[發明專利]一種民用潔凈焦炭及其加工方法

在審

• 申請號: 201710754932.9
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107474862A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 張智聰;劉守軍;杜文廣;楊頌
• 申請（專利權）人: 太原理工大學;太原科瑞康潔凈能源有限公司
• 主分類號: C10B57/06
• 分類號: C10B57/06
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 劉寶賢

技術領域

本發明涉及一種民用潔凈焦炭及其加工方法。

背景技術

煤炭燃燒是我國目前乃至今后相當長時期獲取能源的主要方式，大量煤炭直接燃燒排放的粉塵、二氧化硫、氮氧化物等對生態環境，尤其是大氣環境造成了嚴重的危害，導致我國大氣環境污染嚴重，霧霾天氣頻發?；谌济何廴粳F狀，國家先后出臺了一系列的法律與法規，并采取了強有力的懲罰措施。盡管這些條例的實施對燃煤污染程度的加劇起到一定的遏制作用，但距離要達到的環保目標仍差之甚遠。

事實上，農村家用燃煤對環境污染不容忽視。據初步測算，北方農村每燃燒1噸高揮發原煤，將會排放2.5噸以上的二氧化碳(碳排放系數0.67)、150千克以上的其它染污物(碳氧化率0.85)。2014年民用散燒用煤量為1.6億噸，僅占全國用煤量的3.8％，以二氧化硫排放為例，我國電廠年排放量為200萬噸，民用散燒則高達320萬噸，是電廠排放總量的1.6倍。此外，民用散燒用煤的煙塵污染、氮氧化物污染、灰渣污染等一系列問題對生態環境的破壞更是不可估量。然而，受地域、經濟、文化等因素的影響，解決起來十分困難。要想從根本上解決農村及小城鎮的燃煤污染問題，為這些地區提供優質、低價、清潔的替代燃料是當務之急。

為了解決散燒用煤的污染問題，我國于20世紀70～80年代開發出了型煤，但發展較為緩慢。型煤是以粉煤為主要原料，按具體用途所要求的配比、機械強度和形狀大小經機械加工壓制成型的，具有一定強度和尺寸及形狀各異的煤成品。型煤需要添加一定比例的粘結劑和燃煤助燃劑，影響其推廣的缺點主要有：

1、熱值較低，型煤需要添加大量黏土作為粘結劑，熱值在4000～5000kcal/kg之間。

2、著火點高，不易引燃，且火焰短、上火慢；停爐時易斷火，燒不凈，灰渣中含碳量高。

3、固硫效果差，添加固硫劑的型煤，固硫率一般只有45％左右。

關于燃煤助燃劑的專利已有很多，如CN90105106.3公開了一種燃煤助燃劑，它含有硼泥、石灰石、鋁礬土、白泥、錳渣、氧化鐵、植物碎屑以及碳酸鈉、硝酸鈉、氯化鈉三種鈉鹽中的至少一種，該助燃劑可明顯改善燃燒狀況，提高爐火溫度；CN97105154.2公開一種適用于多種煤的燃煤助燃劑，由硼泥、電石灰、石灰石、鐵選尾礦渣、二氧化錳、生產重鉻酸鉀的廢渣、生產重鉻酸鈉的廢渣、鋁礬土、氫氧化鈉、碳酸鈉、硝酸鈉、氧化鈉和植物碎屑按一定比例組成，使用時將助燃劑與煤按一定比例混合均勻即可；CN201310417513.8公開了一種節能高效燃煤助燃劑及其制備方法，其配方由氧化鋅和二氧化錳組成，可提高煤的燃燒活性和點火性能、火焰溫度。這些助燃劑均是針對燃煤開發的產品，大都采用助氧燃燒的技術原理，直接加入燃煤，促使煤炭充分燃燒，起到助燃、增能、節煤的作用。由于民用潔凈焦炭需要經過高溫干餾的特殊工藝，燃煤助燃劑中的大部分組份會因高溫分解而失效，不再具有助燃能力；因此，無法使用現有燃煤助燃劑。

發明內容

本發明的目的是提供一種易點火、火焰長、升溫速度快、燃燒持續時間長脫硫效果好的民用潔凈焦炭及其加工方法。

本發明使用木炭粉與現有文獻報道的助燃劑存在顯著區別，主要表現在：1)降低著火溫度的機理不同。傳統燃煤助燃劑自身為易燃物，因其著火溫度低，靠自燃引燃煤炭，因此，加入助燃劑后絕對禁止高溫處理，否則將失去助燃效果；本發明助燃源于復合氧化物的催化作用。首先在高溫干餾還原條件下，依靠助劑的催化氣化作用在焦炭表面與內部形成碳缺陷，成為氧化燃燒的起燃點；另外，復合助劑在高溫還原氣氛下，會形成少量金屬微晶，遇氧氣極易燃燒放熱形成局部高溫點，從而引燃焦炭。木炭粉作為還原劑和活化劑，添加至民用焦炭原料中，在高溫干餾時促進了碳缺陷及金屬微晶的形成，與復合添加劑中的其它成分一起作用，降低民用焦炭的著火溫度。2)加入階段不同。傳統燃煤助燃劑多在型煤制備前加入，然后經混合、粘結、冷壓成型；或與散煤混合后直接入爐燃燒。本發明的助劑在干餾配煤時加入，經混合、搗固、高溫干餾成為民用潔凈焦炭。