[发明专利]由煤和植物原料制备复合固体燃料的方法以及该复合固体燃料

说明书

本发明涉及一种由粉煤和粉碎的植物原料如木材、甘蔗渣等制备复合固体燃料的方法。本发明还涉及该复合固体燃料。

长期以来，煤一直用作室内加热炉、锅炉等的燃料。一般，上述用途的煤其尺寸约在50-100mm(直径)，为的是便于空气渗透。粉煤具有几个毫米的颗粒尺寸，它是在采煤，运输和选煤过程中形成的，粉煤可以经过与一种合适的粘结剂一起模压，用来制作所说的煤饼。

所说的低级煤如褐煤和沉积的褐煤，它们大量地分布在全世界，而且广泛地用作廉价燃料，但是，它包含高的灰分含量，其值高达30％重量，因而引火不易和热值相对来说偏低。此外，这些低级煤产生较多的烟灰烟雾和较多的由熔融灰分形成的煤渣。

作为一个对策，人们已建议把粉煤尤其是低级煤颗粒与干燥和粉碎的植物原料如木材、甘蔗渣等混合，并经过模压后得到复合固体燃料。

上面所指的复合固体燃料一般通过下列方法制备，将煤和植物原料各自独立地进行干燥和粉碎成尺寸不超过几毫米的碎屑，然后把它们尽可能地混合均匀，如果需要可加入一种粘结剂，该混合剂与原料中的一种原料有关，然后把此混合物加入到模压机中，比如这样一种煤块模压机，在该机器内部有一对对向双辊，在辊周围有模压凹槽，煤饼料是被一斗状套筒内的旋转蜗杆或螺杆加到双辊上的，其中套筒安装在双辊上方。

该复合固体燃料能由各种各样的煤，特别是低级煤如褐煤和沉积褐煤作为原料而制成。各种植物包括甘蔗渣以及碎木材均能用作植物原料。

虽然由低级煤制成了复合固体燃料，但是，其中包含高达30％重量的灰分含量和5-8％重量的硫含量，这样，包含较多硫氧化物的废气将与烟灰烟雾一起排放到大气中，从而造成环境污染。

本发明的一个目的是提供一种由粉煤与粉碎的植物原料尤其是碎木材和甘蔗渣有效地制备复合固体燃料的方法，以使该复合固体燃料在燃烧时，显著地和最大限度地减少在产生的废气中硫氧化物的量。

上述目的可以由包括下列步骤的方法来达到，这些步骤是，干燥并随之粉碎这两种原料，将这些粉碎的原料均匀地混合，以使得混合物所含植物原料的含量在大约20％至25％重量范围，然后，对该混合物进行模压，把熟石灰加到该混合物中，其用量使得所含钙量与总的硫含量(主要包含在煤原料中)之摩尔比为大约1.0-1.8。

复合固体燃料(尤其是粉煤原料)中硫含量与所加熟石灰的钙在燃烧过程中反应，以硫化钙的形式存在于燃烧灰分中。由于大约80％重量的总的硫含量(主要包括在煤原料中，及包含在灰分中)能因此固定下来，因而不仅能够大大减少硫氧化物(尤其是二氧化硫)的量，否则，它将与烟灰烟雾一起排放到大气中去；而且，因为有相当多的量包含在煤灰含量中，就大大减少了煤渣的含量。

以下将给出本发明的一个实施例。

(1)复合固体燃料的制备

首先，根据此实施例用来制备复合固体燃料的煤和木材(白杉和杉)原料，其元素分析之结果示于表1。

                      表1

 灰分量      C      H     N     O     总S^*  煤    11.36    72.99  4.82  1.08  7.88  2.15  木材  0.81     52.10  6.14  0.10  40.82 0.04*S值包括含在煤原料的灰分含量中的硫。

向粉煤原料(颗粒尺寸不超过3mm)和含量为20％(重量)、粉碎的木材原料(颗粒尺寸不超过2mm)的混合物中，加入各种量的熟石灰，以便找出所需加入的量。将该均匀混合物加入到一制块机(辊的直径为250mm)中，以进行相应于约300HPa压力的模压。

(2)废气分析

一填充有样品煤块的石英玻璃燃烧管(内径28mm)放在一控温在300℃的电热炉内预处理。样品经加热20分钟后，通入空气(1.6升/分)，由于燃烧样品，温度在40分钟内逐渐升到700℃。收集燃烧气体和残留空气，以便进行分析，测定二氧化硫的量。

(3)实验结果