本发明属于环保新能源技术领域,涉及污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料及其制备方法。
背景技术:
随着我国经济快速发展和城市化步伐的加快,城市污泥垃圾的产量随之增加,由于污泥垃圾中含有重金属和病原微生物等有害物质,如处理处置不当,会给环境带来严重的二次污染,同时占用大量的土地资源。据报道,我国目前污泥废物处置的现状是70%以上弃置,近20%填埋,其次是不到10%进行堆肥农用或植物种植林用,少量进行污泥干化焚烧。传统污泥处理技术存在的一些弊端,具有一定局限性,随着国家对污泥处理处置技术的标准越来越高,传统技术已经不在适应社会发展的要求。其主要表现在以下几个方面。
污泥垃圾的填埋,需占用大面积的场地;地基需做防渗处理以免污染地下水,处理不当,会造成二次污染;不可循环利用。污泥垃圾的焚烧,虽可以大幅度减少污泥的体积和重量,做到了减量化;处理速度快,不需长期堆积和储存;可就地焚烧,不需长距离运输,节约运费;可以回收能量用于发电和供热;但是焚烧致命的缺点是焚烧炉投资巨大、设备运转费用高;装置复杂,焚烧过程不容易控制,产生污染物排放;燃烧不充分、火力不够旺、温度不够高时可能会产生二噁英等有毒污染物质,焚烧炉焚烧过程产生有毒的位置难以控制,需要对烟气进行特殊处理,因此限制了其使用和发展。污泥堆肥及土地利用,主要是将污泥用于堆肥农用、用于园艺植被绿化施肥、用于废弃矿场等地的土地改良等;堆肥主要是利用微生物的作用,将不稳定的有机质降解,转化为较稳定的有机质,并使挥发性物质含量降低,减少臭气的产生。污泥中含有丰富的有机物和N/P/K等营养元素及利于植物生长的微量元素等,但也含有污泥含大量病原体、寄生虫、多氯联苯和有毒有害物质,没有经过高温燃烧处理而直接应用于农业会造成土壤以及水体的二次污染;故堆肥法不足以保证安全性。
目前我国虽有对城市污泥制备燃料资源化利用技术方法,但因污泥脱水减量化处理难度较大、成本较高,使得所制燃料价格较高、市场受限等等;且未能有效利用污泥中含有大量的有机质成分和可利用物质,尤其是城市污泥中含有大量的有机质成分,如植物油、动物脂肪等,具有较高的燃烧值,根据测验显示,污泥发热量在2300大卡左右,近乎褐煤等普通低值燃煤的发热量,达到工业燃料发热量的60%;因此有必要将污泥垃圾用作新型燃料利用而进行深入技术研究,实现对污泥垃圾中有效成分充分利用,变废为宝,环保安全,实现污泥减量化、无害化、资源化处理利用新技术是未来技术研究开发的方向。伴随着经济的快速发展,环境问题和能源消耗问题越来受到高度重视,对于环保型新能源燃料的需求随之增大,生物质能源作为可再生能源,我国虽然生物质产量丰富,但目前对生物质能的利用率较低,所以开发以农作物秸秆、农林副产品废弃物、城市污泥垃圾及工业污泥及废渣等废弃物资源化的环保高效利用的环保型生物质新能源燃料将成为未来发展方向。
目前现有的污泥垃圾制备生物质燃料的技术方案及制造方法来看,普遍存在一些或缺不足,如:1)需要污水厂污泥进行絮凝剂脱水处理工序或需要预先用生石灰等干化处理等污泥脱水处理工序,制造工艺复杂,生产成本高;2)没有充分利用到污泥垃圾及生物质原料等自身具有的物质功效,只是简单的原料混合和成型工艺; 3)各组成原料的对应选用及复配上没有充分考虑到各自的成分含量、发热量等进行合理优选的配置及配比;4)燃料助剂的对应选用及复配上也没有科学的根据主要原料的选用配置上而进行合理的选用及复配;5)缺少科学、合理的并综合原料情况选用、配置或复配专门的调理助剂,更缺少考虑主要原料之间、原料与调理助剂之间、调理助剂与调理助剂之间的机理作用及互补协同作用等,如生物质原料、燃煤、污泥垃圾选配组份及复配配比方面,以及助燃剂、催化剂、稳定剂、脱硫固氮剂、消尘除害剂选配组份及复配配比方面;6)原料的选用及配置方面,或制造过程工序方面,没有结合锅炉工况情况而对应到燃料制造工序上来等等问题。