本發(fā)明涉及褐煤提質(zhì)及生物型煤制備領(lǐng)域，尤其涉及一種褐煤脫水提質(zhì)制備生物質(zhì)型煤工藝。
背景技術(shù)：
褐煤是世界上豐富而廣泛存在的化石資源，我國褐煤資源儲量相當豐富，第三次全國炭資源調(diào)查表明，全國已探明的褐煤保有儲量高1311.42億噸，約占全國煤炭保有儲量的13％。然而它卻受到自身高水分、高灰分、低熱值、低灰熔點、熱穩(wěn)定性差和容易風化自燃等特點的影響，限制了其使用范圍和利用途徑。而傳統(tǒng)粗放的褐煤利用(發(fā)電)方式最終會威脅到它的有限的資源屬性，也會惡化環(huán)境，因此，褐煤在利用前必須對其進行提質(zhì)。
而生物質(zhì)型煤將不可再生的化石能源與可再生的生物質(zhì)能結(jié)合起來,具有著火點低、燃燒速度快、不冒煙、可固硫、燃燒充分、灰渣含碳量低且不結(jié)渣等優(yōu)點。生物質(zhì)與煤炭混合燃燒，可以緩解當前優(yōu)質(zhì)煤炭資源短缺的能源現(xiàn)狀，同時還能充分利用生物質(zhì)資源的優(yōu)點，降低煤炭在燃燒過程中CO2，NOx和SOx的排放。同時混合生物質(zhì)可直接減少依靠燃燒化石燃料而產(chǎn)生的二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物的排放量，最終實現(xiàn)褐煤和生物質(zhì)的高效潔凈利用，但也存在粘結(jié)劑選擇不理想、原料不能均勻混合等諸多問題。由于生物質(zhì)型煤所具有的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢、熱穩(wěn)定性優(yōu)勢以及氣化過程中的協(xié)同作用，以提質(zhì)褐煤制備的生物質(zhì)型煤可以實現(xiàn)煤炭潔凈化利用的同時還可以作為氣化原料，實現(xiàn)更高價值的開發(fā)利用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種褐煤脫水提質(zhì)制備生物質(zhì)型煤工藝，用以解決現(xiàn)有褐煤脫水效率低、生產(chǎn)成本高、生物質(zhì)能源利用率低、不環(huán)保的問題。
本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種褐煤脫水提質(zhì)制備生物質(zhì)型煤工藝，該制備工藝流程如下：
S1、原料破碎作業(yè)：對褐煤進行破碎分解，對生物質(zhì)進行破碎分解；
S2、一級混料作業(yè)：將褐煤顆粒、生物質(zhì)顆粒與高效復合型粘結(jié)劑混合，將混合料給入螺旋送料機進行一級混合并將其向外輸送；
S3、氣流輸送作業(yè)：利用空氣壓縮機使加熱到200℃的干燥空氣在氣流輸送管道內(nèi)形成氣流，氣流推動來自螺旋送料機的混合料在氣流輸送管道內(nèi)進行二級混合并輸送，同時利用200℃干燥空氣對混合料進行一級干燥脫水；
S4、分離攪拌作業(yè)：使用旋風桶利用氣流產(chǎn)生的旋風作用對從所述氣流輸送管道輸送來的混合料進行三級混合，并將空氣與混合料分離，排出濕空氣，在進料口以混合物料質(zhì)量1％-2％的比例通過噴嘴噴淋柴油；
S5、四級混合作業(yè)：使轉(zhuǎn)筒干燥器傾角為6-8°，將固體混合物與油的混合物料從轉(zhuǎn)筒較高一端通入轉(zhuǎn)筒干燥器，利用轉(zhuǎn)筒干燥器筒內(nèi)壁抄板的作用，將物料抄起落下這一過程實現(xiàn)對混合料進行四級混合，同時促進物料向出料口運動；
