一种复合浆体燃料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种复合浆体燃料及其制备方法 (Composite slurry fuel and preparation method thereof ) 是由 樊凤升 杨成 侯鑫 李瑞国 马亚利 吴春娟 陈凤存 于 2020-12-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种复合浆体燃料及其制备方法,属于浆体燃料制备领域。本发明的技术方案提出一种复合浆体燃料,包含以下重量份数的各组分：煤基原料45～60份,中药渣5～20份,水30～35份,分散剂0.1～0.5份。本发明通过利用煤基原料、中药渣、水和添加剂制备复合浆体燃料,解决了现有技术中中药渣的处理和利用问题,既有效利用了工业废料,又降低了复合浆体的制作成本,制备出高浓度高热值低成本的复合浆体燃料,同时提高了锅炉的燃烧热效率。本发明还提出一种复合浆体燃料的制备方法。(The invention relates to a composite slurry fuel and a preparation method thereof, belonging to the field of slurry fuel preparation. The technical scheme of the invention provides a composite slurry fuel which comprises the following components in parts by weight: 45-60 parts of coal-based raw materials, 5-20 parts of traditional Chinese medicine residues, 30-35 parts of water and 0.1-0.5 part of dispersing agent. The composite slurry fuel is prepared by utilizing the coal-based raw materials, the traditional Chinese medicine residues, water and the additive, so that the problems of treatment and utilization of the traditional Chinese medicine residues in the prior art are solved, the industrial waste is effectively utilized, the manufacturing cost of the composite slurry is reduced, the composite slurry fuel with high concentration, high calorific value and low cost is prepared, and the combustion heat efficiency of a boiler is improved. The invention also provides a preparation method of the composite slurry fuel.)
技术领域
本发明涉及一种煤基流体燃料，特别涉及一种复合浆体燃料及其制备方法。
背景技术
水煤浆是新型煤基流体燃料，它具有石油一样的流动性，热值相当于油的一半，被称为液态煤炭产品。水煤浆技术是一项涉及多门学科的系统技术，具有经济性(燃烧效率高)、安全性、广泛性、高效性和环保性(污染物排放低)等特点，其灰分及含硫量低，燃烧效率高，燃烧时火焰中心温度较低，烟尘、PM2.5、SO2及NOX排放量都低于燃油和燃煤。目前许多国家基于长期的能源战略考虑，将其作为以煤代油的燃料技术进行研究、开发和储备。
我国的水煤浆研究工作起步于80年代末，90年代初，与国外基本同步。中国是一个富煤、少气、贫油的国家，因此近年来，我国的水煤浆制备技术和燃烧技术发展很快，达到了国际水平，先后完成了工业锅炉、电站锅炉、轧钢加热炉、热处理炉、炉窑等燃用水煤浆的工程试验。水煤浆作为新型环保燃料，正被越来越多的企业所认识，采用水煤浆技术可进一步优化煤炭企业的产品结构，提高煤炭企业经济效益。水煤浆按用途分为燃料用水煤浆和气化用水煤浆，是一种低污染、高效率和可管道输送的代油煤基流体燃料，水煤浆是一种最现实的煤基流体燃料，也是一种制备相对简单，便于运输储存、安全可靠低污染的新型洁净燃料。因此水煤浆技术是当今洁净煤技术的重要组成部分，也是21世纪最现实、最有市场的洁净煤技术，在中国的能源战略中占有非常重要的地位。从长远来看，随着国民经济的发展，我国能源供需矛盾将进一步加大，环境对燃料的约束也进一步加强，水煤浆的使用量将逐步加大。因此，水煤浆的应用前景非常广阔。