使得现有所制得的燃料存在发热量低、不易起火或火焰太高、燃烧过快等问题,挥发性大、不耐烧问题,热量效率低,或燃烧不够充分、灰分较大等问题,炉渣排放及烟气排放可能导致环境污染等问题,形成的产品硬度不够,抗落强度低而不易装卸运输与保管问题,燃料与现有锅炉不配套或耐烧状况、火焰状况不可调整而致使燃料热量利用率降低等缺陷问题。
专利申请号CN 20111000177.4,发明名称为一种新型秸秆复合燃料及其制作方法;该申请案将原料污水厂污泥、庄稼秸秆、煤粉按照重量百分比比为30-40%、40-50%、10-30%、煤化剂4-8% 单纯的混合压制成型。该申请的混合比例不尽合理,仅采用污水厂污泥、煤粉、庄稼秸秆单一原料种类,缺乏更多的原料应用范畴,燃煤原料配比为10-30%则热能偏低,不利于民用及工业锅炉使用等,且燃煤质量热值及含硫份等没有明确、缺少原料复配组份合理配比,加之采用庄稼秸秆配比40-50%,导致燃料不耐烧、热能低、挥发性强等因素造成烟尘排放量;制作工艺没有经过原料轮碾碾压、发酵处理等处理处置,缺乏充分利用原料自身物质产生及原料之间的互补协同作用,另外,煤化剂选用的是硝酸钠、氢氧化钠、草酸钠,这类轻质钠氧化物热稳定性较低,会进一步加强着火速率、导致燃料不耐烧、降低燃料热能,增大了燃烧挥发性及烟尘排放量;而且碳酸、硝酸、草酸这类酸性氧化物较碱性氢氧化物比较则不利于酸性氧化物SO2、NO2的反应而会导致有害气体排放量,同时,没有配加铁氧化物等而容易造成炉壁结渣及缺乏考虑炉渣中含有的更有利于资源化利用的氮磷钾成分。
此外,专利申请号CN 201210215416.6,发明名称为基于污泥- 秸秆- 原煤的生物质燃料及其制备方法和燃料炉渣的应用,该案将污泥中加入铝盐混凝剂脱水处理工序和添加1-3%生石灰石对污泥干化处理工序,增加了制造工序流程及成本;投加的铝盐混凝剂会导致燃料炉渣具有铝离子成分而不利于更广泛的资源化利用,添加的生石灰增加了无机成分和污泥总量,没有很好的实现污泥的无害化、减量化。该申请案将污泥、秸秆、原煤的质量比为1 :1 :1配比混合并压制成型,混合比例不尽合理,并仅采用污水厂污泥、秸秆、原煤单一原料种类,缺乏更多的原料应用范畴,且原煤含硫份等没有明确选配、缺少原料合理复配组份配比,缺少助燃剂、催化剂等助剂而进行调理优化燃料性能,不能确保燃烧性能状况、热能效率情况及污染物排放的调控等问题;缺乏科学考虑原料之间、原料与调理助剂之间互补协同作用而进行合理复配组份优选配比,尤其没有考虑调理助剂之间的互补协同作用和增效燃料功效作用,其中仅投加的生石灰其氧化、催化及脱硫固氮效果一般,尤其在脱硫固氮效果方面,石灰石和铝盐这类酸性氧化物不利于酸性氧化物SO2、NO2的反应而会导致有害气体污染物的排放总量,并且石灰石和铝盐在燃料燃烧过程中热稳定性较高,导致燃料起火慢、燃烧火焰不旺、火力不强、燃烧不够充分、温度不够高等原因导致二噁英等毒害物质产生,不利于保护环境目的。
技术实现要素:
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料及其制备方法,该污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料具有起火快、燃烧火力强、耐烧时间长,燃烧充分、温度高、灰尘少等优点。同时,通过所配试剂的作用,有效去除毒害物质排放,避免环境污染。
本发明提供了如下的技术方案:
