權(quán)利要求

1.工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1)預(yù)處理工序：對工業(yè)固廢進行預(yù)處理，除去工業(yè)固廢中無機組分，得到有機工業(yè)固廢； 2)氣化工序：預(yù)處理后的有機工業(yè)固廢利用氣化劑在氣化裝置中加熱進行氣化處理，分解得到合成氣和炭渣； 3)研磨工序：炭渣排出后經(jīng)過研磨，得到粉末狀的固體燃料。2.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法，其特征在于，所述工業(yè)固廢包括塑料、紡織品、皮革、橡膠、廢紙和生物質(zhì)中的一種或兩種以上組合物。 3.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法，其特征在于，步驟1)中，預(yù)處理的步驟為：先經(jīng)過分選去除無機組分，得到有機工業(yè)固廢后，再經(jīng)過破碎和除鐵。 4.如權(quán)利要求3所述的工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法，其特征在于，將所述有機工業(yè)固廢破碎至尺寸為30～100mm；除鐵選用磁選裝置將鐵與有機工業(yè)固廢分離。 5.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法，其特征在于，步驟2)中，所述氣化劑為空氣、水蒸氣和氧氣中的一種或兩種以上組合物；所述氣化劑與所述有機工業(yè)固廢的當(dāng)量比為0.2～0.4；氣化溫度為500～1000℃。 6.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法，其特征在于，步驟2)中，所得到的合成氣經(jīng)排出后再經(jīng)過除焦油、脫鹵、脫硫、除塵和水煤氣變換的凈化步驟后，用于能源利用。 7.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法，其特征在于，步驟3)中，炭渣研磨至粒徑為0.1～1mm；研磨后的炭渣與配料混合均勻，得到粉末狀的固體燃料；配料的加入量為所述炭渣的質(zhì)量的0.1～20％。 8.如權(quán)利要求7所述的工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法，其特征在于，所述配料包括煤粉、木屑和炭化污泥中的一種或兩種以上組合物。 9.替代燃料，其特征在于，所述替代燃料由權(quán)利要求1～8任一項所述的工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法制備而成。 10.如權(quán)利要求9所述的替代燃料的應(yīng)用，其特征在于，所述固體燃料用于水泥廠、發(fā)電廠和鋼鐵廠。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)固廢資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法及該替代燃料及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著我國工業(yè)化和城市化進程的不斷推進，工業(yè)生產(chǎn)和居民對電能和熱能的需求日益劇增，特別是在用電用熱高峰時期，能源短缺的問題更加突出，清潔能源改造替代工程(氣代煤、電代煤等)需加速推進。工業(yè)化進程的推進伴隨著原生工業(yè)固廢產(chǎn)生量的日益劇增，大量的工業(yè)固廢如果處置不當(dāng)，引發(fā)的環(huán)境污染問題會對經(jīng)濟發(fā)展和社會生活造成嚴(yán)重的影響。

工業(yè)固廢包括廢舊塑料、紡織品、皮革、橡膠、紙張、生物質(zhì)等，其有機成分含量高，資源化和能源化回收利用潛力巨大。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法，工業(yè)固廢原料在高溫下與氣化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化為高熱值合成氣和固體炭渣，固體炭渣可用于制備固體燃料，對節(jié)約資源、改善環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義；本發(fā)明的目的之二在于提供一種替代燃料，含碳量高，具有熱值高、耐燃燒、易保存等優(yōu)點；本發(fā)明的目的之三在于提供一種替代燃料的應(yīng)用，固體燃料可用作水泥廠、發(fā)電廠和鋼鐵廠等的替代燃料，能夠緩解能源危機和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的之一采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法，包括以下步驟：

1)預(yù)處理工序：對工業(yè)固廢進行預(yù)處理，除去工業(yè)固廢中無機組分，得到有機工業(yè)固廢；

2)氣化工序：預(yù)處理后的有機工業(yè)固廢在氣化裝置中利用氣化劑加熱進行氣化處理，分解得到合成氣和炭渣；

3)研磨工序：炭渣排出后經(jīng)過研磨，得到粉末狀的固體燃料。

進一步，所述工業(yè)固廢包括塑料、紡織品、皮革、橡膠、廢紙和生物質(zhì)中的一種或兩種以上組合物。

再進一步，步驟1)中，預(yù)處理的步驟為：先經(jīng)過分選去除無機組分，得到有機工業(yè)固廢后，再經(jīng)過破碎和除鐵。無機組分包括砂石磚土、金屬、玻璃、陶瓷等不可降解的物質(zhì)；

進一步，將所述有機工業(yè)固廢破碎至尺寸為30～100mm；除鐵選用磁選裝置將鐵與有機工業(yè)固廢分離。

再進一步，步驟2)中，所述氣化劑為空氣、水蒸氣和氧氣中的一種或兩種以上組合物；所述氣化劑與所述有機工業(yè)固廢的當(dāng)量比為0.2～0.4；氣化溫度為500～1000℃。

進一步，步驟2)中，所得到的合成氣經(jīng)排出后再經(jīng)過除焦油、脫鹵、脫硫、除塵和水煤氣變換的凈化步驟后，用于能源利用。

再進一步，步驟3)中，炭渣研磨至粒徑為0.1～1mm；研磨后的炭渣與配料混合均勻，得到粉末狀的固體燃料；配料的加入量為所述炭渣的質(zhì)量的0.1～20％。

進一步，所述配料包括煤粉、木屑和炭化污泥中的一種或兩種以上組合物。

本發(fā)明的目的之二采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種替代燃料，所述替代燃料由上述的方法制備而成。