由于优质原料煤的匮乏及价格因素，水煤浆生产企业及应用企业均以经济性为主，大多数采购普通动力煤做制浆原料，普通动力煤的性质决定了难以制备出高浓度水煤浆，因为水煤浆浓度的降低(含水量的增加)，导致锅炉热效率的降低；为了降低锅炉建设投资及提高锅炉热效率，就要使用高热值的优质煤制浆，从而增加了制浆成本。因减碳排放要求压缩煤炭消耗量，亟需清洁燃料替代煤炭消耗，如何实现浆体清洁燃料的制备是目前急需解决的问题。
中药渣是医药生产企业的高分子有机化合物经降解处理后的工业废料，其热值在2000kcal/kg～3000kcal/kg，由于其热值低，只能作为废料与其他高热值的燃料掺烧送入锅炉炉膛经高温燃烧处理，如果直接作为掺烧燃料送入锅炉炉膛进行燃烧，则掺烧比例较小，且需要对锅炉投料结构进行相应改造，再加上单独运输中药渣的运费，增加了利用和处理中药渣的成本。
如何利用中药渣制备高浓度高热值低成本的复合浆体燃料成为一个急需解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提出了一种复合浆体燃料，通过利用煤基原料、中药渣、水和添加剂制备复合浆体燃料，解决了现有技术中中药渣的处理和利用问题，即有效利用了工业废料，又降低了复合浆体的制作成本，制备出高浓度高热值低成本的复合浆体燃料。
本发明的技术方案为一种复合浆体燃料，包含以下重量份数的各组分：煤基原料45～60份，中药渣5～20份，水30～35份，分散剂0.1～0.5份。
进一步的，还包含稳定剂0.005～0.02份。
进一步的，由以下重量份数的各组分组成：煤基原料45～60份，中药渣5～20份，水30～35份，分散剂0.1～0.5份。
进一步的，由以下重量份数的各组分组成：煤基原料45～60份，中药渣5～20份，水30～35份，分散剂0.1～0.5份，稳定剂0.005～0.02份。
进一步的，所述煤基原料为兰炭、原煤、煤泥或浮精中的一种或多种。
进一步的，所述中药渣中包含苯胺类、酰胺类中的一种或两种。
进一步的，所述分散剂为萘系磺酸盐、木质素磺酸盐、接枝改性木质素中的一种或多种。
进一步的，所述稳定剂为CMC、硫酸亚铁中的一种或两种。
本发明的技术方案还提出了一种复合浆体燃料的制备方法，包含如下步骤：
步骤一、按重量份数，将45～60份的煤基原料加入5～20份的中药渣混合后进行破碎，破碎至3mm以内的原料混合颗粒；
步骤二、将步骤一中破碎的原料混合颗粒与30～35份的水和0.1～0.5份分散剂分别加入磨煤机中进行研磨，得到原始复合浆体燃料；
步骤三、原始复合浆体燃料经过滤筛筛分，滤浆器过滤处理，再经搅拌罐进行强力搅拌和均质罐均质熟化，形成成品复合浆体燃料。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：通过利用煤基原料、中药渣、水和添加剂制备复合浆体燃料，解决了现有技术中中药渣的处理和利用问题，既有效利用了工业废料，减少碳排放，又降低了复合浆体的制作成本，制备出高浓度高热值低成本的复合浆体燃料，同时提高了锅炉的燃烧热效率。
具体如下：
1、通过利用工业废料的中药渣制备复合浆体燃料，使中药渣作为工业废料得到有效的处理和再利用，降低了环境污染、减少碳排放。
2、节约了煤炭消耗、降低了制浆成本，用同一热值的原料煤制取相同热值的浆，添加中药渣提高了浆体浓度而减少了原料煤用量，因中药渣属于废料，其成本远低于原煤成本。
3、提高了锅炉热效率，因为添加中药渣提高了浆体浓度，降低了浆的含水量，同热值、含水量低的浆送同一锅炉燃烧，锅炉热效率更高。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提出了一种复合浆体燃料，通过利用煤基原料、中药渣、水和添加剂制备复合浆体燃料，解决了现有技术中中药渣的处理和利用问题，即有效利用了工业废料，又降低了复合浆体的制作成本，制备出高浓度高热值低成本的复合浆体燃料。
本发明的中药渣是指医药生产企业的高分子有机化合物经降解处理后的工业废料，其热值在2000kcal/kg～3000kcal/kg，由于其热值低，只能与其他高热值的燃料掺烧送入锅炉炉膛经高温燃烧处理，如果直接作为掺烧燃料送入锅炉炉膛进行燃烧，则掺烧比例较小，且需要针对多种燃料掺烧的功能对锅炉投料结构进行相应改造，再加上单独运输中药渣的运费，增加了利用和处理中药渣的成本。
本发明通过利用中药渣制备复合浆体燃料，通过普通水煤浆锅炉即可实现复合浆体燃料的燃烧，不用对现有锅炉结构进行改造，节省了锅炉改造的费用，而且降低了原料煤的用量，降低了制浆成本。
本发明的实施例提出了一种复合浆体燃料，包含以下重量份数的各组分：煤基原料45～60份，中药渣5～20份，水30～35份，分散剂0.1～0.5份。
其中，煤基原料为兰炭、原煤、煤泥或浮精中的一种或多种。中药渣是医药压滤残渣降解物，含有机降解物约25～30％，经研究中药渣自身成浆浓度高，有机降解物可代替一部分分散剂的作用并具备一定稳定剂的作用。其中，有机降解物包含苯胺类、酰胺类中的一种或两种。分散剂为萘系磺酸盐和烯基磺酸盐、木质素磺酸盐、接枝改性木质素中一种或多种。
在一些优选的实施例中，复合浆体燃料还包含稳定剂0.005～0.02份。