污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料,原料包括生物质原料、污泥垃圾、燃煤、助燃剂、催化剂、脱硫固氮剂、稳定剂和消尘除害剂。
在上述方案中优选的是,原料包括重量份如下的各组分:生物质原料18-28份;污泥垃圾16-26份;燃煤43-63份;助燃剂0.8-1.2份;催化剂0.2-0.6份;脱硫固氮剂0.2-0.6份;稳定剂0.4-0.8份;消尘除害剂0.4-0.8份。
在上述任一方案中优选的是,所述生物质原料为农牧林副产品废渣废弃物。
在上述任一方案中优选的是,所述农牧林副产品废渣废弃物包括秸秆、柴草、稻壳、果壳、树枝、树皮和木屑锯末中的一种或几种。
在上述任一方案中优选的是,所述污泥垃圾包括城市河道污泥、生活餐厨垃圾、市政污泥和工业污泥中的一种或几种。
在上述任一方案中优选的是,所述污泥垃圾包括为市政污泥和/或工业污泥。
其中市政污泥是指城市市政污水厂所产生的污泥垃圾,工业污泥是指工业企业(如造纸印染纺织类行业、农牧林产品及食品加工类行业、石化化工类行业等等)污水厂所产生的污泥或工业园区污水厂所产生的污泥垃圾。
在上述任一方案中优选的是,所述燃煤包括中热值低硫燃煤、半烟煤及兰炭类高热值燃煤中的一种或几种
在上述任一方案中优选的是,所述中热值低硫燃煤为发热量4800-5100大卡、硫份低于1%。
在上述任一方案中优选的是,所述半烟煤为发热量5800-6100大卡。
在上述任一方案中优选的是,所述兰炭类高热值燃煤为发热量6200大卡及以上。
在上述任一方案中优选的是,所述助燃剂包括质量比为2:1的高锰酸钾和硝酸钾。
助燃剂,可促使煤炭充分燃烧,起到助燃、增能、节煤的作用,采用高锰酸钾和硝酸钾复配高效助燃剂,其制作成本低、效果明显,使用时仅需添加燃煤重量的1%,实验结果证明用于锅炉可节约用煤可达20%,降低企业成本,带来一定经济效益。与较现有的硝酸钠、草酸钠等煤化剂比较;高锰酸钾、和硝酸钾复配助燃剂与催化剂中选用的FeCl3和稳定剂所选用的铁矾土Fe2O3及脱硫剂所选用的镁、钡、钙基脱硫剂共同作用改善煤粉燃烧性能,提高燃料燃烧温、燃烧时长、燃料热量效率、减少污染气体排放;与稳定剂、脱硫固氮剂原料起到造渣作用,避免炉壁结渣等脱焦效果,所形成炉渣中含钾磷氮肥料,更有更有利于炉渣后续资源化回收利用。更有利于达到、节煤、增能、减排、脱焦及利用等效果。
在上述任一方案中优选的是,所述催化剂包括质量比为3:2的二氧化锰和三氯化铁。
催化剂采用MnO2和FeCl3等。含铁化合物通过降低煤燃烧的着火温度与反应活化能来改善煤的燃烧特性,其作用效果随添加量的增大而增强。其中,FeCl3 能够提高煤燃烧过程中挥发分与降低煤焦的着火温度,提高低温燃烧过程的燃烧速率,使煤的着火与燃烧更加容易,并且随着添加量的提高,对煤燃烧特性的改善作用也不断提高。试验结果表明,添加2%~5%的MnO2可使兰炭、无烟煤、半烟煤和烟煤燃烧率分别提高20%、18%、15%和8%;其助燃机理在于热分解放出的活性氧加快了着火初期的火焰传播速度,进而提高了燃煤燃烧率。其中较现有催化剂比较,增加选配稳定剂铁矾土及Fe2O3可进一步改善煤粉燃烧性能,Fe2O3对600℃左右的煤燃烧才具有助燃作用,铁矾土具有粘结性及热稳定性作用,较现有采用的轻质硝酸盐等提高燃料自身稳定性和燃烧耐烧时间更长,弥补使用轻质硝酸盐及单独二氧化锰等助燃催化剂的燃烧反应消耗快速等缺陷,提高燃料热量效率;并且,铁矾土、氧化铁与镁、钡、钙基脱硫剂共同起到造渣作用,避免炉壁结瘤结渣。
在上述任一方案中优选的是,所述脱硫固氮剂包括质量比为3:2:1的氧化镁、氧化钡和氧化钙。