本發(fā)明的目的之三采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

替代燃料的應(yīng)用，所述固體燃料用于水泥廠、發(fā)電廠和鋼鐵廠。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明的工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法，包括以下步驟：工業(yè)固廢原料進入預(yù)處理工序，去除不可降解的無機組分后，得到有機工業(yè)固廢。預(yù)處理后的有機工業(yè)固廢在氣化裝置中利用氣化劑加熱進行氣化處理，分解為合成氣和炭渣，炭渣經(jīng)收集冷卻后進入研磨工序，得到固體燃料，該固體替代燃料制備工藝簡單、熱值高、在合成氣作為氣態(tài)燃料的基礎(chǔ)上，充分利用氣化炭渣產(chǎn)物中的碳源作為替代燃料，進一步提高氣化過程的資源化程度和能源利用效率，對緩解能源危機和碳減排具有積極意義。

(2)本發(fā)明的氣化過程是實現(xiàn)工業(yè)固廢減量化、資源化和能源回收的有效手段，工業(yè)固廢原料在高溫下與氣化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化為高熱值合成氣(以甲烷、氫氣、一氧化碳為主)，經(jīng)凈化后的合成氣已被用于燃?xì)廨啓C或內(nèi)燃機進行熱能發(fā)電和供熱，具有較高的經(jīng)濟效益。

(3)本發(fā)明的炭渣與煤粉、木屑、炭化污泥等配料按一定比例混合研磨，得到粒度<1mm、熱值高于20MJ/kg的固體燃料，用于水泥廠、發(fā)電廠和鋼鐵廠等的替代燃料。制備的固體燃料可用作水泥廠、發(fā)電廠和鋼鐵廠等的替代燃料，對節(jié)約資源、改善環(huán)境、緩解能源危機、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)資源優(yōu)化配置和可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義。

(4)該替代燃料主要以工業(yè)固廢為原料制備，不僅達到工業(yè)固廢的減量化和資源化處理的目的，變廢為寶，而且制備過程充分利用工業(yè)固廢氣化固體產(chǎn)物中的碳源作為燃料，減少常規(guī)能源的消耗，有助于實現(xiàn)碳減排。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實施方式，對本發(fā)明做進一步描述，需要說明的是，在不相沖突的前提下，以下描述的各實施例之間或各技術(shù)特征之間可以任意組合形成新的實施例。

實施例1

一種工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法，如圖1所示，包括以下步驟：

1)預(yù)處理工序：收集工業(yè)固廢工業(yè)固廢進入所述的預(yù)處理工序，經(jīng)分選去除物料中的砂石磚土、金屬、玻璃、陶瓷等無機組分，得到有機工業(yè)固廢。有機工業(yè)固廢破碎成30mm尺寸，經(jīng)過除鐵進一步去除物料中的金屬成分，再經(jīng)過輸送裝置送入所述的氣化工序；其中，工業(yè)固廢包括塑料、紡織品(布碎、海綿等)、皮革、橡膠、廢紙、生物質(zhì)等。

2)氣化工序：經(jīng)預(yù)處理后的有機工業(yè)固廢在氣化裝置進行氣化處理。氣化溫度控制在900℃，氣化劑為空氣。有機工業(yè)固廢經(jīng)氣化處理分解為合成氣和炭渣。氣化劑與所述有機工業(yè)固廢的當(dāng)量比為0.2，合成氣從氣化裝置中引出，經(jīng)過除焦油、脫鹵、脫硫、除塵和水煤氣變換的凈化步驟用于后續(xù)能源利用。炭渣從氣化裝置排出，經(jīng)收集冷卻后進入所述的研磨工序。

3)研磨工序：冷卻后的炭渣與配料混合均勻，所述的配料為煤粉，配料添加比例為10％。混合均勻的炭渣和配料送至研磨設(shè)備，經(jīng)研磨至<1mm粒度，得到固體替代燃料，其熱值為22MJ/kg，用于水泥廠、發(fā)電廠和鋼鐵廠等的替代燃料。

實施例2

一種工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法，如圖1所示，包括以下步驟：

1)預(yù)處理工序：收集工業(yè)固廢工業(yè)固廢進入所述的預(yù)處理工序，經(jīng)分選去除物料中的砂石磚土、金屬、玻璃、陶瓷等無機組分，得到有機工業(yè)固廢。有機工業(yè)固廢破碎成50mm尺寸，經(jīng)過除鐵進一步去除物料中的金屬成分，再經(jīng)過輸送裝置送入所述的氣化工序；其中，工業(yè)固廢包括塑料、紡織品(布碎、海綿等)、皮革、橡膠、廢紙、生物質(zhì)等。

2)氣化工序：經(jīng)預(yù)處理后的有機工業(yè)固廢在氣化裝置進行氣化處理。氣化溫度控制在1000℃，氣化劑為水蒸汽和空氣。有機工業(yè)固廢經(jīng)氣化處理分解為合成氣和炭渣。氣化劑與所述有機工業(yè)固廢的當(dāng)量比為0.2，合成氣從氣化裝置中引出，經(jīng)過除焦油、脫鹵、脫硫、除塵和水煤氣變換的凈化步驟用于后續(xù)能源利用。炭渣從氣化裝置排出，經(jīng)收集冷卻后進入所述的研磨工序。

3)研磨工序：冷卻后的炭渣與配料混合均勻，所述的配料為煤粉，配料添加比例為18％?；旌暇鶆虻奶吭团淞纤椭裂心ピO(shè)備，經(jīng)研磨至<1mm粒度，得到固體替代燃料，其熱值為25MJ/kg，用于水泥廠、發(fā)電廠和鋼鐵廠等的替代燃料。

上述實施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不能以此來限定本發(fā)明保護的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護的范圍。

工業(yè)固廢氣化制備固體替代燃料的方法及該替代燃料及其應(yīng)用.pdf