低质量。

把本发明的混合物压实，可以产生有明显表面光泽的燃料块，给予块体的耐水性和硬度。

据此，本发明的一个目的是提出一种制造燃料结块的方法。

本发明的另外一个目的，是提出一种用煤制造的燃料结块的方法。

本发明还有一个目的，是提出一种制造不用粘剂的燃料块的方法。