S6、物料二級干燥作業(yè)：在轉(zhuǎn)筒干燥器內(nèi)利用熱空氣或煙道氣進行并逆流操作對混合料進行二級干燥脫水，干燥至混合料水分低于3％時，通過帶式輸送器向外輸送；
S7、成型作業(yè)：利用輥壓式成型機對從轉(zhuǎn)筒干燥器輸送來的混合料進行成型作業(yè)，在產(chǎn)品出口處安裝與成型模具尺寸對應的篩子，尺寸符合的產(chǎn)品利用傳送帶送至包裝機進行包裝，從篩子漏下的不合格產(chǎn)品破碎后投入轉(zhuǎn)筒進行再次加工。
生物質(zhì)為水分低于25％的林木廢棄物、農(nóng)作物秸稈及動物糞便等；生物質(zhì)顆粒粒徑小于等于7mm，利用剪式破碎機將生物質(zhì)破碎而成。
褐煤顆粒粒徑為5mm，利用可逆式反擊錘式破碎機通過兩端破磨工藝將褐煤破碎而成。
高效復合型粘結(jié)劑的原料按質(zhì)量百分比配比為：生物質(zhì)秸稈12％、濃度為1％的氫氧化鈉溶液100％、氯化鈣0.5％、氫氧化鈣0.7％，以上質(zhì)量百分數(shù)均為相對于氫氧化鈉溶液的質(zhì)量百分數(shù)。
高效復合型粘結(jié)劑的制備方法為：將生物質(zhì)秸稈破碎成粒徑為3-7mm的顆粒，向濃度為1％氫氧化鈉溶液中添加破碎后的生物質(zhì)秸稈顆粒，并加入氯化鈣和氫氧化鈣，在76℃的條件下加熱2h后過濾得到的粘稠狀物質(zhì)，即為高效復合型粘結(jié)劑。
混合料中，褐煤顆粒與生物質(zhì)顆粒的質(zhì)量比大于等于7:3，小于等于8:2；混合料中，高效復合型粘結(jié)劑占總質(zhì)量的10％。
轉(zhuǎn)筒干燥器中，氣流速度為1.2-2.4m/s，轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速為5r/min。
成型作業(yè)過程，將充分攪拌后的混合料利用傳送帶通入輥壓式固化成型機在25-30MPa下冷壓成型。
本發(fā)明有益效果如下：
結(jié)合褐煤脫水提質(zhì)工藝、復合粘結(jié)劑制備工藝、生物質(zhì)型煤制備工藝以及生物質(zhì)型煤氣化優(yōu)勢而自主研發(fā)一套褐煤脫水提質(zhì)制備生物質(zhì)型煤的生產(chǎn)工藝。
在現(xiàn)有褐煤脫水提質(zhì)工藝的基礎(chǔ)上提出褐煤氣流輸送段干燥與混合干燥段兩段脫水提質(zhì)工藝，使得脫水提質(zhì)效果更好，處理成本降低；型煤發(fā)展過程中原料無法有效均勻混合一直是一個制約生物質(zhì)型煤規(guī)?；a(chǎn)的限制因素，為克服現(xiàn)有生物質(zhì)型煤制備中各組分不能有效混合的問題，本工藝通過各組分原料經(jīng)過螺旋進料、氣流輸送、旋風桶物料混合、混料攪拌四段混合，使得原料混合均勻，粘結(jié)劑等添加劑組分分散均勻，型煤質(zhì)量更好；高效復合型粘結(jié)劑為自主研發(fā)制備，粘結(jié)效果好、灰分低、防水性能好、價格低、固硫效果強。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，而且部分特征和優(yōu)點從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所涉及的制備工藝流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中，附圖構(gòu)成本申請一部分，并與本發(fā)明的實施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。
