一種新型燃料、生產方法及生產設備與流程

2023-05-05 16:45:16 1

本發明涉及新能源領域，具體地說，是涉及一種基於新型燃料、生產方法及生產設備。

背景技術：

我國是世界第二大能源消費國，並且一次能源以煤為主，目前我國煤的生產與消費在一次能源構成中佔75％以上，成為世界上最大的煤炭生產和消費國。根據我國能源資源的特點和社會經濟狀況可以預測，在未來相當長的時間裡，我國仍將是煤炭主要的生產和消費國。

我國煤炭保有儲量、資源量和預測資源量總計達55,697億噸，其中低變成程度的煙煤和褐煤佔煤炭保有儲量的50％以上，而這些煤炭資源多分布在內蒙和新疆等邊遠地區。如何潔淨、高效、合理地利用我國有限的煤炭資源，特別是西北部的高內水低熱值的低變質程度的煤炭資源，對於我國的社會和國民經濟的可持續發展具有非常重要的戰略意義和實際意義。

目前，全國範圍內都是霧霾的重災區，治理霧霾是首要解決的問題，以大連市為例，自霧霾問題引起重視之後環保局命令拆除10噸以下小鍋爐（約4000臺），其中生產型企業用的蒸汽爐約佔1000多臺，而如何解決這些企業的生產用燃料問題，同時又要保證環保的要求是亟待解決的問題。

現有的型煤煤型塊大並且需配備專用爐具，適用範圍窄，燃燒不充分，清理爐渣需大量時間，成型率低，後期破損大，乾燥時間長，倉儲運輸困難，並且在實際生產過程中，是由人工操作，勞動強度大，還浪費工時。

技術實現要素：

本發明的目的是解決上述技術的不足，提供一種新型燃料、生產方法及生產設備，該新型燃料是長焰煤，燃燒時間長，揮發份延長30%以上，燃燒火焰溫度高，達到環保要求的同時實現無煙排放。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種新型燃料，包括以下重量份數的組分：

原煤20-60份；

無煙煤5-25份；

生物質顆粒1-10份；

煤粉20-40份。

優選地，包括以下重量份數的組分：

原煤30-50份；

無煙煤8-15份；

生物質顆粒4-8份；

煤粉25-35份。

優選地，所述新型燃料還包括：生石灰、助燃劑和煤炭改性劑，其中，生石灰重量份數為1-5份，助燃劑重量份數為0.001-1份，煤炭改性劑重量份數為1-10份。

優選地，所述新型燃料還包括粘合劑，該粘合劑為苦土和滷水組成的混合物，其重量份數為1-10份。

優選地，所述新型燃料為扁球形、橢球形、球形、立方體形、星形、稜柱體形或稜錐體形。

優選地，所述生物質顆粒，為草本科植物、農業廢棄物、林業生物質、水生植物、能源植物、或它們的混合物。

本發明還公開了一種新型燃料的生產方法，包括步驟：

備料；

混合攪拌；

粉碎；

擠壓成型。

優選地，在所述粉碎和擠壓成型之間還設有儲料的步驟。

優選地，所述生產方法，進一步為，

1）備料：將原煤、無煙煤、生物質顆粒和煤粉風乾，風乾後水分在10%-20%之間，混合，同時將生石灰、助燃劑、煤炭改性劑和粘合劑混合加入，得到燃料混合物；

2）混合攪拌：將所述燃料混合物加入攪拌機內，攪拌均勻；

3）粉碎：將步驟2）中攪拌均勻的燃料混合物輸送至粉碎機，進行粉碎，粉碎後燃料混合物的粒度不超過3毫米；

4）儲料：粉碎後的燃料混合物輸送至儲料機進行儲料；

5）擠壓成型：儲料機內的燃料混合物輸送至成型機，擠壓成型，包裝。

本發明還公開了一種新型燃料的生產設備，包括順次連接的混合攪拌機、第一輸送機、粉碎機、第二輸送機、儲料機、第三輸送機、以及成型機，其中，混合攪拌機的出口與第一輸送機的入口相對應，第一輸送機的出口與所述粉碎機的入口相對應，所述粉碎機的出口與第二輸送機的入口相對應，第二輸送機的出口位於所述儲料機的上方，所述儲料機的出口與第三輸送機的入口相對應，第三輸送機的出口位於成型機的上方，成型機內設有兩個運動方向相對的成型輥，兩個成型輥相配合，成型輥上設有均勻分布的凹槽。

該潔淨燃料是長焰煤，將一定比例的清潔燃料煤粉，添加長焰精煤、無煙煤、生物質顆粒等，經過晾曬、攪拌、粉碎、擠壓成型製成雞蛋大小的扁球形的燃料塊。燃燒過程中，當燃燒爐的爐溫達到50℃時，燃料塊內的生物質顆粒首先燃燒，生物質顆粒燃燒後其空出空隙，燃料塊自然爆裂，在鼓風機的作用下，使得揮發份更長，其溫度更高，自然形成沸騰燃燒，促進爐膛內的溫度迅速上升。本申請的長焰煤新型燃料經環保部門測試，各項指標完全合格。

