本發(fā)明涉及固廢資源化利用，具體是指一種基于氣化細渣的固體替代燃料及其制備方法。

背景技術：

1、氣化細渣是煤氣化過程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物，氣化細渣的危害主要體現(xiàn)在其對環(huán)境的污染和土地資源的浪費。隨著煤氣化技術的發(fā)展，氣化細渣的堆存量不斷增加，造成了嚴重的環(huán)境問題。煤氣化渣含有未完全燃燒的殘?zhí)?、金屬氧化礦物質(zhì)等，這些成分若不妥善處理，將對環(huán)境造成污染。煤氣化渣的燃燒處置是一種有效的大規(guī)模處理方法。氣化細渣含碳量高、比表面積大、孔隙結構發(fā)達，單獨燃燒時表現(xiàn)出熱值低、燃燒不充分和灰分含量高等不足，使得氣化細渣無法直接作為燃料使用，另外一般的鍋爐不能對粒徑過小的氣化細渣濾餅進行燃燒，因此將氣化細渣以一定比例與原煤混燒已成為其主要處置方式，但每次能夠處理的氣化細渣量較少，產(chǎn)生的氣化細渣遠多于回收利用的氣化細渣，這就導致氣化細渣越來越多，無法對氣化細渣做到充分的利用。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種燃燒性能好，強度高，能耗低，設備耗損小，且成本低廉的的基于氣化細渣的固體替代燃料。

2、本發(fā)明的另一個目的在于提供上述基于氣化細渣的固體替代燃料的具體制備方法。

3、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：一種基于氣化細渣的固體替代燃料，按重量份計，包括氣化細渣35份、城市污泥15份、生物質(zhì)50份，所述固體替代燃料的成型密度為1.28g/cm3、抗壓強度為1.22n/cm2以及比能耗為10.65j/g。

4、本技術方案的工作原理為，污泥和柑橘類果皮的加入改善了煤氣化細渣單獨燃燒低熱值的特點，而低灰分含量的特點改善了柑橘類果皮單獨燃燒高結渣潛能的特點，能夠滿足資源化的利用。該固體替代燃料具有熱值高、密度大、耐損耗能力強(高抗壓強度和耐磨性)、能耗低和高燃燒潛能等優(yōu)點，便于燃料的生產(chǎn)、運輸以及使用。這一混合型固體替代燃料的發(fā)明為氣化細渣、污泥以及果皮生物質(zhì)的處置提供新思路，實現(xiàn)了固廢的綜合處置。

5、城市污泥是指在城市化進程中，污水處理廠在處理生活污水和工業(yè)廢水過程中產(chǎn)生的固體廢物。在快速推進的城市化與工業(yè)化浪潮中，剩余污泥的產(chǎn)量問題已成為實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的關鍵障礙。目前，中國在污泥處置領域中，焚燒處理的比例已經(jīng)達到了相當高的水平。污泥中的有機質(zhì)含量豐富，通常占據(jù)總重量的40％至70％，這些有機質(zhì)不僅具有較高的熱值(干基高位熱值為8～15mj/kg)，也預示著其在能源轉化方面的潛力。將污泥轉化為衍生燃料的做法，盡管處于起步階段，但其在污泥焚燒處理總量中所占的比例正在逐年增加，目前已達到約10％。綜合這些因素，預計未來污泥處理將越來越多地采用將污泥轉化為成型燃料的方法，不僅因為它在經(jīng)濟上更可持續(xù)，也因為它能更好地符合環(huán)保和政策導向的需求。

6、柑橘類果皮生物質(zhì)是指利用柑橘類水果的皮、渣等副產(chǎn)品作為原料，通過物理、化學或生物技術手段轉化而成的生物質(zhì)材料，近年來生物質(zhì)能以其可再生、對環(huán)境友好、廣泛分布和產(chǎn)量大等優(yōu)點成為了當今新能源的重要組成部分。固體替代燃料通過造粒設備壓制成型，具有更高的密度和燃燒穩(wěn)定性。這些技術使固廢的能源化轉化成為可能，不僅能有效減少廢物體積，降低污染物排放，減輕環(huán)境壓力，還能作為清潔能源，用于供暖、發(fā)電等領域，助力減少對化石燃料的依賴，促進能源結構的綠色轉型。

7、為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，進一步地，按重量份計，所述氣化細渣35份、城市污泥15份、柑橘類水果的副產(chǎn)品50份。

8、為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，進一步地，所述氣化細渣、城市污泥、生物質(zhì)的含水率均小于10％。

9、為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，進一步地，所述氣化細渣、城市污泥、生物質(zhì)均為粒徑小于100目的粉末。

10、為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，進一步地，所述生物質(zhì)由柑橘類水果的副產(chǎn)品構成。

11、為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，進一步地，所述柑橘類水果的副產(chǎn)品包括柑橘類水果的皮或柑橘類水果的渣。

12、上述一種基于氣化細渣的固體替代燃料的制備方法，包括以下步驟：

13、(1)對原料分別進行預處理；

14、(2)將預處理好的原料進行混合；

15、(3)將混合后的原料加入造粒設備中擠壓成表面光滑的圓柱形固體替代燃料。

16、為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明的方法，進一步地，所述步驟(3)中，造粒設備將混合后的原料擠壓成表面光滑的圓柱形固體替代燃料的擠壓參數(shù)滿足如下條件中的至少一項：

