低熱值煤炭的發(fā)熱量提升方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種低價(jià)且不會(huì)造成公害，并得透過(guò)改良水分多火力弱的泥炭或褐煤等煤炭的組成，而增加燃燒卡路里的煤炭。為達(dá)到本發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)手段如下：將煤炭原料置于無(wú)氧空氣下，不斷注入惰性氣體并加熱至指定溫度范圍內(nèi)，再將該空氣及煤炭當(dāng)中碳之外的成分于450℃以下的溫度中，由分解溫度較低者開(kāi)始依序使其熱分解，再個(gè)別使其游離，進(jìn)而獲得改良的煤炭。而組成此改良型煤炭的碳，因活性較強(qiáng)，所以相較于通常熱值的煤，擁有同等或以上的質(zhì)量，在作為原料使用時(shí)，可發(fā)揮顯著優(yōu)化的燃燒效率。
【專利說(shuō)明】低熱值煤炭的發(fā)熱量提升方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改良煤組成的方法及裝置，尤指一種改良泥炭等水分含量高的煤的組成，進(jìn)而提高發(fā)熱量的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]煤、泥炭等(以下簡(jiǎn)稱煤炭)燃料，其地位與石油并列，為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)、社會(huì)生活上不可或缺的重要能源。時(shí)至今日，中國(guó)大陸、澳大利亞、印度尼西亞等地為世界主要的煤炭生產(chǎn)供應(yīng)者，而日本則是透過(guò)上述途徑進(jìn)口煤炭，作為火力發(fā)電廠、煉鐵廠等場(chǎng)所的燃料使用。要將煤炭作為燃料使用，燃燒煤炭時(shí)需要釋放出約4，500kcal/kg以上的熱量(例如，通常熱值或熱值更佳的煤炭)，發(fā)熱能力在此之下的煤炭(例如，泥炭或褐煤等)相較于通常熱值的煤，火力較小(總發(fā)熱量最多為2，000kcal/kg)，因此價(jià)格較為低價(jià)，若發(fā)熱量在2，000kcal/kg以下時(shí),將被判定為無(wú)法作為燃料使用的廢棄物。
[0003]為了提高低熱值煤炭作為燃燒資源使用的質(zhì)量，有些做法是讓煤炭廢棄物干燥，以排除其水分，提升燃燒卡路里的方法乃至技術(shù)已經(jīng)被提出且實(shí)施。傳統(tǒng)用來(lái)提高煤炭作為燃燒資源使用質(zhì)量的技術(shù)，已有公開(kāi)記載如日本特開(kāi)2001-139957號(hào)公報(bào)所述的技術(shù)。
[0004]傳統(tǒng)且實(shí)施至今用來(lái)干燥煤炭廢棄物，排除其水分，提升燃燒卡路里的方法，其燃燒卡路里的提升程度至多達(dá)到50%的水平。因此，若用傳統(tǒng)技術(shù)來(lái)干燥、排除發(fā)熱能力為2，000kcal/kg煤炭的水分,也僅能獲得發(fā)熱能力為3，000kcal/kg的煤炭。
[0005]有鑒于此，為解決上述傳統(tǒng)技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種改良煤炭組成，尤指一種改良泥炭或褐煤等水分多火力弱的煤炭組成，來(lái)增加燃燒卡路里，低熱值煤炭的發(fā)熱量提升方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決前述問(wèn)題及達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)手段是這樣實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明提供一種低熱值煤炭的發(fā)熱量提升方法，其特征在于:將煤炭原料投入惰性空氣中的氣密室；第一階段，讓煤炭原料保持在100°c?150°c，使其水分充分氣化，再讓氣化后的水蒸氣排出于氣密室外；與上述步驟同步，注入與被排出