一种高热值且环保的固体替代燃料及其制备方法与流程

本发明涉及燃料，尤其是涉及一种高热值且环保的固体替代燃料及其制备方法。

背景技术：

1、随着经济和城市化的快速发展，我国对能源需求日益增大，与此同时环境问题日益显现。目前我国能源主要依赖于煤炭燃烧火力发电，能源短缺的问题突出；目前，co2排放的最大来源是化石能源的燃烧，电力行业已成为服务全社会碳减排、支撑经济社会低碳转型的关键领域。清洁能源改造替代工程(气代煤、电代煤等)需加速推进。因此掺烧替代燃料是煤电实现低碳发展的有效途径，利用替代燃料部分或全部代替煤炭，可显著降低原有燃煤电厂的co2排放量。

2、固体废物是指在生产、生活和其他活动过程中产生的丧失原有的利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固体、半固体和置于容器中的气态物品、物质以及规定纳入废物管理的物品、物质；不能排入水体的液态废物和不能排入大气的置于容器中的气态物质。由于多具有较大的危害性，一般归入固体废物管理体系。我国固体废物具有含水量高的特点，因此生活垃圾产生的固废，很难燃烧充分，产生大量黑烟。此外，煤和固体替代燃料共烧时，不当的固体替代燃料会增加飞灰颗粒中微量元素含量氯、汞等重金属，而固体废物的高氯含量会增加排放烟尘的毒性气体——二噁英的排放。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种高热值且环保的固体替代燃料及其制备方法。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种高热值且环保的固体替代燃料，原料包含8-10wt％的大件垃圾、50-70wt％的一般工业固废、20-40wt％的园林绿化垃圾以及0.1-1wt％的城市污泥；

4、所述大件垃圾为木质或织物类废弃物品；

5、所述一般工业固废选用热值范围≥15mj/kg、燃点300-500℃、且不含氯的工业固废；

6、所述城市污泥的含水率20％左右，磷含量3％-4％。

7、作为优选的技术方案，所述大件垃圾的干基成分如下：灰分15.65wt/％；挥发分74.94wt/％；固定碳9.41wt/％。

8、作为优选的技术方案，所述城市污泥的干基成分如下：灰分44.88wt/％；挥发分53.88wt/％；固定碳1.24wt/％。

9、作为优选的技术方案，所述一般工业固废的干基成分如下：灰分5.14wt/％；挥发分86.35wt/％；固定碳8.51wt/％。

10、作为优选的技术方案，所述园林绿化垃圾的的干基成分如下：灰分2.12wt/％；挥发分80.56wt/％；固定碳17.32wt/％。

11、作为优选的技术方案，所述大件垃圾的全水分为3.5wt/％；所述城市污泥的全水分为21wt/％；所述一般工业固废的全水分为0.5wt/％；所述园林绿化垃圾的全水分为14.9wt/％。

12、本发明还公开了一种高热值且环保的固体替代燃料的制备方法，该制备方法是使用同样的设备对大件垃圾、一般工业固废、城市污泥、园林绿化垃圾进行分别制备；包括如下步骤：

13、s1、预处理：剔除原料中对后续工序和产品质量造成不利的杂质；

14、s2、传输上料：通过上料设备系统将预处理后的原料分别传输到一级破碎设备上；

15、s3、一级破碎：一级破碎设备用于将四种原料分别进行一级破碎，整体粒径达到15-30cm；

16、s4、磁选：磁选装置为湿式磁选机，设置在一级破碎工序之后，用于将破碎后的原料中的金属杂质去除；

17、s5、筛分：磁选后的原料需要经过筛分设备系统筛分，所述筛分设备系统为滚筒筛，用于控制颗粒的粒径，大于滚筒筛上筛板孔尺寸的原料颗粒返回一级破碎设备再次进行破碎；通过筛板孔尺寸的原料颗粒进入下一工序；

18、s6、pvc去除：该步骤使用红外线自动分选装置用于塑料的分选,用于将分选出的pvc去除；

19、s7、二级破碎：该步骤是使用二级破碎设备对pvc去除后的原料进行第二次破碎，得到的颗粒粒径小于或等于100mm；

20、s8、干燥：该步骤是利用烘干设备将二次破碎后的物料进行脱水和旋转烘干；烘干温度为100-120度、烘干时间12-24h，以使物料含水率达到3～5％为准；

21、s9、三级破碎：该步骤是利用三级破碎设备对干燥后的物料进行第三次破碎，得到粒径小于或等于30mm的颗粒；

22、s10、成型：利用成型设备系统对三级破碎后的物料进行冲压成型和压块成型，最终制成直径1公分、长2到3公分的柱形固体替代燃料srf产品。

23、作为优选的技术方案，一级破碎设备为四轴撕碎机；二级破碎设备为单轴撕碎机；三级破碎设备选择锤片破碎机。

24、作为优选的技术方案，步骤s10中得到的所述固体替代燃料srf产品其性能为全水分4-7wt/％。

25、作为优选的技术方案，步骤s10中得到的所述固体替代燃料srf产品其干基成分为：灰分5.01-5.73wt/％，挥发分82.87-84.02wt/％，固定碳10.32-12.12wt/％，其热值为21-24mj/kg。

