專利名稱：利用粉煤灰和塑料制成的固體燃料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于固體燃料，特別是涉及由含碳廢料制成的固體燃料及其制備方法。
工業(yè)和民用廢料如粉煤灰、廢塑料等，是造成目前環(huán)境污染的主要污染源之一。目前全球每年僅電廠的粉煤灰排放量約為2億萬噸，我國每年也達(dá)4000萬噸以上，隨著能源工業(yè)的迅速發(fā)展，粉煤灰的產(chǎn)生量也會(huì)日益增多，現(xiàn)僅有很少部分作為廉價(jià)填充料被由于制造建材等，而大部分被堆放在農(nóng)田中，占用了大量土地資源，隨著氣候的變化能增加大量的懸浮物，使空氣質(zhì)量嚴(yán)重下降，并造成地面水的污染和農(nóng)田土質(zhì)堿化。而塑料具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、易加工等優(yōu)良性能，隨著塑料消費(fèi)的上升，如塑料食品包裝物、農(nóng)膜等的廣泛應(yīng)用，其廢棄物由于不溶解、不腐爛，對環(huán)境的污染問題也在日益嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，廢塑料約占塑料產(chǎn)量的70％，塑料廢棄物占城市垃圾量的10-15％，在我國塑料廢棄物中只有10％被加以利用，20-30％被焚燒或填埋，60-70被堆放、任意丟棄或倒入江河湖海，不僅造成環(huán)境的污染，同時(shí)也是對資源的一種浪費(fèi)，因而，廢塑料的回收利用已勢在必行。
本發(fā)明的目的是提供一種利用粉煤灰和塑料廢棄物為原料制成的固體燃料及其制備方法，其原料均是使用生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的最終廢料或廢棄物，以取代目前我國城鄉(xiāng)居民廣泛使用的蜂窩煤原料。
粉煤灰是一種松散固體集合物，是海綿狀和空心球狀的細(xì)小顆粒，具有很大的比表面積；另外，粉煤灰是由煤炭在燃燒后產(chǎn)生的，其中仍殘留有1-25％的可燃物，粉煤灰的一些表面基團(tuán)高溫下得到了活化，因此粉煤灰具有較高的吸附活性。而塑料本身是含有高能量的燃料，回收熱能價(jià)值較高。
本發(fā)明的目的是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的充分利用粉煤灰的微小顆粒特征和塑料廢棄物的可燃燒性，即用粉煤灰和塑料廢棄物，并相應(yīng)加入一定量的生物燃料(如植物禾莖)生產(chǎn)的一種新型民用固體燃料。
本發(fā)明固體燃料包括，所說的粉煤灰為火力發(fā)電廠、熱電廠及各種燃煤鍋爐煤粉燃燒后產(chǎn)生的廢料；所說的塑料廢棄物是生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)后廢棄的方便袋、塑料布、塑料包裝物，各種食品包裝袋以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的地膜等農(nóng)用薄膜，凡聚乙烯制品均可使用；所說的生物燃料主要是林木或農(nóng)產(chǎn)品及其廢棄物中可燃物質(zhì)，如樹皮、木材的片削及下角料、農(nóng)作物秸桿、植物果實(shí)殼、皮、葉和根莖等。
本發(fā)明的原料處理方法(1)、粉煤灰，凡是燃煤的灰均可被使用，但不得含有水份、雜質(zhì)。需要干燥的，過40目篩后，即可直接使用。
(2)、生物燃料干燥后通過粉碎機(jī)，形狀以顆粒狀最好，粉末亦可。過40目篩后、即可被直接使用。
(3)、廢棄塑料，凡不含水份、土質(zhì)、硬質(zhì)物質(zhì)及金屬的均可被利用，裝有毒及腐蝕性物質(zhì)的禁用；不需清洗、即可直接進(jìn)入切割處理，其形狀不限。進(jìn)行捆扎，每1kg左右為一捆，即可直接進(jìn)入加熱軟化爐處理。
本發(fā)明的具體配方(按重量百分含量)(1)、粉煤灰的含量其含量大小決定著暗火燃燒時(shí)間長短及產(chǎn)渣量的多少，一般含量在30～60％。
(2)、生物燃料的含量其含量與易否點(diǎn)燃及火焰的穩(wěn)定性及落灰有關(guān)。一般含量在10～40％。
(3)、廢塑料的含量其含量的多少?zèng)Q定著熱值及煙量的多少，一般含量在20～40％。
本發(fā)明的優(yōu)選配方(按重量百分含量)(1)、粉煤灰的含量40～50％。
(2)、生物燃料的含量20～25％。
(3)、廢塑料的含量30～35％。