的水蒸氣等量的惰性氣體至氣密室，使氣密室內(nèi)常保氣密狀態(tài)的惰性空氣；接著，讓變成完全干燥狀態(tài)的煤炭加熱，使溫度逐漸上升至350°C?450°C，進(jìn)而使原料內(nèi)的成分進(jìn)行熱分解，再將該空氣中及有機(jī)物中碳之外的成分于450°C以下的溫度中，由分解溫度較低者開(kāi)始依序使其熱分解，并個(gè)別使其與碳的結(jié)合游離的同時(shí)，每次都在保持惰性空氣狀態(tài)下將其排除于空氣之外；與上述步驟同步，注入與排出的游離成分等量的惰性氣體至氣密室，使氣密室內(nèi)常保氣密狀態(tài)的惰性空氣，讓低熱值煤炭的發(fā)熱量提升。
[0007]優(yōu)選地，作為將所述改良煤炭在密封狀態(tài)下容置到儲(chǔ)存匣的前置工程，采用于450°C以下的惰性空氣中，讓該煤炭粉碎至微米等級(jí)粒徑的步驟。
[0008]優(yōu)選地，其中所述煤炭原料為泥炭或褐煤。
[0009]藉由以上說(shuō)明能夠得知，透過(guò)本發(fā)明，能將煤炭原料在特定的條件下加熱而改良其組成，獲得具有較佳燃燒效率、改良的煤炭。該改良的煤炭，擁有與通常熱值的煤相同等級(jí)的熱值，而且在原料狀態(tài)下，更能發(fā)揮其優(yōu)化后的燃燒效率，進(jìn)而能確保將煤炭從低價(jià)的原料轉(zhuǎn)換成高能量資源。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明一實(shí)施型態(tài)的改良型煤炭制造裝置的剖面示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明的改良型煤炭相關(guān)的燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果的示意圖表。
[0012]符號(hào)說(shuō)明如下:
[0013]1氣密室6容置容器
[0014]2熱分解氣體排出開(kāi)關(guān)閥7擋門(mén)
[0015]3氮?dú)庾⑷腴_(kāi)關(guān)閥8蓋體
[0016]4加熱器9管路
[0017]5儲(chǔ)存匣10管路

【具體實(shí)施方式】
[0018]為使發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0019]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
[0020]如圖1所示，揭露了一種用于實(shí)施本發(fā)明的低熱值煤炭的發(fā)熱量提升方法的裝置(以下簡(jiǎn)稱為煤炭改良裝置)。該煤炭改良裝置包含一空氣無(wú)法進(jìn)入的氣密室1、一具有氮?dú)庾⑷腴_(kāi)關(guān)閥3的管路10、以及一具有熱分解氣體排出開(kāi)關(guān)閥2的管路9。該煤炭改良裝置內(nèi)部設(shè)有一讓溫度上升至指定溫度的加熱器4。此外，在本實(shí)施例中，該煤炭改良裝置更包含有一供取出與該氣密室1相同空氣(氮?dú)饪諝?碳素用的儲(chǔ)存匣5、一供作為原料使用的煤炭載置的容置容器6。作為本發(fā)明對(duì)象的是泥炭、褐煤等碳化不充分、大多含有水分、作為燃料使用火力小的煤炭。所述儲(chǔ)存匣5可拆裝于該氣密室1。再者，如圖1所示，組件符號(hào)7是設(shè)于該氣密室1煤炭及該容置容器6出入口的擋門(mén)7，用以確保封閉時(shí)該氣密室1的氣密或氮?dú)饪諝?。組件符號(hào)8則是設(shè)于儲(chǔ)存匣5的蓋體或開(kāi)關(guān)閘門(mén)8，用以確保封閉時(shí)該儲(chǔ)存匣5的氣密或氮?dú)饪諝狻?br> [0021]以下，為了制造本發(fā)明的改良型煤炭，最初先將煤炭載置于所述容置容器6，再將其裝填入(搬入)組裝有所述加熱器4的該氣密室1。接著，透過(guò)所述氮?dú)庾⑷腴_(kāi)關(guān)閥3注入氮?dú)?，與此同時(shí)，透過(guò)熱分解氣體排出開(kāi)關(guān)閥2將內(nèi)部的空氣排出，使氣密室1與儲(chǔ)存匣5的內(nèi)部充滿氮?dú)?