原料選?。罕景l(fā)明通過對原料優(yōu)化選取所使用的生物質(zhì)主要是牛羊糞便和生物質(zhì)秸稈；
本發(fā)明選取的褐煤一般為高水分褐煤；
實施例一：
一種褐煤脫水提質(zhì)制備生物質(zhì)型煤工藝，利用該制備工藝制備生物質(zhì)型煤步驟如下：
S1、原料破碎作業(yè)：選取水分為30％的褐煤，利用可逆式反擊錘式破碎機通過兩端破磨工藝將褐煤破碎分解，破碎分解后褐煤顆粒粒徑為5mm；利用剪式破碎機將水分低于25％的玉米秸稈與牛羊糞混合物進行破碎分解，破碎分解后其顆粒粒徑為7mm。
S2、一級混料作業(yè)：將褐煤顆粒、生物質(zhì)顆粒按照質(zhì)量比8:2混合，再混合物質(zhì)量10％的高效復合型粘結(jié)劑混合，將混合料給入螺旋送料機進行一級混合并將其向外輸送；另將小麥秸稈破碎至粒徑為7mm后，以12％的質(zhì)量比添加至濃度為1％氫氧化鈉溶液中，并加入0.5％氯化鈣，0.7％的氫氧化鈣，在76℃的條件下加熱2h后過濾得到的粘稠狀物質(zhì)，其中質(zhì)量百分數(shù)均為相對于氫氧化鈉溶液的質(zhì)量百分數(shù)。
S3、氣流輸送作業(yè)：利用空氣壓縮機使加熱到200℃的干燥空氣在氣流輸送管道內(nèi)形成氣流，所述氣流推動來自螺旋送料機的混合料在氣流輸送管道內(nèi)進行二級混合并輸送，同時利用200℃干燥空氣對混合料進行一級干燥脫水。
S4、分離攪拌作業(yè)：使用旋風桶利用氣流產(chǎn)生的旋風作用對從所述氣流輸送管道輸送來的混合料進行三級混合，并將空氣與混合料分離，排出濕空氣，在進料口以混合物料質(zhì)量2％的比例通過噴嘴噴淋柴油。
S5、四級混合作業(yè)：使轉(zhuǎn)筒干燥器傾角為6°，將固體混合物與油的混合物料從轉(zhuǎn)筒較高一端通入轉(zhuǎn)筒干燥器，利用轉(zhuǎn)筒干燥器筒內(nèi)壁抄板的作用，將物料抄起落下這一過程實現(xiàn)對混合料進行四級混合，同時促進物料向出料口運動，該步驟中轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速為5r/min。。
S6、物料二級干燥作業(yè)：在轉(zhuǎn)筒干燥器內(nèi)利用熱空氣或煙道氣進行并逆流操作對混合料進行二級干燥脫水，干燥至混合料水分低于3％時，通過帶式輸送器向外輸送，該步驟中氣流速度為2m/s。
S7、成型作業(yè)：利用輥壓式成型機對從轉(zhuǎn)筒干燥器輸送來的混合料進行成型作業(yè)，在產(chǎn)品出口處安裝與成型模具尺寸對應的篩子，尺寸符合的產(chǎn)品利用傳送帶送至包裝機進行包裝，從篩子漏下的不合格產(chǎn)品破碎后投入轉(zhuǎn)筒進行再次加工。
產(chǎn)品為橢球狀固體燃料，平均直徑35mm，成型率為96％以上，抗壓強度為668.4N/個，跌落強度為95.6％，水分小于2％。
實施例二：
S1、原料破碎作業(yè)：選取水分為30％的褐煤，利用可逆式反擊錘式破碎機通過兩端破磨工藝將褐煤破碎分解，破碎分解后褐煤顆粒粒徑為5mm；利用剪式破碎機將水分低于25％的玉米秸稈與牛羊糞混合物進行破碎分解，破碎分解后其顆粒粒徑為7mm。
S2、一級混料作業(yè)：將褐煤顆粒、生物質(zhì)顆粒按照質(zhì)量比7:3混合，再混合物質(zhì)量10％的高效復合型粘結(jié)劑混合，將混合料給入螺旋送料機進行一級混合并將其向外輸送；另將小麥秸稈破碎至粒徑為7mm后，以12％的質(zhì)量比添加至濃度為1％氫氧化鈉溶液中，并加入0.5％氯化鈣，0.7％的氫氧化鈣，在76℃的條件下加熱2h后過濾得到的粘稠狀物質(zhì)，其中質(zhì)量百分數(shù)均為相對于氫氧化鈉溶液的質(zhì)量百分數(shù)。