脱硫固氮剂,在常用的有钙、钡、镁基固硫剂中,加入氧化铁可以起促进固硫反应作用,降低反应活化,使反应更易进行,对各类燃煤等均有较明显的助燃作用。在钙、钡、镁基三种固硫剂中氧化物、碳酸根氧化物及氢氧根氧化物中氢氧根氧化物固硫效果为最佳,其中钡基固硫剂优于钙基固硫剂效果,通常情况下,钡基脱硫效率可达90-95%,钙基脱硫效率为90%,钡、镁基固硫剂比钙基固硫剂具有更高的热稳定性和更高的金属活泼性,对应的钡、镁氢氧化物具有更强的碱性,比碳酸、硝酸等酸性氧化物更利于与酸性氧化物SO2、NO2的反应,并且在高温燃烧过程中的固硫效果明显高于钙基固硫剂,此可弥补现有采用轻质硝酸盐、碳酸盐等助燃剂、氧化催化剂、消烟剂的燃烧反应消耗快速等缺陷不足;大量实践试验效果表明,三者中,镁基固硫剂的脱硫固氮效果更佳,其主要体现为:1) 折叠脱硫固氮效率高:由于镁基的分子量较碳酸钙、氧化钙等钙基的分子量都比较小,因此相同的情况下,镁基脱硫效率要高于钙基的脱硫效率,一般情况下镁基脱硫效率可达到95-98%以上。2)折叠投资费用少:由于自身作为脱硫剂本身有其独特的优越性,因此在吸收塔的结构设计、系统的整体规模、设备的功率都可以相应较小,整个镁基脱硫系统的投资费用可以降低20%以上,折叠运行费用可降低30%以上。4)折叠运行可靠:镁基脱硫法脱硫相对于钙法的最大优势是系统不会发生设备结垢堵塞问题,能保证整个脱硫系统能够安全有效的运行,同时镁法PH值控制在6.0-6.5之间,在这种条件下设备腐蚀问题也得到了一定程度的解决。总的来说,镁法脱硫在实际应用中的安全性能等拥有非常有力的保证。在实际应用中,还需综合考虑造价成本性价比问题,目前来看,镁基原料的价格依次比钡基及钙基要稍贵一点,所以在着重结合性能的同时,结合造价成本综合考虑进行选配配比3:2:1则更为科学合理。另外,氧化钙的用量选择也避免了现有技术中存在的缺陷。
在上述任一方案中优选的是,所述稳定剂包括质量比为3:2的铁矾土和氧化铁。
稳定剂,采用铁矾土耐火粘土,具有粘结性及热稳定性作用,提高燃料自身稳定性、耐烧时长及燃料热量效率;并且,使用铁矾土作为稳定剂并加入少量的氧化铁,可与镁、钡、钙基脱硫固氮剂共同起到造渣作用,避免炉壁结瘤结渣。
在上述任一方案中优选的是,所述消尘除害剂包括等质量比的丙烯酸、苯磺酸、聚氧化乙烯和聚氧乙烯脂肪醇醚。
消尘除害剂,含有丙烯酸、苯磺酸及聚氧化乙烯、聚氧乙烯脂肪醇醚等的有机聚合物,是一种有机非离子表面活性剂,该有机聚合物作为新型高效复配消尘除害剂可以实现在无须锅炉改造的条件下达到锅炉节煤、减排、脱焦的三重效果。较现有采用轻质氢氧化钠、碳酸钙等无机的金属氧化物作为消烟除害剂比较,该有机聚合物可加强物料之间互补反应作用,促进发酵反应效果,提高烧燃料利用率,减少炉渣排放量,无二次污染,减少SO2、NO2等有害气体排放,有利于保护环境。
本发明还提供上述污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料的制备方法,包括以下各步骤:
(1)分别将生物质原料、燃煤、污泥垃圾进行切割粉碎成1-3.5mm粉状物;
(2)将步骤(1)粉碎后的所述生物质原料与所述污泥垃圾进行充分混合并加入催化剂和消尘除害剂进行搅拌轮碾处理3-5小时,促使原料纤维素及浆素等物质产生,与试剂共同起到促进发酵效果,然后堆放发酵处理55-65小时,形成生物质污泥发酵混合物;
(3)将步骤(2)制得的所述生物质污泥发酵混合物与步骤(1)粉碎后的所述燃煤进行充分混合搅拌1-3小时,加入所述助燃剂、所述稳定剂和所述脱硫固氮剂,经过3-5小时搅拌轮碾工序促进原料纤维素及浆素等物质产生,在此工序期间经过水分测量结果,确定投加水量控制和调整混合物含水量为12-18%的浓度;然后装入储料仓经过30-40小时物料之间再进一步反应作用,形成生物质污泥水煤浆发酵混合物;