，再藉由加熱?加熱。第1階段時(shí)，煤炭含有水分，并將溫度保持在100°C?150°C (以150°C為佳)，再使水分充分氣化后將氣化的水分排出氣密室1外。與此同時(shí)，將等量的氮?dú)鈿怏w透過(guò)氮?dú)庾⑷腴_(kāi)關(guān)閥3注入其中，常使氣密室1內(nèi)保持煤炭不氧化的狀態(tài)，即保持氣密的氮?dú)饪諝鉅顟B(tài)為佳。接著，再讓變成完全干燥狀態(tài)的煤炭加熱，使溫度逐漸上升至350°C?450°C，進(jìn)而使原料內(nèi)含的成分進(jìn)行熱分解。再將加熱至450°C為止所產(chǎn)生的煤炭成分完全排出氣密室1外，每次都必須注入氮?dú)鈿怏w使其保持惰性空氣狀態(tài)。之后，在與煤炭中碳素結(jié)合的成分中保留碳素并游離之，于450°c下將殘存不氣化的本發(fā)明涉及的改良型煤炭。組成該改良型煤炭的碳素具有強(qiáng)活性。就碳素所持有的特性來(lái)說(shuō)，碳素會(huì)結(jié)晶化為有機(jī)物狀態(tài)，變成無(wú)機(jī)質(zhì)的同素異形體結(jié)合，也就是說(shuō)石磨化的激發(fā)能必須有450°C以上的高溫。因此，本發(fā)明的改良型煤炭則必須在不會(huì)形成石磨的450°C以下的溫度。之后，停止加熱器4，透過(guò)氮?dú)庾⑷腴_(kāi)關(guān)閥3注入低溫的氮?dú)鈿怏w，與此同時(shí)，透過(guò)熱分解氣體排出開(kāi)關(guān)閥2將內(nèi)部的高溫氮?dú)鈿怏w排出，使氣密室1與儲(chǔ)存匣5的內(nèi)部冷卻至50°C?100°C左右后，將改良型煤炭與容置容器6—同從氣密室1移動(dòng)至儲(chǔ)存匣5，再封上儲(chǔ)存匣5的蓋體8，使該儲(chǔ)存匣5的內(nèi)部在保持氮?dú)饪諝獾臓顟B(tài)下從氣密室1脫離。而氣密室1方面則封上擋門(mén)7，為下個(gè)動(dòng)作做準(zhǔn)備。接著，將煤炭原料放入氣密室1內(nèi)之后，到改良型煤炭完成為止，要經(jīng)過(guò)數(shù)次注入氮?dú)鈿怏w的步驟，而較佳的情況下，從將煤炭原料放入氣密室1內(nèi)最初的步驟開(kāi)始，到改良型煤炭完成的最終步驟為止得連續(xù)不斷地注入氮?dú)鈿怏w。
[0022]在各工序結(jié)束后，為了發(fā)揮其作為燃料使用的最大限度能力，必須讓所述儲(chǔ)存匣5內(nèi)部常保不使改良型煤炭氧化的氮?dú)饪諝獠⒚芊獗９堋１９苡谠搩?chǔ)存匣5的改良型煤炭因?yàn)椴唤佑|到空氣，所以并不會(huì)與氧氣或其他物質(zhì)化合。再者，可依需求將這不會(huì)與氧氣或其他物質(zhì)化合的改良型煤炭粉碎成粒子、或微米粒徑大小的微粒子，而微米粒徑的粒徑范圍為0.1微米至5微米，其較優(yōu)的粒徑大小為1微米。改良型煤炭的粉碎步驟，可以在得到該改良型煤炭后的任意一制造步驟執(zhí)行，舉例來(lái)說(shuō)，在密封狀態(tài)下容置于該儲(chǔ)存匣5之前的制造工序上，能在450°C以下的惰性空氣中在氣密室1內(nèi)粉碎成微米粒徑大小的微粒子?；蛘撸材茉诶鋮s至50°C?100°C左右后，于惰性空氣中在氣密室1內(nèi)粉碎成微米粒徑大小的微粒子。再者，也能于上述冷卻后，在密封狀態(tài)下容置于儲(chǔ)存匣5，搬運(yùn)至粉碎場(chǎng)所，藉由氣流粉碎機(jī)等粉碎機(jī)器進(jìn)行粉碎加工處理。