在一些优选的实施例中，复合浆体燃料由以下重量份数的各组分组成：煤基原料45～60份，中药渣5～20份，水30～35份，分散剂0.1～0.5份。
在一些优选的实施例中，复合浆体燃料由以下重量份数的各组分组成：煤基原料45～60份，中药渣5～20份，水30～35份，分散剂0.1～0.5份，稳定剂0.005～0.02份。
其中，稳定剂为CMC、硫酸亚铁中的一种或两种。
本发明通过利用煤基原料、中药渣、水和添加剂制备复合浆体燃料，解决了现有技术中中药渣的处理和利用问题，即有效利用了工业废料，又降低了复合浆体的制作成本，制备出高浓度高热值低成本的复合浆体燃料，同时提高了锅炉的燃烧热效率。
具体如下：
1、通过利用工业废料的中药渣制备复合浆体燃料，使中药渣作为工业废料得到有效的处理和再利用，降低了环境污染，减少碳排放。。
2、节约了煤炭消耗、降低了制浆成本，用同一热值的原料煤制取相同热值的浆，添加中药渣提高了浆体浓度而减少了原料煤用量，因中药渣属于废料，其成本远低于原煤成本。
3、提高了锅炉热效率，因为添加中药渣提高了浆体浓度，降低了浆的含水量，同热值、含水量低的浆送同一锅炉燃烧，锅炉热效率更高。
为了更详细地介绍本发明的实施例中所提出的复合浆体燃料，下面将结合具体的实施例进行描述。其中特别说明的是，以下具体实施例中采用的煤基原料为原煤，分散剂为接枝改性木质素，稳定剂为CMC。
实施例1
复合浆体燃料，由以下重量的各组分组成：原煤600g，中药渣50g，分散剂5g，水345g。该复合浆体燃料的溶液浓度为65.50％，复合浆的热值为4070kcal/kg。
实施例2
复合浆体燃料，由以下重量的各组分组成：原煤550g，中药渣149g，分散剂1g，水300g。该复合浆体燃料的溶液浓度为70.00％，复合浆的热值为4130kcal/kg。
实施例3
复合浆体燃料，由以下重量的各组分组成：原煤450g，中药渣200g，分散剂2g，水348g。该复合浆体燃料的溶液浓度为65.20％，复合浆的热值为4023kcal/kg。
实施例4
复合浆体燃料，由以下重量的各组分组成：原煤580g，中药渣67g，分散剂3g，水350g。该复合浆体燃料的溶液浓度为65.00％，复合浆的热值为4042kcal/kg。
实施例5
复合浆体燃料，由以下重量的各组分组成：原煤520g，中药渣170g，分散剂1.5g，稳定剂0.2g，水308.3g。该复合浆体燃料的溶液浓度为69.17％，复合浆的热值为4085kcal/kg。
实施例6
复合浆体燃料，由以下重量的各组分组成：原煤480g，中药渣180g，分散剂1.2g，稳定剂0.05g，水338.75g。该复合浆体燃料的溶液浓度为66.13％，复合浆的热值为4016kcal/kg。
实施例7
复合浆体燃料，由以下重量的各组分组成：原煤500g，中药渣160g，分散剂1.3g，稳定剂0.1g，水338.6g。该复合浆体燃料的溶液浓度为66.14％，复合浆的热值为4047kcal/kg。
由实施例1至实施例7可以看出，本发明的复合浆体燃料的浓度为65％以上，热值为4000kcal/kg以上，而普通水煤浆的浓度一般在60％左右，热值在4000kcal/kg以内，本发明的复合浆体燃料的浓度和热值的指标均优于普通水煤浆的相应指标。
本发明实施例通过以5500kcal/kg～6500kcal/kg热值的煤基原料为主要原料，辅以医药生产企业2000kcal/kg～3000kcal/kg的中药渣以及添加剂和水，制取高浓度(65％～70％)、高热值(大于4000kcal/kg)的优质复合浆体燃料，解决了现有技术中中药渣的处理和利用问题，即有效利用了工业废料，又降低了复合浆体的制作成本，制备出高浓度高热值低成本的复合浆体燃料，同时提高了锅炉的燃烧热效率。
本发明的另一实施例中还提出了一种复合浆体燃料的制备方法，包含如下步骤：
步骤一、按重量份数，将45～60份的煤基原料加入5～20份的中药渣混合后进行破碎，破碎至3mm以内的原料混合颗粒；
步骤二、将步骤一中破碎的原料混合颗粒与30～35份的水和0.1～0.5份的分散剂分别加入磨煤机中进行研磨，得到原始复合浆体燃料；
步骤三、原始复合浆体燃料经过滤筛筛分，滤浆器过滤处理，再经搅拌罐进行强力搅拌和均质罐均质熟化，形成成品复合浆体燃料。
在本发明的另一优选的实施例中，提出了一种复合浆体燃料的制备方法，包含如下步骤：
步骤一、按重量份数，将45～60份的煤基原料加入5～20份的中药渣混合后进行破碎，破碎至3mm以内的原料混合颗粒；
步骤二、将步骤一中破碎的原料混合颗粒与30～35份的水和0.1～0.5份的分散剂分别加入磨煤机中进行研磨，得到原始复合浆体燃料；
步骤三、原始复合浆体燃料经过滤筛筛分，滤浆器过滤处理，得到半成品复合浆体燃料；
步骤四、根据半成品复合浆体燃料的状态，在搅拌罐内添加0.005～0.02份的稳定剂，再经搅拌罐进行强力搅拌和均质罐均质熟化，形成成品复合浆体燃料。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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