[發明專利]一種復合固體燃料

無效

• 申請號: 200810010866.5
• 申請日: 2008-04-01
• 公開（公告）號: CN101250453A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 韓秀明;關永臣
• 申請（專利權）人: 本溪市鶴騰鐵塑制品廠
• 主分類號: C10L5/04
• 分類號: C10L5/04
• 代理公司: 本溪新科專利事務所
• 代理人: 何軍

技術領域：

本發明涉及一種復合固體燃料。

背景技術：

煤是一種碳質固體燃料。煤按形成階段和炭化程度的不同，通常將其分為泥煤、褐煤、煙煤和無煙煤。為了使煤能適應于各種不同的工藝或用途，需要對煤進行加工，在一般情況下，用揮發物含量適宜的煙煤和泥煤制作冶金焦炭；而將揮發物含量較低的無煙煤、無煙碎煤、低級煙煤粉及褐煤作為無煙燃料使用，但，所述構成無煙燃料的煤直接燃燒不僅污染周邊環境，而且熱值也很難達到理想的程度，所以，為使上述的煤能轉化為價值更大的燃料，通常將其與膠結劑混合后壓成所需大小的塊狀型煤；另外，煤矸石是采煤和洗煤過程中排出的含炭巖石及巖石，是煤礦建設、生產過程中的廢棄物。在現有技術中，綜合利用煤矸石的一種技術啟示是將其作為型煤的一部分。

中國專利1074041C號公告的名稱為“節能環保工業型煤制品”提出一種制作型煤的方案。該型煤包括25-50份的大同煙煤或京西半煙煤、10-20份垃圾土或煤矸石、1-3份石灰、1-3份粘結劑及1份助燃劑，其中的粘結劑采用骨膠或樹脂膠。該種型煤制品是采用煙煤或半煙煤為主料，而煙煤或半煙煤是冶金焦炭主要原料，用其制作型煤是對煤資源的一種浪費，另一個問題是煙煤或半煙煤在燃燒的過程中會產生硫化氫、二氧化碳、一氧化碳和二氧化硫等污染氣體，雖然型煤中添加石灰這種固硫物質，但也不能有效地阻礙所述污染氣體揮發；同時該型煤采用骨膠或樹脂膠作粘結劑，而骨膠或樹脂膠具有相對高的成本；另外，從該專利所披露的內容來看，雖然其也提出對煤和煤矸石進行粉碎和輥壓等工序，但由于煤矸石只有粉碎一定細度的情況下才具有粘結性，如果該專利沒有認識到利用煤矸石可兼作粘結劑這一特性，會將煤矸石粉碎成較大顆粒，因為顆粒越大成本越低。

CN1037615C號公告的名稱為“一種氣化用型煤”采用90-94％的無煙煤和5-9％的煤矸石細粉，以及0.3-1.5％的木質素磺酸鈣。雖然該專利提出煤矸石可兼作粘結劑的技術啟示，但因其沒有添加氧化劑等輔助其燃燒的助劑，這樣，如果型煤中煤矸石含量過多，會直接影響其燃燒性能，而煤矸石含量少會增加型煤的成本。另外，CN1063778C披露的名稱為“一種凈化工業型煤的生產方法”給出低質煤、爐灰渣、煤矸石可占型煤的30-40％，凈化粉占2-5％、粘合劑占2-5％，型煤中添加5％的粘合劑足以使其成型，所以，該型煤中添加煤矸石的目的不是為了增加粘結性，而只是為了利用煤矸石中所含的碳質燃料部分，所以，為了降低型煤的成本，煤矸石不易粉碎過細。

就型煤而言，要想降低成本，且又要達到理想的熱值，至少應該具備以下三個條件：其一是采用低成本且能產生熱值的粘結劑；其二是能使低質煤燃燒后能釋放出大的能量；其三是各物料配伍合理。然而，在現有技術中還沒有發現能同時滿足上述三個條件的型煤。

發明內容：

本發明的任務是提供一種利用能使低成本的煤矸石燃燒，同時又能使其兼作粘結劑的方式解決型煤成本和熱值問題的復合固體燃料。

本發明所提出復合固體燃料包括以下重量百分比的物料：煤粉40％-75％，煤矸石粉20％-50％，添加劑5％-40％。因煤矸石中含有粘土礦物，當其粉碎到一定細度后就是一種天然的粘土質原料，可用其兼作粘結劑。由于煤中的有機質是以芳香環為主，芳香環上含有硫、氧、氮的官能團，這些官能團由非芳香部分或醚鍵連接構成數個結構單元，形成空間立體結構的高分子化合物，而高分子化合物化學性能相對比較穩定，不易燃燒，所以，在型煤中加入添加劑以促進其燃燒。添加劑加入的數量和種類可視構成型煤原料的質量來確定，如果型煤中低質煤和煤矸石占有的份額較大，所加入的添加劑可以采用多加氧化劑的方式來破壞煤的化學鍵，使其變為低分子化合物，以形成自由基，讓自由基在高溫下發生縮合反應生成半焦物質來提高型煤的熱值；如果型煤中煤矸石粘合力不足，添加劑中可多添加纖維材料；而如果型煤中硫含量較大，可選擇多添加固硫材料，如生石灰等。

所述添加劑包括氧化劑，該氧化劑由高錳酸鉀和硝酸鹽或亞硝酸鹽構成。硝酸鹽包括硝酸鉀或硝酸氨或硝酸鈉或包括硝酸鉀、硝酸氨、硝酸鈉中兩種或三種物料的混合物；亞硝酸鹽包括亞硝酸鉀或亞硝酸氨或亞硝酸鈉或包括亞硝酸鉀、亞硝酸氨、亞硝酸鈉中兩種或三種物料的混合物。型煤中添加氧化劑可使煤的化學鍵斷裂，使其發生縮合反應。氧化劑中的高錳酸鉀是一種強氧化劑，其在240℃即開始分解成氧原子，當煤燃燒溫度達到450℃～550℃時，第二個強氧化劑硝酸鉀開始分解成氧分子，在此期間可有效的控制CO₂的還原率。