(4)将步骤(3)制得的所述生物质污泥水煤浆发酵混合物输送至挤压成型工序,再经过干燥工序后成为固体成型的所述污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料。
在上述方案中优选的是,步骤(1)中,把所述生物质原料直接加入所述污泥垃圾中一并粉碎处理。
在上述任一方案中优选的是,步骤(1)中,可通过切割粉碎机进行机械切割粉碎。
在上述任一方案中优选的是,步骤(1)中将所述生物质原料经切割粉碎成2-3.5mm粉状物、所述污泥垃圾经粉碎细化处理成1-2.5mm细末物、所述燃煤经粉碎成1-3mm粉末。
在上述任一方案中优选的是,步骤(1)中,可采用筛机粉碎细化处理所述污泥垃圾,可采用破碎机粉碎所述燃煤。
在上述任一方案中优选的是,步骤(2)中,将步骤(1)粉碎后得到的所述生物质原料与所述污泥垃圾进行充分混合并加入所述催化剂和所述消尘除害剂进行搅拌轮碾处理4小时,然后堆放发酵处理60小时,形成生物质污泥发酵混合物。
在上述任一方案中优选的是,步骤(2)中,可采用将粉碎后得到的所述生物质原料与所述污泥垃圾装入搅拌轮碾机进行充分混合。
在上述任一方案中优选的是,步骤(3)中,将步骤(2)制得的所述生物质污泥发酵混合物与步骤(1)粉碎后的所述燃煤进行充分混合搅拌2小时,加入所述助燃剂、所述稳定剂和所述脱硫固氮剂,经过4小时搅拌轮碾工序,在此工序期间经过水分测量结果,确定投加水量控制和调整到混合物含水量15%的浓度;然后装入储料仓经过36小时物料之间再进一步反应作用,形成生物质污泥水煤浆发酵混合物。
在上述任一方案中优选的是,步骤(3)中,可将所述生物质污泥发酵混合物装入搅拌轮碾机与所述燃煤粉进行充分混合,可在储料仓中进行约36小时物料之间反应作用。
在上述任一方案中优选的是,步骤(4)中,挤压成型工序可根据要求规格形成形状。
在上述任一方案中优选的是,步骤(4)中,通过机械高压成型机形成要求规格的结构形状,经过干燥工序后成为固体成型的所述污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料。
本发明所述污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料的制造方法,与现有技术相比,其有益效果如下:
1)本发明的污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料的制造方法,充分利用生物质原料和污泥垃圾等自身含有的有机质微生物菌群及粘结性等作用,所选配的主要原料之间、原料与试剂之间的机理作用及互补协同作用,所制备产品具有抗碎强度高、易于装运储存,适宜于各种民用锅炉及工业锅炉使用;所采用主要原料中含有丰富的有机物和氮磷钾等营养元素及促进植物生长的微量元素等,经过高温度、充分燃烧过程和通过所选配试剂作用,有效去除毒害物质,有效去除二噁英、二氧化硫、氮氧化物等有害物质排放量,避免环境污染,燃烧炉渣可以作为土壤改良、营养肥料等资源化利用;
2)本发明提供的污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料,具有起火快、燃烧火力强、耐烧时间长,燃烧充分、温度高、灰尘少等优点,燃烧稳定及热量分布均匀,防止锅炉装置结渣,提高了锅炉使用寿命,降低运行成本;尤其在制造过程中结合现有普遍在用锅炉的实际工况情况,而优选的选配原料组份配比,使得燃烧性能状况可调,致使锅炉实现满负高效运行,提高锅炉热效率和燃料热量利用效率,经实践测试效果,综合热能较现有燃料可提升20%以上,达到同样热能总量情况下较现有燃料用量可节省20%以上,综合成本可降低25%以上,同时降低30%以上污染物排放;解决了污泥废物对环境二次污染问题,达到了污泥垃圾、废弃物等的高效利用标准,实现了变废为宝、节约资源、节能减排、保护环境等多重目的;