17、a、擠壓壓強為40mpa～100mpa；

18、b、擠壓溫度為80℃～160℃；

19、c、保壓時間為200s～400s；

20、d、壓縮速率為10mm/s～30mm/s。

21、為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明的方法，進一步地，所述步驟(3)中，造粒設備將混合后的原料擠壓成表面光滑的圓柱形固體替代燃料的擠壓參數(shù)滿足如下條件中的至少一項：

22、a、擠壓壓強為74.17mpa；

23、b、擠壓溫度為141.44℃；

24、c、保壓時間為400s、

25、d、壓縮速率為11.66mm/s。

26、為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明的方法，進一步地，所述步驟(1)中，對于原料分別進行預處理過程為，通過自然風干或烘干的方式將氣化細渣濾餅、市政污泥、柑橘類水果的副產(chǎn)品的含水率降低至10％以下，再使用粉碎機進行粉碎后過100目篩，獲得預處理完成的氣化細渣粉末、城市污泥粉末、柑橘類水果的副產(chǎn)品粉末。

27、本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：

28、(1)本發(fā)明以氣化細渣為基礎，添加城市污泥與生物質(zhì)制得的固體替代燃料，具有燃性好，改善氣化細渣燃燒熱值不高的缺陷，并且能夠降低灰分含量，使其滿足資源化利用的條件，為氣化細渣的應用提供了新的技術思路和技術方向；

29、(2)本發(fā)明制得的固體替代燃料，具有較高密度與抗壓強度，便于該固體替代燃料作為燃料產(chǎn)品的運輸和保存；

30、(3)本發(fā)明提供的制備固體替代燃料的方法，使用的原材料均為廢棄物，無需額外投加處理劑、粘合劑和助燃劑等化學藥劑，實現(xiàn)資源化利用的同時實現(xiàn)了變廢為寶，且整個固體替代燃料的生產(chǎn)過程能耗低，設備損耗小，制得的固體替代燃料比能耗高，生產(chǎn)成本低，利于大規(guī)模投入，進行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

技術特征：

1.一種基于氣化細渣的固體替代燃料，其特征在于，按重量份計，包括氣化細渣10~40份、城市污泥10~40份、柑橘類水果的副產(chǎn)品30~70份，所述固體替代燃料的成型密度為1.28g/cm3、抗壓強度為1.22?n/cm2以及比能耗為10.65?j/g。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于氣化細渣的固體替代燃料，其特征在于，按重量份計，所述氣化細渣35份、城市污泥15份、柑橘類水果的副產(chǎn)品50份。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于氣化細渣的固體替代燃料，其特征在于，所述氣化細渣、城市污泥、柑橘類水果的副產(chǎn)品的含水率均小于10%。

4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于氣化細渣的固體替代燃料，其特征在于，所述氣化細渣、城市污泥、柑橘類水果的副產(chǎn)品均為粒徑小于100目的粉末。

5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于氣化細渣的固體替代燃料，其特征在于，所述柑橘類水果的副產(chǎn)品包括柑橘類水果的皮或柑橘類水果的渣。

6.根據(jù)權利要求1~5任一項所述的一種基于氣化細渣的固體替代燃料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權利要求6所述的一種基于氣化細渣的固體替代燃料的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，造粒設備將混合后的原料擠壓成表面光滑的圓柱形固體替代燃料的擠壓參數(shù)滿足如下條件中的至少一項：

8.根據(jù)權利要求7所述的一種基于氣化細渣的固體替代燃料的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，造粒設備將混合后的原料擠壓成表面光滑的圓柱形固體替代燃料的擠壓參數(shù)滿足如下條件中的至少一項：

9.根據(jù)權利要求6~8任一項所述的一種基于氣化細渣的固體替代燃料的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，對于原料分別進行預處理過程為，通過自然風干或烘干的方式將氣化細渣濾餅、市政污泥、柑橘類水果的副產(chǎn)品的含水率降低至10%以下，再使用粉碎機進行粉碎后過100目篩，獲得預處理完成的氣化細渣粉末、城市污泥粉末、柑橘類水果的副產(chǎn)品粉末。

技術總結
本發(fā)明涉及固廢資源化利用技術領域，具體公開了一種基于氣化細渣的固體替代燃料，按重量份計，包括氣化細渣10~40份、城市污泥10~40份、柑橘類水果的副產(chǎn)品30~70份，所述固體替代燃料的成型密度為1.28g/cm<supgt;3</supgt;、抗壓強度為1.22N/cm<supgt;2</supgt;以及比能耗為10.65J/g。具體制備過程包括以下步驟：1）對原料分別進行預處理；2）將預處理好的原料進行混合；3）將混合后的原料加入造粒設備擠壓成表面光滑的圓柱形固體替代燃料。本發(fā)明以氣化細渣為基礎，添加城市污泥與生物質(zhì)制得固體替代燃料，改善氣化細渣燃燒熱值不高的缺陷，并且能夠降低灰分含量，使其滿足資源化利用的條件，具有較高密度與抗壓強度，便于該固體替代燃料作為燃料產(chǎn)品運輸和保存，為氣化細渣的利用提供新的技術思路和方向。

技術研發(fā)人員：王厚鋒,何志毅,曾遠蘋,曾建雄,王濤,鐘曉強,胡佩
受保護的技術使用者：福建農(nóng)林大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6