[发明专利]清洁、高效的烟煤上点火蜂窝煤

说明书

本发明涉及清洁、高效燃烧的民用燃料--烟煤上点火蜂窝煤。

在我国能源构成中，煤炭构成占能源总耗量的76％。统计资料表明，我国煤炭的84％被直接燃用，每年排入大气的污染物中，有87％的SO₂、有79％的烟尘及67％的NO_x均来源于直接燃烧煤炭。煤烟污染已使我国大气环境日益恶化。所以一般都将煤炭看成是“肮脏、低效”的能源。因此，近二十年来，煤炭转化技术或称清洁煤技术得到广泛研究。

蜂窝煤(含上点火蜂窝煤)是一种主要的民用燃料，国内外均在发展，但在消烟清洁燃烧和提高燃烧效率等方面，尚无明显效果。国内外民用蜂窝煤及煤球都是用无烟煤或半焦做原料，才避免黑烟污染。据检索，近年的新进展(我国90105041.5专利)也只能用部分劣质烟煤或煤泥还要配入矸石去压制蜂窝煤，不能全部使用高挥发分烟煤，特别是粘结性烟煤作主要原料。日本JP58-185689专利的点火剂价格昂贵，每块合人民币1元左右，且只能以无烟煤作煤本体。而且，已有的专利和技术，都不能有效地全面减少煤烟中五种主要污染物的排放量。

本发明的目的，是提供一种能用占我国地质贮量92％的烟煤、褐煤做原料的，能用火柴或报纸点燃的，能够清洁、高效燃烧的烟煤上点火蜂窝煤，以适应国内外对环境保护的紧迫要求。其主要内容如下：

这种上点火蜂窝煤的组成包括有点火剂、引火剂、粘结剂及煤本体。

所用点火剂是：二氧化锰、氯酸盐、硝酸盐等氧化剂；煤炭、炭素等可燃物；加上少量稳定防潮剂(石蜡、松香、硬酯酸钙等)和粘结剂组成。

所用引火剂是：煤炭、炭材、植物或做工业原料用的植物残渣等可燃物；少量硝酸盐或蜡下油等助燃剂；和公知的粘结剂等组成。

点火剂可单独压成点火饼，嵌入煤本体顶部由引火剂压制的引火层中。点火剂也可与引火剂与煤本体一起(三合一)成型。

所用清洁添加剂为电石渣、铝厂赤泥(渣)、钙类氧化物、氢氧化物或碳酸盐等，也可以配入铝厂、纸厂、皮革厂、纺织厂的碱性废水。

煤本体可以全部由烟煤或褐煤构成；也可以采用无烟煤；或几种牌号煤炭配煤。根据来源易得、廉价的原则选用。

这种上点火蜂窝煤的点火剂在每块蜂窝煤用量为6～20g，引入剂用量为对100～160mm的蜂窝煤每块相应用80～200g清洁添加剂的用量：添加剂的克分子数/蜂窝煤中硫的克分子数＝1.3～1.8；煤本体重量为每块约500～20000g。

烟煤中的挥发份，在燃烧到某一温度区间就分解集中析出，因此来不及燃烧净而形成黑烟、黄烟。

煤炭燃烧后的煤灰，和未燃尽的细粒煤，被从燃烧层流过的空气带到烟道，从而产生烟尘污染。

煤炭是不规则的碳环稠环混合物，带含氢侧链。层状燃烧时，一般只有70～80％的燃烧效率，故而都残留有多环芳香烃，造成煤烟中含强致癌物(以B(a)P为代表)的污染。

煤中都含硫和氮，燃烧时又造成煤烟中二氧化硫和氮氧化物(SO₂、NO_x)的污染。

本发明依靠控制成型物料的粒度及其级配，控制成型压力并加入电石渣、钙类物质清洁添加剂，使蜂窝煤燃烧时疏松，以提高型煤孔隙率，从而提高型煤的反应活性，控制加热速度及挥发份析出速度。本发明选用的成型物料粒度为0～6mm，其中0～3mm为80～89％，成型压力为250～850N/cm²，蜂窝煤的孔隙率为14～25％。

粘结性较强的肥煤作成型原料时，胶质层的析出膨胀会导致型煤胀裂。如加大型煤孔隙率，达到孔隙能完全容纳胶质物的总量，可解决任一种烟煤均可成型的问题。

与已有技术对比，本发明取得下列效果：

1由于本发明控制了挥发份的析出速度，加上提高反应活性0.3～4倍，导致燃烧火焰温度增高，使烟煤挥发分充份燃烧而消除黑烟和黄烟。煤烟黑度从原煤的＞2林格曼级降低到上点火蜂窝煤的0.5级以下。

2由于本发明蜂窝煤的反应活性好，增大了孔隙率，加上清洁添加剂的吸附作用，充分吸收住烟煤分解的胶质层和焦油重组份，而不迅速挥发跑掉，使烟煤能高效率、充份燃烧，使煤烟残留的强致癌物(B(a)P等)的排放量比烧原煤减少约62％。

3由于本发明的蜂窝煤加热速度得到控制，蜂窝煤燃烧过程的内、外温差较大，而孔隙率大，又加快了氧气向蜂窝煤内部扩散，形成蜂窝煤内部有一层低温燃烧层，从而可以减少氧化物40％的排放量。