S3、氣流輸送作業(yè)：利用空氣壓縮機使加熱到200℃的干燥空氣在氣流輸送管道內(nèi)形成氣流，所述氣流推動來自螺旋送料機的混合料在氣流輸送管道內(nèi)進行二級混合并輸送，同時利用200℃干燥空氣對混合料進行一級干燥脫水。
S4、分離攪拌作業(yè)：使用旋風桶利用氣流產(chǎn)生的旋風作用對從所述氣流輸送管道輸送來的混合料進行三級混合，并將空氣與混合料分離，排出濕空氣，在進料口以混合物料質(zhì)量1％的比例通過噴嘴噴淋柴油。
S5、四級混合作業(yè)：使轉(zhuǎn)筒干燥器傾角為8°，將固體混合物與油的混合物料從轉(zhuǎn)筒較高一端通入轉(zhuǎn)筒干燥器，利用轉(zhuǎn)筒干燥器筒內(nèi)壁抄板的作用，將物料抄起落下這一過程實現(xiàn)對混合料進行四級混合，同時促進物料向出料口運動，該步驟中轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速為5r/min。。
S6、物料二級干燥作業(yè)：在轉(zhuǎn)筒干燥器內(nèi)利用熱空氣或煙道氣進行并逆流操作對混合料進行二級干燥脫水，干燥至混合料水分低于3％時，通過帶式輸送器向外輸送，該步驟中氣流速度為2m/s。
S7、成型作業(yè)：利用輥壓式成型機對從轉(zhuǎn)筒干燥器輸送來的混合料進行成型作業(yè)，在產(chǎn)品出口處安裝與成型模具尺寸對應的篩子，尺寸符合的產(chǎn)品利用傳送帶送至包裝機進行包裝，從篩子漏下的不合格產(chǎn)品破碎后投入轉(zhuǎn)筒進行再次加工。
產(chǎn)品為球狀固體燃料，平均直徑35mm，成型率為95％以上，抗壓強度為669.6N/個，跌落強度為96.2％，水分小于2％。
綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種褐煤脫水提質(zhì)制備生物質(zhì)型煤工藝，結(jié)合褐煤脫水提質(zhì)工藝、復合粘結(jié)劑制備工藝、生物質(zhì)型煤制備工藝以及生物質(zhì)型煤氣化優(yōu)勢而自主研發(fā)一套褐煤脫水提質(zhì)制備生物質(zhì)型煤的生產(chǎn)工藝。
在現(xiàn)有褐煤脫水提質(zhì)工藝的基礎(chǔ)上提出褐煤氣流輸送段干燥與混合干燥段兩段脫水提質(zhì)工藝，使得脫水提質(zhì)效果更好，處理成本降低；型煤發(fā)展過程中原料無法有效均勻混合一直是一個制約生物質(zhì)型煤規(guī)?；a(chǎn)的限制因素，為克服現(xiàn)有生物質(zhì)型煤制備中各組分不能有效混合的問題，本工藝通過各組分原料經(jīng)過螺旋進料、氣流輸送、旋風桶物料混合、混料攪拌四段混合，使得原料混合均勻，粘結(jié)劑等添加劑組分分散均勻，型煤質(zhì)量更好；高效復合型粘結(jié)劑為自主研發(fā)制備，粘結(jié)效果好、灰分低、防水性能好、價格低、固硫效果強。
制備的生物質(zhì)型煤具有強度高、防水性好、運輸成本低、氣化效率高、燃燒特性好等諸多優(yōu)勢，抗壓強度平均為668.4N/個，跌落強度平均大于95.2％；產(chǎn)品主要為球狀或塊狀燃料，平均直徑35mm，成型率可達95％以上，水分可達2％以下。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。