本发明专利技术涉及用于取代烧煤工厂中的煤的工程燃料原料，公开了新型工程燃料原料、由所述过程生产的原料以及制造该燃料原料的方法。由处理过的城市固体废物流衍生的组分可用于制造这类实质上不含玻璃、金属、砂砾和不燃物的原料。这些原料具有多种用途，其中包括与煤的共同燃烧以及作为煤的替代物。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及用于取代烧煤工厂中的煤的工程燃料原料，公开了新型工程燃料原料、由所述过程生产的原料以及制造该燃料原料的方法。由处理过的城市固体废物流衍生的组分可用于制造这类实质上不含玻璃、金属、砂砾和不燃物的原料。这些原料具有多种用途，其中包括与煤的共同燃烧以及作为煤的替代物。【专利说明】用于取代烧煤工厂中的煤的工程燃料原料 本申请是中国专利技术专利申请（申请日：2009年6月25日；申请号： 200980125169. 7 (国际申请号：PCT/US2009/048718);专利技术名称：用于取代烧煤工厂中的煤 的工程燃料原料）的分案申请。 相关专利申请的互相参照 根据美国专利法第35条第119款的规定，本专利申请要求享有共同待决的2008 年6月28日提交的、标题为《用于取代烧煤工厂中的煤的工程燃料小球》的申请号为 61/076, 027的美国专利申请和2008年6月28日提交的、标题为《工程惰性燃料小球》的申 请号为61/076, 020的美国专利申请的优先权利益，这些申请的公开内容整体以引用的方 式并入本文。
本专利技术涉及替代燃料。特别地，本专利技术涉及含有足够的高热值且包含处理过的城 市固体废物流的组分的工程燃料原料，其能够补偿或者部分地补偿烧煤厂对煤用于发电的 使用，并且在燃烧时，其排放比燃烧煤的排放更好。
技术介绍
对供热、运输以及生产化学品和石油化学产品都非常有用的化石燃料来源越来越 缺乏，其成本也越来越高。那些生产能源和石油化学制品的行业正积极地寻找经济有效的 工程燃料原料替代品，以用于生产那些产品和许多其他产品。另外，由于化石燃料成本的不 断增加，用于生产能源和石油化学制品的工程燃料原料的运输成本也在急剧攀升。 这些生产能源和石油化学制品的行业以及其他行业，在用于能源生产、供热和电 能的燃烧和气化过程上、以及合成气体（用于化学制品和液态燃料以及涡轮机能源的下游 操作）的产生上，已经对化石燃料（例如煤、油和天然气）的使用形成依赖。 燃烧和气化是热化学工艺，用来释放储存在燃料源中的能量。当存在有过剩的空 气或者过剩的氧气时，在反应器中发生燃烧。燃烧通常用来产生蒸汽，而蒸汽对涡轮机提供 动力来发电。然而，燃料燃烧的强力特性（brute focre nature)导致生成的气体中含有大 量的污染物。例如，化石燃料（例如煤、油和天然气）在氧化气氛中进行燃烧，会释放氮氧化 物，而氮氧化物是地面臭氧的前身，会引起哮喘发作。燃烧还是二氧化硫产生的最大源头， 而二氧化硫依次产生形状为细小颗粒的硫酸盐。每年，美国的燃煤电厂造成的颗粒污染缩 短了 30000多人的寿命。数十万的美国人受到哮喘、心脏疾病以及上呼吸道和下呼吸道疾 病的困扰，这些都与电厂排放的细小颗粒物有关。 煤燃烧对环境的影响 预计到2030年，全世界的电力需求将上升60(%〇11^口://\￥￥￥.丨63.0找八611^386/ nppdf/free/2004/weo2004· pdf)。随着世界范围内仍在进行生产的燃煤电厂总量达到 50000多家并且还在不断上升，国际能源署（International Energy Agency, IEA)估 计，化石燃料在2030年将仍然占到能源市场的85 % (http://www. sciencedaily. com/ releases/2007/11/071114163448. htm)。让世界组织以及国际能源署等国际机构担心的 是，燃烧化石燃料对环境的影响。依据生产每单位的电产生的二氧化碳水平来看，燃煤发电 站对碳的利用效率最低。由于化石燃料的杂质和化学组分的缘故，它的燃烧将导致酸雨、全 球变暖和空气污染（美国人为的二氧化碳排放中有41%是由发电引起的）（http://WWW. epa. gov/climatechange/emissions/co2_human. html)。