[0023]組成上述改良煤炭的碳素不與氧氣或其他物質(zhì)化合，活性強(qiáng)，且反應(yīng)性佳，透過(guò)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可得知，燃燒時(shí)，能夠產(chǎn)生5，000?7，000kcal/kg的熱量。如圖2所示，表格中的樣品名「小顆?！贡硎久禾吭蠒r(shí)呈為粒狀，而「原形物」則表示煤炭原料時(shí)呈為呈為塊狀。此外，在溫度表示方面，標(biāo)示的300°C、350°C、40(rC，表示上述說(shuō)明中「將煤炭加熱，使其溫度逐漸上升至350°C?450°C」的加熱動(dòng)作時(shí)的到達(dá)溫度。有關(guān)燃燒的結(jié)果，觀察表格中的總發(fā)熱量，可得知無(wú)關(guān)原料時(shí)的形狀或到達(dá)溫度，總發(fā)熱量在5，000?7，000kcal/kg的范圍內(nèi)。由以上說(shuō)明可得知，此類煤炭在原料的階段時(shí)，僅如同上述「【背景技術(shù)】」所述，總發(fā)熱量至多不過(guò)在2，000kcal/kg的程度，但是在經(jīng)過(guò)改良之后，可變成極為優(yōu)秀的燃料。
[0024]此外，就本發(fā)明的改良型煤炭的其他性質(zhì)而言，將其混入水中，可得到反應(yīng)性佳的高負(fù)離子水(PH值為11或以上)。再者，經(jīng)檢查本發(fā)明的改良型煤炭電導(dǎo)率后可得知，其電流值為0,是完全絕緣體。
[0025]藉由以上說(shuō)明能夠得知，透過(guò)本發(fā)明，能將煤炭原料在特定的條件下加熱而改良其組成，獲得具有較佳燃燒效率、改良的煤炭。該改良的煤炭，擁有與通常熱值的煤相同等級(jí)或是之上的發(fā)熱量，而且，在原料狀態(tài)下，更能發(fā)揮其優(yōu)化后的燃燒效率，因此，進(jìn)而能確保將煤炭從低價(jià)的原料轉(zhuǎn)換成高能量資源，具有實(shí)用性。
[0026]雖然本發(fā)明是結(jié)合以上實(shí)施例進(jìn)行描述的，但本發(fā)明并不被限定于上述實(shí)施例，而只受所附權(quán)利要求的限定，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠容易地對(duì)其進(jìn)行修改和變化，但并不離開(kāi)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)構(gòu)思和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種低熱值煤炭的發(fā)熱量提升方法，其特征在于: 將煤炭原料投入惰性空氣中的氣密室； 第一階段，讓煤炭原料保持在100°C?150°c，使其水分充分氣化，再讓氣化后的水蒸氣排出于氣密室外； 與此步驟同步，注入與被排出的水蒸氣等量的惰性氣體至氣密室，使氣密室內(nèi)常保氣密狀態(tài)的惰性空氣； 接著，讓變成完全干燥狀態(tài)的煤炭加熱，使溫度逐漸上升至350°C?450°C，進(jìn)而使原料內(nèi)的成分進(jìn)行熱分解，再將該空氣中及有機(jī)物中碳之外的成分于450°C以下的溫度中，由分解溫度較低者開(kāi)始依序使其熱分解，并個(gè)別使其與碳的結(jié)合游離的同時(shí)，每次都在保持惰性空氣狀態(tài)下將其排除于空氣之外； 與此步驟同步，注入與排出的游離成分等量的惰性氣體至氣密室，使氣密室內(nèi)常保氣密狀態(tài)的惰性空氣； 接著，將獲得的塊狀改良煤炭，在保持惰性空氣的狀態(tài)下，密封置入儲(chǔ)存匣內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的低熱值煤炭的發(fā)熱量提升方法，其特征在于:其中，作為將所述改良煤炭在密封狀態(tài)下容置到儲(chǔ)存匣的前置工程，采用于450°C以下的惰性空氣中，讓該煤炭粉碎至微米粒徑大小的微粒子的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的低熱值煤炭的發(fā)熱量提升方法，其特征在于:其中所述煤炭原料為泥炭或褐煤。
4.如權(quán)利要求2所述的低熱值煤炭的發(fā)熱量提升方法，其特征在于:所述微米粒徑的粒徑范圍為0.1微米至5微米。
【文檔編號(hào)】C10L9/08GK104419492SQ201310397598
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】佐藤邦道 申請(qǐng)人:佐藤邦道