與現有技術相比，本發明所述新型燃料、生產方法及生產設備，達到了如下效果：

本發明的新型燃料長焰煤燃燒火焰高度在30cm以上，完全能夠滿足任何形式的爐膛，燃燒時間延長4-6小時，火苗的揮發份延長30%以上，火苗溫度提高300-400℃，燃燒後無煙，達到了節能減排的效果；

本發明的新型燃料可以用於各種爐膛，可用於生產爐，尤其是鏈條爐，克服了長焰煤不能在鏈條爐上燃燒的難點；

本發明的生產方法工藝簡單，易實現，機械化流程節省了人工成本，產率高；

本發明的生產設備生產穩定，日產量可達到300噸以上，成型率高。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明新型燃料的生產設備示意圖；

其中：1-混合攪拌機；2-第一輸送機；3-粉碎機；4-第二輸送機；5-儲料機；6-第三輸送機；7-成型機，11-攪拌輥；51-儲料輸送帶；71-成型輥。

具體實施方式

如在說明書及權利要求當中使用了某些詞彙來指稱特定組件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求並不以名稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的準則。如在通篇說明書及權利要求當中所提及的「包含」為一開放式用語，故應解釋成「包含但不限定於」。「大致」是指在可接收的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。說明書後續描述為實施本發明的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本發明的一般原則為目的，並非用以限定本發明的範圍。本發明的保護範圍當視所附權利要求所界定者為準。

以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明，但不作為對本發明的限定。

實施例1：

本實施例提供一種新型長焰煤燃料，包括以下重量份數的組分：

原煤60份；

無煙煤5份；

生物質顆粒1份；

煤粉20份；

生石灰1份；

助燃劑0.001份；

煤炭改性劑1份；

粘合劑1份。

其中，助燃劑為高錳酸鉀，當然也可採用其它成分的助燃劑，這裡的煤炭改性劑直接購買自哈爾比工業大學煤炭與工程研究所。該粘合劑為苦土和滷水組成的混合物，苦土的成分為氧化鎂，滷水的成份主要是氯化鎂、硫酸鈣，氯化鈣及氯化鈉。原煤的熱值需要達到6000大卡/kg。無煙煤固定碳含量高，揮發分產率低，密度大，硬度大，燃點高，無煙煤的添加有效地延長了燃燒時間，起到了控制溫度的作用，無煙煤的添加量達到10%，可延長燃燒時間4-6小時，無煙煤的添加促進了其他燃料在4-6小時內固定碳燃盡，起到控制著火面的溫度的作用。

本發明燃燒過程中，當燃燒爐的爐溫達到50℃時，燃料塊內的生物質顆粒首先燃燒，生物質顆粒燃燒後其空出空隙，其他原料燃燒，燃料塊自然爆裂，在鼓風機的作用下，使得揮發份更長，其溫度更高，自然形成沸騰燃燒，促進爐膛內的溫度迅速上升。這裡的生物質顆粒可以為草本科植物、農業廢棄物、林業生物質、水生植物、能源植物、或它們的混合物，只要滿足是生物質顆粒即可，粒度在4mm以下。

做成的新型燃料可為扁球形、橢球形、球形、立方體形、星形、稜柱體形或稜錐體形。本實施例中為扁球形，具體形狀以實際需要為準。

製作上述新型燃料的生產方法，包括步驟：備料；混合攪拌；粉碎；擠壓成型。當然也可以在粉碎和擠壓成型之間設有儲料的步驟。

具體生產方法如下：

1）備料：將上述重量份數的原煤、無煙煤、生物質顆粒和煤粉風乾，風乾後水分在10%-20%之間，混合，同時將上述重量分數的生石灰、助燃劑、煤炭改性劑和粘合劑混合加入，得到燃料混合物；這裡的水分在15%左右，以能夠抓起後成團鬆手後不鬆散為基準。

2）混合攪拌：將所述燃料混合物加入攪拌機內，攪拌均勻；

3）粉碎：將步驟2）中攪拌均勻的燃料混合物輸送至粉碎機，進行粉碎，粉碎後燃料混合物的粒度不超過3毫米；粉碎的過程也是一個增強攪拌的過程，使得原料之間混合更均勻。

4）儲料：粉碎後的燃料混合物輸送至儲料機進行儲料；

5）擠壓成型：儲料機內的燃料混合物輸送至成型機，擠壓成型，包裝。這裡需要說明的是當添加的輔助劑中如果不含粘結劑時需要增設烘乾乾燥的過程，由於本實施例中添加了粘結劑，所以可以直接包裝冷乾燥。生產出的燃料塊形狀可以為扁球形、橢球形、球形、立方體形、星形、稜柱體形或稜錐體形。本實施例中為扁球形，具體形狀以成型機中模具的形狀而定。

