一种利用工业固废热解炭化产物制备替代燃料的方法以及该替代燃料的应用与流程

1.本发明涉及工业固废资源化利用的技术领域，具体涉及一种利用工业固废热解炭化产物制备替代燃料的方法以及该替代燃料的应用。


背景技术：

2.随着我国工业化和城市化进程的不断推进，工业生产和居民对电能和热能的需求日益剧增，对热电厂、发电厂等的压力也越发明显，特别是在用电用热高峰时期，能源短缺的问题更加突出，清洁能源改造替代工程(气代煤、电代煤等)需加速推进。
3.同时随着我国工业化和城市化规模的不断扩大，原生工业固废数量日益增加，大量的工业固废因处置不当而引发的环境污染问题已给社会生活、经济发展带来了严重影响。工业固废中的有机成分含量高、种类众多，主要包括塑料、泡沫、纺织品、皮革、橡胶、废竹木、纸等，其资源化和能源化回收利用潜力巨大。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种利用工业固废热解炭化产物制备替代燃料的方法，能有效去除有机工业固废中的卤素，充分利用工业固废中的碳源制成替代燃料，工艺简单，实现了资源回收再利用；本发明的目的之二在于提供一种替代燃料，保留了工业固废中的部分碳源，具有热值高、耐燃烧、易保存的优点；本发明的目的之三在于提供一种替代燃料的应用，替代燃料能用于水泥厂、发电厂和钢铁厂的供热供电。
5.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
6.一种利用工业固废热解炭化产物制备替代燃料的方法，包括以下步骤：
7.1)收集工业固废，再去除工业固废中无机组分，得到有机工业固废，再进行破碎；
8.2)将破碎后的有机工业固废进行干燥；
9.3)将干燥后的有机工业固废在温度为300～500℃下和在无氧或缺氧环境下热解炭化，得到脱卤后的固体炭化物；优选在250～350℃下进行，含卤素的有机工业固废受热后，含卤素的化学键在250～350℃下从有机工业固废的有机分子链中断裂，形成气态卤化氢或卤化物析出，从而实现脱卤的目的。
10.4)冷却后的固体炭化物进行研磨，得到粉末状的固体燃料。
11.进一步，步骤1)中，经过磁选、筛分或人工分选中一种或两种以上组合的方式去除无机组分；所述无机组分包括砂石砖土、金属、玻璃和陶瓷。
12.再进一步，所述有机工业固废为包括塑料、纺织品、皮革、橡胶、废纸和木块中的一种或两种以上组合物。
13.进一步，破碎后的有机工业固废的尺寸为30～150mm。
14.再进一步，步骤3)中，热解炭化的升温速率为10～30℃/min，时间为10～60min；热解炭化时氧含量低于2％。
15.进一步，步骤4)中，冷却后的固体炭化物与配料混合均匀后进行研磨，配料的加入量为所述固体炭化物质量的0.1～20％，优选为10～20％。
16.再进一步，所述配料包括但不限于煤粉、木屑和炭化污泥中的一种或两种以上组合物。配料的作用为增强替代燃料的易磨性、提高燃烧速率和稳定性，改善燃烧性能。
17.进一步，研磨后的粉末状固体燃料粒度《1mm，低位热值≥20mj/kg。
18.本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
19.一种替代燃料，所述替代燃料由上述的方法制备而成。
20.本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
21.上述的替代燃料的应用，所述替代燃料用于水泥厂、发电厂和钢铁厂。
22.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
23.(1)本发明利用工业固废热解炭化产物制备替代燃料的方法，工业固废先经分选去除不可降解的无机组分(砂石砖土、金属、玻璃、陶瓷等)，得到有机工业固废，得到的有机工业固废经破碎后进入热解炭化装置，在无氧或缺氧环境中进行干燥和热解，热解温度为300～500℃，在此温度区间内工业固废中的卤素以卤化氢的形式析出，达到替代燃料脱卤的目的。热解后产生的固体脆性炭化物收集，研磨得到替代燃料。工业固废热解后产生的固体燃料保留了工业固废中的部分碳源，具有热值高、耐燃烧、易保存等优点。该替代燃料制备工艺简单、成本低、热值高、能充分利用工业固废中的碳源，变废为宝，实现资源回收再利用，对节约资源、改善环境、缓解能源危机、优化能源结构、实现资源优化配置和可持续发展都具有重要的意义。
24.(2)热解后产生的固体脆性炭化物收集后可与一定比例的配料(包括但不限于煤粉、木屑、炭化污泥)混合，破碎研磨制备成低位热值≥20mj/kg、粒度＜1mm的粉状固体燃料，用于水泥厂、发电厂和钢铁厂等的替代燃料。
具体实施方式
25.下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
26.实施例1
27.一种利用工业固废热解炭化产物制备替代燃料的方法，包括以下步骤：
28.1)从工业企业收集的塑料、纺织品(布碎、海绵等)、皮革、橡胶、废纸、木块的工业固废，先后通过磁选、筛分、人工分选方式去除固废中的砂石砖土、金属、玻璃和陶瓷等无机组分，得到有机工业固废。
29.2)将有机工业固废破碎成50mm尺寸。
30.3)破碎后的有机工业固废经输送设备送入热解炭化装置进行先进行干燥，使含水量低于1％，再在无氧或缺氧环境下进行热解炭化，热解炭化温度为400℃，升温速率为20℃/min，停留时间为40min，热解炭化装置内氧含量为1％。工业固废中的卤素以卤化氢气体形式析出，通过在热解炭化装置外部设置脱酸装置吸收卤化氢，达到替代燃料脱卤的目的。热解后产生的固体脆性炭化物经冷却后从热解炭化装置排出收集。
31.4)冷却后收集的固体脆性炭化物添加10％煤粉混合均匀后，经研磨得到低位热值为23mj/kg，颗粒度为0.5mm的粉状固体燃料，可用于水泥厂、发电厂和钢铁厂。
32.实施例2
33.一种利用工业固废热解炭化产物制备替代燃料的方法，包括以下步骤：
34.1)从工业企业收集的塑料、纺织品(布碎、海绵等)、皮革、橡胶、废纸、木块的工业固废，先后通过磁选、筛分、人工分选的方式去除固废中的砂石砖土、金属、玻璃、陶瓷等无机组分，得到有机工业固废。
35.2)将有机工业固废破碎成30mm尺寸。
36.3)破碎后的有机工业固废经输送设备送入热解炭化装置进行先进行干燥，使含水量低于1％，再在无氧或缺氧环境下进行热解炭化，热解炭化温度为450℃，升温速率为10℃/min，停留时间为20min，热解炭化装置内氧含量为0.5％。工业固废中的卤素以卤化氢气体形式析出，通过在热解炭化装置外部设置脱酸装置吸收卤化氢，达到替代燃料脱卤的目的。热解后产生的固体脆性炭化物经冷却后从热解炭化装置排出收集。
37.4)冷却后收集的固体脆性炭化物通过添加15％煤粉混合均匀后，经研磨得到低位热值为25mj/kg，颗粒度为1mm的粉状固体燃料，可用于水泥厂、发电厂和钢铁厂。
38.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。