26、本发明具有的优点和积极效果是：

27、1.本发明制备的固体替代燃料srf，所选用的固体废物来源主要为非危险固体废物，原材料来源广泛、可获取性高，故选择一般工业固废、园林绿化垃圾、大件垃圾以及其他组分作为固体替代燃料的原料来源；

28、2.本发明制备的固体替代燃料srf根据各个原料的理化性质以及来源稳定性进行分析，制定原料组分配比，最终选择大件垃圾、一般工业固废、园林绿化垃圾以及粘合剂的合适配比；制备的固体替代燃料其热值大于煤的一般热值(18mj/kg)，固定碳、硫含量均低于煤，挥发份高于煤，能够提供较高的热量以及更加清洁；

29、3.本发明制备的固体替代燃料srf以现行的产品团体标准和入炉理化指标为替代燃料设计依据，根据固体替代燃料分级标准划分为第二等级。

30、4.本发明制备的固体替代燃料srf，其各组分来源的着火温度和燃尽温度均在炉膛温度以下，相较煤着火点更低，更易燃尽，避免了不充分燃烧；灰分含量低，达到了燃烧时产生的烟尘减少的有益效果，有利于锅炉稳定燃烧。

31、5.本固体替代燃料srf来源中，一般工业固废和大件垃圾占据主要部分，所形成的固体替代燃料水分含量少，热值高，而园林绿化垃圾等生物质垃圾所占比例极少，生物质本身容易吸潮，容易在存放过程中发生腐烂变质，不易存放，不充分燃烧时还会产生较多的烟气。因此本发明的燃料配比具有易于存放，适合锅炉燃烧的优势。

32、6.srf产品的原材料可获取性高、磷含量低，不宜导致炉膛腐蚀或者结焦。原料成本低(替代燃料0.16元/千卡)，设备改造成本低(改造成本2790-3575元/kwh，运行成本71～124元/kwh)，其产出品适合久放、便于运输，适用于电力、热力、水泥企业现有锅炉的燃烧工况。

技术特征：

1.一种高热值且环保的固体替代燃料，其特征在于：原料包含8-10wt％的大件垃圾、50-70wt％的一般工业固废、20-40wt％的园林绿化垃圾以及0.1-1wt％的城市污泥；

2.如权利要求1所述的高热值且环保的固体替代燃料，其特征在于：所述大件垃圾的干基成分如下：灰分15.65wt/％；挥发分74.94wt/％；固定碳9.41wt/％。

3.如权利要求1所述的高热值且环保的固体替代燃料，其特征在于：所述城市污泥的干基成分如下：灰分44.88wt/％；挥发分53.88wt/％；固定碳1.24wt/％。

4.如权利要求1所述的高热值且环保的固体替代燃料，其特征在于：所述一般工业固废的干基成分如下：灰分5.14wt/％；挥发分86.35wt/％；固定碳8.51wt/％。

5.如权利要求1所述的高热值且环保的固体替代燃料，其特征在于：所述园林绿化垃圾的干基成分如下：灰分2.12wt/％；挥发分80.56wt/％；固定碳17.32wt/％。

6.如权利要求1所述的高热值且环保的固体替代燃料，其特征在于：所述大件垃圾的全水分为3.5wt/％；所述城市污泥的全水分为21wt/％；所述一般工业固废的全水分为0.5wt/％；所述园林绿化垃圾的全水分为14.9wt/％。

7.如权利要求1所述的高热值且环保的固体替代燃料的制备方法，该制备方法是对大件垃圾、一般工业固废、城市污泥、园林绿化垃圾进行分别制备；其特征在于，包括如下步骤：

8.如权利要求7所述的高热值且环保的固体替代燃料的制备方法，其特征在于：一级破碎设备为四轴撕碎机；二级破碎设备为单轴撕碎机；三级破碎设备选择锤片破碎机。

9.如权利要求7所述的高热值且环保的固体替代燃料的制备方法，其特征在于：步骤s10中得到的所述固体替代燃料srf产品的全水分为4-7wt/％。

10.如权利要求7所述的高热值且环保的固体替代燃料的制备方法，其特征在于：步骤s10中得到的所述固体替代燃料srf产品的干基成分为：灰分5.01-5.73wt/％，挥发分82.87-84.02wt/％，固定碳10.32-12.12wt/％，热值为21-24mj/kg。

技术总结本发明涉及燃料技术领域，尤其是涉及一种高热值且环保的固体替代燃料及其制备方法，该燃料的原料包含8‑10wt％的大件垃圾、50‑70wt％的一般工业固废、20‑40wt％的园林绿化垃圾以及0.1‑1wt％的城市污泥；大件垃圾为木质或织物类废弃物品；一般工业固废选用热值范围≥15MJ/kg、燃点300‑500℃、且不含氯的工业固废；城市污泥的含水率20％左右，磷含量3％‑4％。制备方法包括预处理、传输上料、一级破碎、磁选、筛分、PVC去除、二级破碎、干燥、三级破碎以及成型。本发明制备的固体替代燃料其热值大于煤的一般热值，固定碳、硫含量均低于煤，挥发份高于煤，能够提供较高的热量，同时更加清洁。技术研发人员：冯鸣凤,谢志成,王治民,梅雪,张媛,王志明受保护的技术使用者：天津格润爱德环保科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/8