3)现有技术中制备的燃料,抗破碎可靠性仅能达到50-60%,综合热能效率仅相当于发热量3600-4800大卡热值块煤原煤,也很难达到国家《锅炉大气污染物排放标准》的新建标准限值。而本申请抗破碎可靠性可达为90%以上,综合热能效率相当于发热量6000左右大卡热值块煤原煤,根据国家《锅炉大气污染物排放标准》的新建标准限值,完全实现达标,并经测试可较标准限值有效降低排放分别为:烟尘颗粒物降低20%以上,二氧化硫及氮氧化物降低30%以上,烟气黑度(林格曼黑度)可降至0.5左右。
具体实施方式
为了进一步了解本发明的技术特征,下面结合具体实施例对本发明进行详细地阐述。实施例只对本发明具有示例性的作用,而不具有任何限制性的作用,本领域的技术人员在本发明的基础上做出的任何非实质性的修改,都应属于本发明的保护范围。
实施例 1:污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料
1、原料:
生物质原料为稻壳秸秆18份;工业污泥(农牧林产品及食品加工类行业污水厂所产污泥垃圾)16份;中热值低硫燃煤60%(重量百分比)及半烟煤40%(重量百分比)配比混合组成63份;助燃剂 1份;催化剂 0.5份;脱硫固氮剂 0.5份;稳定剂 0.4份;消尘除害剂 0.6份。
2、本实施例污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料的制备方法,包括以下各步骤:
1)通过切割粉碎机分别将生物质原料、燃煤、污泥垃圾进行机械切割粉碎处理成1-3.5mm粉状物,具体将生物质原料经切割粉碎处理成2-3.5mm粉状物、污泥垃圾经粉碎处理成1-2.5mm细末、燃煤经粉碎处理成1-3mm粉状物。
2)将步骤(1)粉碎后得到的生物质原料与污泥垃圾原料装入搅拌轮碾机进行充分混合并加入催化剂、消尘除害剂等调理剂进行搅拌轮碾处理约4小时,促使原料纤维素及浆素等物质产生,与试剂共同起到促进发酵效果,然后堆放发酵处理约60小时,形成生物质污泥发酵混合物。
3)将步骤(2)制得的生物质污泥发酵混合物装入搅拌轮碾机与步骤(1)粉碎后的燃煤进行充分混合搅拌约2小时,加入助燃剂、稳定剂、脱硫固氮剂,再次经过约4小时搅拌轮碾工序,加入助燃剂、稳定剂、脱硫固氮剂,经过约4小时搅拌轮碾工序促进原料纤维素及浆素等物质产生,在此工序期间经过水分测量结果,确定投加水量控制和调整到混合物含水量15%左右的浓度;然后装入储料仓经过约36小时物料之间再进一步反应作用,形成生物质污泥水煤浆发酵混合物。
4)将生物质污泥水煤浆发酵混合物输送至挤压成型工序,形成要求规格的形状,经过干燥工序后成为固体成型的污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料。
5)通过机械高压成型机形成要求规格的结构形状,经过干燥工序后成为固体成型的污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料。
3、实施例制备的污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料进行性能测试,测试效果:
1)抗破碎可靠性为89-92%;
2)综合热能效率相当于发热量5500-5800大卡热值块煤原煤;
3)根据国家《锅炉大气污染物排放标准》的新建标准限值,完全实现达标,并经测试可较标准限值有效降低排放分别为:烟尘颗粒物降低23%-25%,二氧化硫及氮氧化物降低27-30%,烟气黑度(林格曼黑度)可降至0.7-0.9以内。
