一种基于工业废料制备燃料的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于工业废料制备燃料的方法，包括以下步骤：S1混合加压：将工业废料和农作物废弃物按照比例混合放入反应罐中，并同时对反应罐进行持续加压；S2间断降压：先对单个罐体进行瞬时降压，再对相邻罐体机械能瞬间降压，同时打开相邻罐体间的连接板；重复以上步骤直至所有罐体均降压完成；S3初步加压：调整混合物含水量，关闭所有阀门并送入蒸汽，使罐体升温加压；S4、持续加压：在有机热载体锅炉中添加有机热载体，在加热套管内实现温度大于200℃的有机热载体循环，同时继续加热加压；S5、挤压成型：收集罐体内的产物并挤压成燃料块。本发明专利技术中通过设计连续的爆破破碎反应，使反应物纤维化易于反应，同时提高燃料的热值和回收价值。回收价值。回收价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于工业废料制备燃料的方法


[0001]本专利技术涉及资源再综合利用的
，尤其涉及一种基于工业废料制备燃料的方法。

技术介绍

[0002]工业废物是指在工业生产活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态、液态和置于容器中的气态的物质，主要包括冶金废渣、采矿废渣、燃料废渣和化工废渣。随着城市化进程的加速和人民生活水平的逐步提高，我国出现了越来越多的工业固体废弃物，大量的工业废弃物会污染环境、危及人们的身心健康，企业对于工业废料的处理需要满足减量化、无害化和资源化的要求。
[0003]现有技术中对工业废料的处理存在以下问题：1、废料统一进行破碎处理时，容易造成堆积，降低破碎效果，且破碎后的废料粒径不均匀，在后续热解时花费时间较长且热解效果不一；2、焚烧热解所需要的温度过高，能量需求大，而填埋法又会对环境和土壤产生二次污染。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有技术的不足，提供了一种基于工业废料制备燃料的方法，旨在解决现有技术中如何对工业废弃物实现无害化和资源化处理，同时降低处理时的能量需求和浪费。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于工业废料制备燃料的方法，包括以下步骤：
[0006]S1、将工业废料和具有细胞壁结构的农作物废弃物按照2
‑
4：1的比例混合放入若干反应罐中，并同时对若干反应罐进行持续加压，直至压力为4.69MPa
‑
8.43MPa，温度大于200℃；
[0007]S2、包括以下步骤：
①
在0.3
‑
0.5s内对单个罐体进行瞬时降压，将内部气压降为大气压力并保持气压不变；
②
单个罐体降压完成后，对相邻罐体重复步骤
①
，同时在0.5
‑
1s内打开相邻罐体间的连接板；
③
重复步骤
①
和
②
直至所有罐体均降压完成；
[0008]S3、向S2所得纤维状混合物中加入水分并进行混合，调整混合物含水量在15％
‑
20％，关闭所有阀门并送入蒸汽，使其升温加压至温度为135℃
‑
250℃，压力为1.36
‑
3.68MPa；
[0009]S4、在有机热载体锅炉中添加有机热载体，在加热套管内实现温度大于200℃的有机热载体循环，同时继续加热加压使得反应罐中温度为250℃
‑
350℃，压力为3.68MPa
‑
7.91MPa；
[0010]S5、将S4所得罐体中的剩余水蒸气和热量排出，收集罐体内的产物并挤压成具有中空结构的块状燃料，同时在中空结构的内壁涂覆助燃剂溶液。
[0011]需要说明的是，反应罐内部持续升温加压会导致农作物废弃物中大部分水分变成
水蒸气，由于温度较高，水蒸气的压强是增大，使已变软的农作物废弃物膨胀，此时农作物废弃物内外的压强是平衡的，此时突然降压，使农作物废弃物接触到气压较低的环境,脱离了罐体内气压的束缚力,农作物废弃物内水分急骤膨胀,导致农作物废弃物的细胞壁破碎爆炸，撕裂植物组织并分散成纤维，在此过程中农作物废弃物会形成扩散式爆炸，同时带动工业废弃物在罐体中以爆炸的形式扩散。
[0012]本专利技术一个较佳实施例中，所述S2中对罐体降压的方向为先中心罐体，再两侧罐体依次降压的顺序，由于单次爆破后存在能量衰减，农作物废弃物和工业废弃物在密封反应罐中的振荡频率以及振荡速度会有所减小，以先中心罐体，再两侧罐体依次降压的顺序可以使得振荡在相邻的罐体间传递，提高前一次振荡衰减的末值，从而进一步提高爆破破碎的效果。
[0013]本专利技术一个较佳实施例中，所述S2中对罐体降压的方向为从一端开始，依次降压到另一端的顺序，形成分段供能形式，提高下一阶段爆破的效果，同时部分爆破振荡能量传递回上一罐体，在一定程度上提高了单个罐体爆破破碎的效果。