氮氧化物和二氧化硫被排放到了 空气中，这导致酸雨的形成。这些氮氧化物和二氧化硫本身的酸性可能很适度，但当它们与 大气发生反应后，会产生酸性化合物，例如亚硫酸、硝酸和硫酸，这些酸是以雨水的形式落 下，所以术语是酸雨。在欧洲和美国，更严格的排放法律已经降低了该问题引起的环境危 害。 煤还含有少量的铀、钍和其他天然形成的放射性同位素，它们释放到环境中去会 导致放射性污染。虽然这些物质以非常小的微量杂质的形式存在，但只要燃烧足够的煤就 会大量释放出这些物质。一家1000兆瓦的燃煤电厂每年将释放出多达5. 2吨的铀（包含 74磅铀-235)和12. 8吨的钍。这家燃煤电厂的放射性排放量是有着同样发电量、规模相 当的核电厂的100倍；算上加工的输出量，燃煤电厂的辐射输出量超过3倍还多（http:// www. ornl. gov/info/ornlreview/rev26_34/text/colmain· html)〇 煤和其他化石燃料中存在有微量的萊（http://www. fossil, energy, gov/ programs/powersystems/pollutioncontrols/overview_mercurycontrols. html)。这些燃 料燃烧时，会释放出有毒的汞，汞积聚在食物链中并且对水生生态系统尤其有害。据估计， 1995年全球范围内自然和人为因素形成的汞的排放量达到5500吨。美国的燃煤电厂估计 每年排放48吨的汞，这大约占到美国因为人为活动而排放到空气中的所有汞的三分之一。 即使没有空气或者只有低于化学计量的氧气存在，气化也能在反应器中发生。在 没有空气或者低于化学计量的氧气的情况下发生的热化学反应不会形成氮氧化物和硫氧 化物。因此，气化能够消除燃料燃烧时形成的大量污染物，尤其是例如煤的含硫的燃料。 气化产生气态的、富含燃料的产物，被称为合成气体（合成气）。气化期间发生两 个将燃料源转化为可用燃气的过程。在第一个阶段，在低于600°c (1112° F)的温度下热 解，释放出燃料的挥发性组分，这个过程被称作脱挥发。热解还产生主要由碳、木炭和灰分 组成的炭。在第二个气化阶段，热解后剩余的碳与蒸汽、氢气或纯氧发生反应。采用纯氧的 气化由于没有来自空气中的氮气的稀释，可获得一氧化碳和氢气的高质量混合物。 已经发展了各种各样的气化器。它们可以归为四个主要的类别：向上通风固 定床、向下通风固定床、鼓泡式流化床以及循环流化床。其差别主要是在于反应容器 中对燃料源的支持方式、燃料和氧化剂的流向以及反应器的供热方式。这些气化器设 计上的优点和缺点已经在文献中作出了详细的记载，例如，Rezaiyan, J. and Nicholas P. Cheremisinoff, Gasification Technology, A Primer for Engineers and Scientists. Boca Raton:CRC Press, 2005,这篇文章的内容以参考的方式并入本文。 向上通风气化器，也被称作逆流气化，是最古老也最简单的气化器形式；而且现在 它仍然用于煤的气化。从反应器的顶部引入燃料，在反应器底部设置有炉排，对反应床进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种工程燃料原料，包括至少一种由处理过的城市固体废物流衍生的组分，该原来包含：超过约60％的碳含量；约5％至约10％的氢含量；低于约20％的含水量；低于2％的硫含量；低于约15％的灰分含量；以及其中，原料实质上不含玻璃、金属、砂砾和不燃物。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：葆拉·A·卡拉布雷斯，丁容·白，
申请(专利权)人：谐和能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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