本發(fā)明固體燃料的制備方法如下首先將塑料投入軟化爐進(jìn)行加熱，使塑料充分軟化后，再加入粉煤灰進(jìn)行不間斷的攪拌，直至充分混勻后，再加入生物燃料顆粒，并在連續(xù)的攪拌下至徹底混勻后，才能進(jìn)入擠壓成型。擠壓成型過程亦必須始終保持在一定的溫度下進(jìn)行。
(1)、軟化溫度，在整個(gè)塑料軟化和攪拌過程中必須控制在200～250℃之間；擠壓成型溫度，在擠壓成型前期，要求溫度在180～220℃之間，成型后，無溫度要求；(2)加熱攪拌時(shí)間廢塑料的軟化時(shí)間為15～25分鐘；煤灰和塑料的攪拌混勻時(shí)間為10～20分鐘；植物顆粒的加入攪拌混勻時(shí)間為15～25分鐘。
以本發(fā)明固體燃料生產(chǎn)的蜂窩煤及引火產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)1、外觀指標(biāo)(1)形狀燃料為圓柱體、中空型；引火料為圓型，其間有沿徑向自內(nèi)向外的放射形線槽。其成型模具可根據(jù)需要設(shè)計(jì)。
(2)色澤棕黑色。
(3)光澤，平滑，無破損及裂紋。
(4)兩端面高度差不大于2cm。
(5)單孔垂直度偏斜不大于1cm。
(6)尺寸，外型可按國家或者有關(guān)部頒標(biāo)準(zhǔn)，引火料的放射線槽為寬0.5cm±0.1。
(7)、渣量45％以下。
2、理化指標(biāo)(1)、質(zhì)量330g±10。
(2)、燃燒時(shí)間點(diǎn)燃2～4分鐘后，明火大于35分鐘，暗火35分鐘左右。
(3)、熱值大于20MJ/kg。
(4)、全水份小于1％。
(5)、SO含量小于0.3％。
(6)、揮發(fā)分55％以上。
(7)、有害氣體無。
(8)、異味有蠟味。
3、其他指標(biāo)(1)、水浸泡試驗(yàn)48小時(shí)不散，晾干4小時(shí)后，即可點(diǎn)燃。
(2)、壓潰力大于3500KN。
利用本發(fā)明，其一，能充分地再利用粉煤灰的1～25％左右的有效熱值，從而使煤能源進(jìn)一步得到利用。更由于本發(fā)明產(chǎn)品不使用煤炭和粘土作原料，從而使我國有限的煤炭資源和國土資源得到良好的保存，并為子孫后代能更好地開發(fā)利用這些資源提供一個(gè)良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。其二，植物秸桿、葉既是良好的飼料，又是很好的生物能源，本發(fā)明的使用，使應(yīng)有能源得到正常的發(fā)揮。其三，使廢棄塑料這一有害物質(zhì)有效地轉(zhuǎn)換成一種被人類所利用的新能源，既消除了危害，又能帶來效益。
由于本發(fā)明是充分利用三種廢料生產(chǎn)的，所以原料成本低，又由于加工工藝簡單，以及本產(chǎn)品的三大特點(diǎn)(重量輕、燃燒時(shí)間長，易保存一不怕水)，所以，經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展前景必然是明顯的，也是實(shí)際的。
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明實(shí)施例1首先將塑料廢農(nóng)膜30公斤投入軟化爐，在250℃溫度下加熱15分鐘，使塑料充分軟化后，再加入粒度小于40目的粉煤灰45公斤進(jìn)行不間斷的攪拌15分鐘，直至充分混勻后，再加入玉米秸桿顆粒25公斤，并在連續(xù)的攪拌下15分鐘至徹底混勻，進(jìn)入擠壓成型機(jī)，擠壓成型溫度為180度。
實(shí)施例2首先將廢塑料食品包裝袋20公斤洗凈后投入軟化爐，在220℃溫度下加熱15分鐘，使塑料充分軟化后，再加入粒度小于40目的粉煤灰50公斤進(jìn)行不間斷的攪拌20分鐘，直至充分混勻后，再加入木材鋸末30公斤，并在連續(xù)的攪拌下20分鐘至徹底混勻，進(jìn)入擠壓成型機(jī)，擠壓成型溫度為200度。
實(shí)施例3首先將廢聚乙烯塑料40公斤投入軟化爐，在250℃溫度下加熱25分鐘，使塑料充分軟化后，再加入粒度小于40目的粉煤灰45公斤進(jìn)行不間斷的攪拌15分鐘，直至充分混勻后，再加入小麥秸桿顆粒15公斤，并在連續(xù)的攪拌下20分鐘至徹底混勻，進(jìn)入擠壓成型機(jī)，擠壓成型溫度為210度。
實(shí)施例4首先將塑料廢農(nóng)膜30公斤投入軟化爐，在200℃溫度下加熱15分鐘，使塑料充分軟化后，再加入粒度小于40目的粉煤灰30公斤進(jìn)行不間斷的攪拌15分鐘，直至充分混勻后，再加入植物果實(shí)殼顆粒40公斤，并在連續(xù)的攪拌下25分鐘至徹底混勻，進(jìn)入擠壓成型機(jī)，擠壓成型溫度為200度。