實施例2：

本實施例提供一種新型長焰煤燃料，採用以下重量份數的組分：

原煤20份；

無煙煤25份；

生物質顆粒10份；

煤粉40份；

生石灰5份；

助燃劑1份；

煤炭改性劑10份；

粘合劑10份。

生產方法按照實施例1中的方法進行生產。

實施例3：

本實施例提供一種新型長焰煤燃料，採用以下重量份數的組分：

原煤45份；

無煙煤10份；

生物質顆粒5份；

煤粉30份；

生石灰2份；

助燃劑0.01份；

煤炭改性劑3份；

粘合劑2份。

生產方法按照實施例1中的方法進行生產。

實施例4：

本實施例提供一種新型長焰煤燃料，採用以下重量份數的組分：

原煤50份；

無煙煤8份；

生物質顆粒4份；

煤粉25份；

生石灰1份；

助燃劑0.001份；

煤炭改性劑1份；

粘合劑1份。

生產方法按照實施例1中的方法進行生產。

實施例5：

本實施例提供一種新型長焰煤燃料，採用以下重量份數的組分：

原煤50份；

無煙煤15份；

生物質顆粒8份；

煤粉35份；

生石灰5份；

助燃劑1份；

煤炭改性劑10份；

粘合劑1-10份。

生產方法按照實施例1中的方法進行生產。

實施例6：

本實施例提供一種新型長焰煤燃料，採用以下重量份數的組分：

原煤40份；

無煙煤11份；

生物質顆粒5份；

煤粉36份；

生石灰3份；

助燃劑0.06份；

煤炭改性劑5份；

粘合劑6份。

生產方法按照實施例1中的方法進行生產。

實施例7：

結合圖1，在實施例1的基礎上結合生產方法，本實施例提供一種生產上述新型燃料9（長焰煤）的生產設備，包括順次連接的混合攪拌機1、第一輸送機2、粉碎機3、第二輸送機4、儲料機5、第三輸送機6、以及成型機7，其中，混合攪拌機1的出口與第一輸送機2的入口相對應，第一輸送機2的出口與所述粉碎機3的入口相對應，所述粉碎機3的出口與第二輸送機4的入口相對應，第二輸送機4的出口位於所述儲料機5的上方，所述儲料機5的出口與第三輸送機6的入口相對應，第三輸送機6的出口位於成型機7的上方，成型機7內設有兩個運動方向相對的成型輥71，兩個成型輥71相配合，成型輥71上設有均勻分布的凹槽。

從圖1中可以看出混合攪拌機1為雙軸攪拌機，設有兩個攪拌輥11，攪拌輥11通過電機帶動（附圖中未畫出電機的結構）攪拌棍上設有多個攪拌刀，攪拌刀橫向均勻分布在攪拌輥11上，沿著攪拌輥11的圓周方向設置至少3個攪拌刀，這種結構能夠實現均勻攪拌的目的。混合攪拌機1的出口位於混合攪拌機1的右下方，出口下方正對著第一輸送機2，第一輸送機2外邊緣設有梯形擋板，以防原料飛濺，通過第一輸送機2將混合好的燃料混合物輸送至粉碎機3，從圖中可以看出第一輸送機2的一端位於混合攪拌機1的右下方，另一端位於粉碎機3上方入口處並且深入粉碎機3的側壁內，這樣減少了燃料混合物的飛濺，可以直接進行粉碎。粉碎機3的結構與現有技術中粉碎煤的粉碎機3結構相同，粉碎機3的出口位於底部，粉碎機3出口的正下方設有第二輸送機4，第二輸送機4的另一端位於儲料機5的正上方，儲料機5是一個橫截面為梯形的容器，容器底部設有儲料輸送帶51，儲料機5的出口位於右下角的位置，由於儲料輸送帶51的作用，落入到儲料機5內的燃料混合物可以源源不斷的輸送至儲料機5的出口。儲料機5出口的正下方設有第三輸送機6，第三輸送機6的另一端位於成型機7的正上方，從圖中可以看出，成型機7的上方為進料倉，中間位置設有兩個成型輥71，這兩個成型輥71的運動方向均向內，電機帶動成型輥71運轉後，由於成型輥71上均勻分布的凹槽（本實施例中為半球形，也可以為其它形狀，凹槽的形狀是以要生產的燃料塊的形狀而定，如果生產的燃料塊為橢球形，那麼凹槽的形狀就是半個橢球形即可），所以燃料混合物落入到凹槽內後在成型輥71相對運動的壓力作用下達到成型的作用。

上述說明示出並描述了本發明的若干優選實施例，但如前所述，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述發明構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附權利要求的保護範圍內。