实施例2:污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料
1、原料:
生物质原料为木屑锯末19份;市政污泥(城市市政污水厂所产污泥垃圾) 21份,中热值低硫燃煤40%(重量百分比)及半烟煤60%(重量百分比)配比混合组成58份;助燃剂 1.2份;催化剂 0.2份;脱硫固氮剂 0.4份;稳定剂 0.4份;消尘除害剂 0.8份。
2.实施步骤:
1)通过切割粉碎机分别将生物质原料、燃煤、工业污泥垃圾进行机械切割粉碎成1-3.5mm粉状物,具体将生物质原料经切割粉碎处理成2-3.5mm粉状物、污泥垃圾经粉碎处理成1-2.5mm细末、燃煤经粉碎处理成1-3mm粉状物。
2)将步骤(1)粉碎后得到的生物质原料与污泥垃圾原料装入搅拌轮碾机进行充分混合并加入催化剂、消尘除害剂等调理剂进行搅拌轮碾处理约4小时,促使原料纤维素及浆素等物质产生,与试剂共同起到促进发酵效果,然后堆放发酵处理约60小时,形成生物质污泥发酵混合物。
3)将步骤(2)制得的生物质污泥发酵混合物装入搅拌轮碾机与步骤(1)粉碎后的燃煤进行充分混合搅拌约2小时,加入助燃剂、稳定剂、脱硫固氮剂,经过约4小时搅拌轮碾工序促进原料纤维素及浆素等物质产生,在此工序期间经过水分测量结果,确定投加水量控制和调整到混合物含水量15%左右的浓度;然后装入储料仓经过约36小时物料之间再进一步反应作用,形成生物质污泥水煤浆发酵混合物。
4)将生物质污泥水煤浆发酵混合物输送至挤压成型工序,形成要求规格的形状,经过干燥工序后成为固体成型的污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料。
5)通过机械高压成型机形成要求规格的结构形状,经过干燥工序后成为固体成型的污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料。
3、实施例制备的污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料进行性能测试,测试效果:
1)抗破碎可靠性为91-93%;
2)综合热能效率相当于发热量5700-6100大卡热值块煤原煤;
3)根据国家《锅炉大气污染物排放标准》的新建标准限值,完全实现达标,并经测试可较标准限值有效降低排放分别为:烟尘颗粒物降低24-25%,二氧化硫及氮氧化物降低30-33%,烟气黑度(林格曼黑度)可降至0.65-0.8以内。
实施例 3:污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料
1、原料:
生物质原料为木屑锯末23份;工业污泥(造纸印染纺织类行业污水厂所产污泥垃圾) 24份;半烟燃煤 50份;助燃剂 1份;催化剂 0.2份;脱硫固氮剂 0.6份;稳定剂 0.6份;消尘除害剂 0.6份。
2、本实施例污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料的制备方法,包括以下各步骤:
1)通过切割粉碎机分别将生物质原料、燃煤、污泥垃圾废弃物进行机械切割粉碎成1-3.5mm粉状物,具体将生物质原料经切割粉碎处理成2-3.5mm粉状物、污泥垃圾经粉碎处理成1-2.5mm细末、燃煤经粉碎处理成1-3mm粉状物。
2)将步骤(1)粉碎后得到的生物质原料粉状物与污泥垃圾原料装入搅拌轮碾机进行充分混合并加入催化剂、消尘除害剂等调理剂进行搅拌轮碾处理约4小时,促使原料纤维素及浆素等物质产生,与试剂共同起到促进发酵效果,然后堆放发酵处理约60小时,形成生物质污泥发酵混合物。
