可循环牛粪、粉煤成型复合燃料

可循环牛粪、粉煤成型复合燃料

技术领域

  本发明涉及一种绿可循环牛粪、粉煤成型复合燃料，属于农业能源领域和新型能源领域。 

背景技术

我国是畜牧业大国，一头牛每年产生粪便在7吨以上，一到夏季，臭气熏天，多种细菌病原体滋生繁殖，堆积的牛粪在不发酵情况下，产生甲烷气体，对环境和大气造成侵害。牛粪作为肥料直接使用，肥效不高还产生热量，消耗土壤氧气，烧根烧苗。另外，因为牛粪里有机质含量低于其他牲畜肥料，肥力小，纤维多，需要添加尿素等N、P、K化肥才能肥效齐全。牛粪用作沼气方面，由于其处理量小，利用量受季节限制。目前，市场牛粪成型生物燃料是以牛粪为成型燃料核心，适当加入秸秆为辅助载体，通过脱水、烘干、混合、成型工艺，生产成型棒状或粒状（狗粮状）燃料。牛粪燃料燃烧值3900-4500大卡，密度在0.6-1.0g/cm3,其燃烧效率最高，燃烧温度可达到1060℃，燃烧速度比煤0%，正常燃烧条件下，无烟尘和灰烟排除。烟尘排放浓度为138mg/N m3，SO2排放浓度为75mg/N m3,达到国家环保要求。但，目前牛粪生物燃料还存在密度小，体积大，一次需要燃烧的燃料体积较大，运输和仓储需要面积、体积大而间接造成价格升高。同时，因为比煤燃烧速度快，所以燃烧时间相对较短，要求向燃炉投燃料次数增多，尤其对工业锅炉使用效率降低。另外，由于目前牛粪燃料体积大，质量轻，燃烧产生灰烬量较大。同时燃烧产生的灰烬无法重复循环利用。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。煤矸石弃置不用，占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。另外，采煤过程和洗煤过程以及使用过程中产生大量的廉价煤粉，目前煤粉存在运输不方便，燃烧不充分，利用率低，导致烟尘以及二氧化硫侵害大气造成严重污染。 

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种可循环牛粪、粉煤成型复合燃料 

。采用牛粪复合粉煤、煤矸石以及加入燃料助燃剂、催化剂、活性物质，通过牛粪生物质燃料成型设备，牛粪燃料压块机生产环境友好型复合燃料。并且该复合燃料的灰烬可以回收重复利用，本发明可循环牛粪、粉煤成型复合燃料，由以下方法制备：干牛粪40-50%wt，煤粉20-30%wt,煤矸石粉10-15%wt，催化剂1.2-1.5%wt，燃料助燃剂0.5-0.9% wt，成型剂1.5-5.0%wt、活性物质0.2-0.6%wt水10-18 % wt。通过牛粪生物质燃料成型设备，牛粪燃料压块机制得，上述牛粪要求脱水、烘干，含水率达到要求。上述的煤粉、煤矸石优选细度40-200目，上述催化剂优选Fe2O3,MnO2,CaO,MgO，CUO,红砖粉，上述助燃剂优选KNO3，KMnO4,KClO3，上述活性物质选CeO2,La2O3，上述成型剂为CaCO3，Ca(NO3)2, CaSO4，CaO，粘土；本发明制得可循环牛粪、粉煤成型复合燃料符合《锅炉大气污染排放标准》（GWPB3-1999）(1)、燃料燃烧值4500-5000大卡（2）、燃料密度1.3-1.5g/cm3（3）、燃烧温度可达到1200-1500℃，燃烧速度比煤快10%，燃烧时间4小时以上（4）燃烧产生的灰烬主要以燃烧助剂为主要含量，可以循环使用。

具体实施方式

实施例1 

可循环牛粪、粉煤成型复合燃料组份：干牛粪50%wt，煤粉24%wt,煤矸石粉12%wt，Fe2O3粉1.2%wt，KClO3助燃剂0.8% wt，CaCO3成型剂1.8%wt、La2O3活性物质0.2%wt、水10 % wt，牛粪经过堆肥化处理，空气中自然风干，粗粉碎至2mm处理。采用牛粪复合粉煤、煤矸石以及加入燃料助燃剂、催化剂、活性物质，通过牛粪生物质燃料成型设备，牛粪燃料压块机生产环境友好型复合燃料。制备方法同上。 实验测试结果见表一

测试指标 测试值

水分（%） 7.99±0.65

灰分（%） 30.61±0.73

挥发分（%） 34.95±0.56

燃烧热值（KJ/Kg） 21504±20.42

全硫（%） 0.280±0.0009

实施例2

可循环牛粪、粉煤成型复合燃料组份：干牛粪40%wt，煤粉30%wt,煤矸石粉15%wt，MnO2粉1.5%wt，KMnO4助燃剂0.5% wt，CaO成型剂3.0%wt、CeO2活性物质0.5%wt、水10% wt， 制备方法同上。实验结果见表二

测试指标 测试值

水分（%） 4.84±0.46

灰分（%） 44.88±0.19

挥发分（%） 27.43±0.33

燃烧热值（KJ/Kg） 21470±2.52

全硫（%） 0.295±0.021

实施例3

可循环牛粪、粉煤成型复合燃料组份：干牛粪44%wt，煤粉27%wt,煤矸石粉12%wt，Fe2O3粉1.2%wt，KNO3助燃剂0.8% wt，粘土成型剂3.5%wt、La2O3活性物质0.5%wt、水11 % wt，制备方法同上。实验结果见表三

测试指标 测试值

水分（%） 7.83±0.06

灰分（%） 38.33±3.20

挥发分（%） 28.88±1.27

燃烧热值（KJ/Kg） 20162±7.37

全硫（%） 0.295±0.021