實(shí)施例5首先將塑料廢農(nóng)膜20公斤投入軟化爐，在200℃溫度下加熱25分鐘，使塑料充分軟化后，再加入粒度小于40目的粉煤灰60公斤進(jìn)行不間斷的攪拌25分鐘，直至充分混勻后，再加入玉米秸桿顆粒20公斤，并在連續(xù)的攪拌下25分鐘至徹底混勻，進(jìn)入擠壓成型機(jī)，擠壓成型溫度為220度。
實(shí)施例6首先將廢塑料食品包裝袋35公斤洗凈后投入軟化爐，在230℃溫度下加熱20分鐘，使塑料軟化，再加入粒度小于40目的粉煤灰30公斤進(jìn)行不間斷的攪拌20分鐘，直至充分混勻后，再加入木材鋸末35公斤，并在連續(xù)的攪拌下20分鐘至徹底混勻，進(jìn)入擠壓成型機(jī)，擠壓成型溫度為200度。
實(shí)施例7將廢聚乙烯塑料20公斤投入軟化爐，在230℃溫度下加熱20分鐘，使塑料軟化，再加入粒度小于40目的粉煤灰55公斤進(jìn)行不間斷的攪拌20分鐘，直至充分混勻后，再加入木材鋸末與樹葉的混合顆粒25公斤，并在連續(xù)的攪拌下25分鐘至徹底混勻，進(jìn)入擠壓成型機(jī)，擠壓成型溫度為180度。
權(quán)利要求
1.一種利用粉煤灰和塑料制成的固體燃料，其特征在于包括粉煤灰、生物燃料和塑料廢棄物，其配方(按重量百分含量)為粉煤灰 30％-60％生物燃料10％-40％塑料廢棄物 20％-40％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體燃料，其特征在于其優(yōu)選配方(按重量百分含量)為粉煤灰 40％-50％生物燃料20％-25％塑料廢棄物 30％-35％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固體燃料，其特征在于所說的粉煤灰是火力發(fā)電廠、熱電廠及燒煤鍋爐等煤粉燃燒后產(chǎn)生的廢料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固體燃料，其特征在于所說的塑料廢棄物是生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)后廢棄的聚乙烯制品。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固體燃料，其特征在于所說的生物燃料是林木或農(nóng)產(chǎn)品及其廢棄物中的可燃物質(zhì)。
6.一種利用粉煤灰和塑料制成的固體燃料的制備方法，其特征在于塑料需先投入軟化爐進(jìn)行加熱，使塑料充分軟化后，再加入粉煤灰進(jìn)行不間斷的攪拌，直至充分混勻后，再加入生物燃料顆粒，并在連續(xù)的攪拌下至徹底混勻后，進(jìn)入擠壓成型程序，擠壓成型過程亦必須始終保持在一定的溫度下進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固體燃料的制備方法，其特征在于塑料的軟化溫度和攪拌溫度必須控制在200-250℃之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固體燃料的制備方法，其特征在于擠壓成型溫度在180-220℃之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的固體燃料的制備方法，其特征在于塑料的軟化時(shí)間為15-25分鐘；煤灰和塑料的攪拌混勻時(shí)間為10-20分鐘；生物燃料顆粒的加入攪拌混勻時(shí)間為15-25分鐘。
全文摘要
本發(fā)明是利用粉煤灰和塑料制成的固體燃料及其制備方法,它是用粉煤灰、聚乙烯塑料和生物燃料,經(jīng)加熱、混合攪拌、擠壓成型的一種固體燃料,它能再利用粉煤灰的1～25%左右的有效熱值和生物燃料和廢棄塑料的可燃性能,變廢棄物為有效地的新能源,既消除了危害,又能帶來經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,并且原料成本低,又由于加工工藝簡單,以及產(chǎn)品重量輕、燃燒時(shí)間長,易保存、不怕水,經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展前景是明顯的。
文檔編號C10L5/04GK1312351SQ0110789
公開日2001年9月12日 申請日期2001年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月16日
發(fā)明者張東新, 商伯航, 曲保恩, 王鳳鳴 申請人:張東新, 商伯航