3)将将步骤(2)制得的生物质污泥发酵混合物装入搅拌轮碾机与步骤(1)粉碎后的燃煤进行充分混合搅拌约2小时,加入助燃剂、稳定剂、脱硫固氮剂,经过约4小时搅拌轮碾工序促进原料纤维素及浆素等物质产生,在此工序期间经过水分测量结果,确定投加水量控制和调整到混合物含水量15%左右的浓度;然后装入储料仓经过约36小时物料之间再进一步反应作用,形成生物质污泥水煤浆发酵混合物。
4)将生物质污泥水煤浆发酵混合物输送至挤压成型工序,形成要求规格的形状,经过干燥工序后成为固体成型的污泥垃圾生物质复合燃料。
5)通过机械高压成型机形成要求规格的结构形状,经过干燥工序后成为固体成型的污泥垃圾生物质复合燃料。
3、实施例制备的污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料进行性能测试,测试效果:
1)抗破碎可靠性为91-95%;
2)综合热能效率相当于发热量5600-6000热值块煤原煤;
3)根据国家《锅炉大气污染物排放标准》的新建标准限值,完全实现达标,并经测试可较标准限值有效降低排放分别为:烟尘颗粒物降低20-22%,二氧化硫及氮氧化物降低33-35%,烟气黑度(林格曼黑度)可降至0.6-0.75以内。
实施例 4:一种污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料
1、原料:
生物质原料为稻壳秸秆 28份;市政污泥(城市市政污水厂所产污泥垃圾)26份;半烟煤80%(重量百分比)及兰炭类高热值燃煤20%(重量百分比)配比混合组成 43份;助燃剂 0.8份;催化剂 0.4份;脱硫固氮剂 0.2份;稳定剂 0.8份;消尘除害剂 0.8份。
2、本实施例污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料的制备方法,包括以下各步骤:
1)通过切割粉碎机分别将生物质原料、燃煤、市政污泥垃圾进行机械切割粉碎成1-3.5mm粉状物,具体将生物质原料经切割粉碎处理成2-3.5mm粉状物、污泥垃圾经粉碎处理成1-2.5mm细末、燃煤经粉碎处理成1-3mm粉状物。
2)将步骤(1)粉碎后得到的生物质原料粉与污泥垃圾原料装入搅拌轮碾机进行充分混合并加入催化剂、消尘除害剂等调理剂进行搅拌轮碾处理约4小时,促使原料纤维素及浆素等物质产生,与试剂共同起到促进发酵效果,然后堆放发酵处理约60小时,形成生物质污泥发酵混合物。
3)将步骤(2)制得的生物质污泥发酵混合物装入搅拌轮碾机与步骤(1)粉碎后的燃煤进行充分混合搅拌约2小时,加入助燃剂、稳定剂、脱硫固氮剂,经过约4小时搅拌轮碾工序促进原料纤维素及浆素等物质产生,在此工序期间经过水分测量结果,确定投加水量控制和调整到混合物含水量15%左右的浓度;然后装入储料仓经过约36小时物料之间再进一步反应作用,形成生物质污泥水煤浆发酵混合物。
4)将生物质污泥水煤浆发酵混合物输送至挤压成型工序,形成要求规格的形状,经过干燥工序后成为固体成型的污泥垃圾生物质复合燃料。
5)通过机械高压成型机形成要求规格的结构形状,经过干燥工序后成为固体成型的污泥垃圾生物质复合燃料。
3、实施例制备的污泥垃圾制备环保型生物质复合燃料进行性能测试,测试效果:
1)抗破碎可靠性为92-95%;
2)综合热能效率相当于发热量5500-5900大卡热值块煤原煤;
3)根据国家《锅炉大气污染物排放标准》的新建标准限值,完全实现达标,并经测试可较标准限值有效降低排放分别为:烟尘颗粒物降低21-23%,二氧化硫及氮氧化物降低30-33%,烟气黑度(林格曼黑度)可降至0.55-0.7以内。