[0014]本专利技术一个较佳实施例中，所述S5中挤压成型的压力为50
‑
120MPa，以确保混合物在冷却后可以形成具有中空结构的燃料块，且结构紧密不松散。
[0015]本专利技术一个较佳实施例中，所述助燃剂溶液为乙二醇废料、废甲醇、废乙烷、废乙醇、废油漆、废丙酮、废丁醇、废硫醇或油类废弃物中的一种或多种，助燃剂溶液渗透进燃料块中，在使用时助燃剂有利于燃烧的快速发生，并配合中空结构，保证燃烧的持续性和高效性。
[0016]本专利技术一个较佳实施例中，所述工业废料为具有燃烧性的废弃物，包括金属渣、粉煤灰、煤渣、金属粉尘、废塑料、橡胶废渣、造纸废渣等。
[0017]本专利技术中还提供了一种基于工业废料制备燃料的装置，包括储料仓、若干反应罐、加热套管、蒸汽直流锅炉、有机热载体锅炉、旋流除尘器和除臭装置，其特征在于，
[0018]所述储料仓设置在若干所述反应罐的一侧，所述旋流除尘器连接所述反应罐底部的出口和所述除臭装置，所述反应罐下部安装有加热套管，且所述加热套管上设有排水管，所述蒸汽直流锅炉和有所述机热载体锅炉分别与所述反应罐和所述加热套管相连接；
[0019]所述有机热载体锅炉内部添加有机热载体。
[0020]本专利技术一个较佳实施例中，所述反应罐与旋流除尘器的连接管道上设置有调压阀，所述反应罐与所述蒸汽直流锅炉的连接管道上也设置有调压阀。
[0021]本专利技术一个较佳实施例中，若干所述反应罐上均设有降压控制阀、温度显示器以及气压显示器，降压控制阀用于在短时间内控制气压的释放，使罐体形成瞬间降压。
[0022]需要说明的是，在罐体内的降压控制阀部分，沿周围设有保护罩以减小爆破时，爆炸振荡的废弃物对降压控制阀造成损坏。
[0023]本专利技术一个较佳实施例中，所述反应罐还与增压模块和水箱连接，且所述水箱中的水温度为125
‑
150℃，压力为0.195
‑
1.385MPa，对水分进行预处理，使其成为亚临界水，减少了后续处理废弃物时需要的时间。
[0024]本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：
[0025](1)本专利技术中对工业废弃物进行了预处理，即爆破破碎处理，利用物体在持续加压后再瞬间降压会形成类似爆炸状态的特性，将工业废弃物和农作物废弃物混合后进行增压
降压，使得农作物废弃物优先形成爆炸并带动工业废弃物在密封罐体中以扩散方式进行来回振荡，破坏工业废弃物的外部形态结构，再使得工业废弃物本身发生爆炸，改变其内部形态，变成破碎的纤维状混合物，以便于后续对废弃物进行亚临界水处理。
[0026](2)本专利技术中设计了若干相互连接的反应罐，分别通过降压阀和连接板控制单个罐体中物质爆破的时长以及相邻罐体互通的时长，形成分段爆破使得相邻罐体间产生爆破能量互通，减少能量的衰减并对爆炸振荡结果产生叠加效果，在一定程度上提高了爆破的效果；同时由于罐体中的含水量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于工业废料制备燃料的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将工业废料和农作物废弃物按照2
‑
4：1的比例混合放入若干反应罐中，并同时对若干反应罐进行持续加压，直至压力为4.69MPa
‑
8.43MPa，温度大于200℃；S2、包括以下步骤：
①
在0.3
‑
0.5s内对单个罐体进行瞬时降压，将内部气压降为大气压力并保持气压不变；
②
单个罐体降压完成后，对相邻罐体重复步骤
①
，同时在0.5
‑
1s内打开相邻罐体间的连接板；
③
重复步骤
①
和
②
直至所有罐体均降压完成；S3、向S2所得纤维状混合物中加入水分并进行混合，调整混合物含水量在15％
‑
20％，关闭所有阀门并送入蒸汽，使其升温加压至温度为135℃
‑
250℃，压力为1.36
‑
3.68MPa；S4、在有机热载体锅炉中添加有机热载体，在加热套管内实现温度大于200℃的有机热载体循环，同时继续加热加压使得反应罐中温度为250℃
‑
350℃，压力为3.68MPa
‑
7.91MPa；S5、将S4所得罐体中的剩余水蒸气和热量排出，收集罐体内的产物并挤压成具有中空结构的块状燃料，同时在中空结构的内壁涂覆助燃剂溶液。2.根据权利要求1所述的一种基于工业废料制备燃料的方法，其特征在于：所述S2中对罐体降压的方向为先中心罐体，再两侧罐体依次降压的顺序。3.根据权利要求1所述的一种基于工业废料制备燃料的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冉，杨俊，王子维，
申请(专利权)人：尚微生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：