一種硅燃料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及煤炭技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硅燃料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近200年來，煤炭作為人類最主要的能源，被廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)、生活中，成為了人類 最重要的能源，也被稱為"工業(yè)的糧食"。但是煤炭在促進人類工業(yè)的發(fā)展時，也給人類帶來 了空前的災(zāi)難，例如煤塵爆炸和環(huán)境污染。
[0003] 直接燃燒1噸煤炭，就會產(chǎn)生4.12噸的二氧化碳和大量的二氧化硫。據(jù)有關(guān)資料顯 示，全世界每年由燃煤向大氣中排放300多億噸的二氧化碳和大量的煙塵。因此，直接燒煤 會產(chǎn)生大量的二氧化碳，形成溫室效應(yīng)，造成全球氣溫以驚人的速度上升，導(dǎo)致全球氣候變 暖，進而引發(fā)生態(tài)災(zāi)難。直接燃煤的危害遠不止于此，其危害還包括以下幾個方面：
[0004] 1)單純的燒煤，每年消耗掉大量的煤炭資源，使地球上的煤炭資源迅速走向枯竭； [0005] 2)直接燃煤時，煤的燃燒反應(yīng)速率小，煤的利用率非常低，造成了煤炭的巨大浪 費，加劇了煤炭資源的枯竭；
[0006] 3)直接燃煤會產(chǎn)生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等多種有害氣體，污染空氣，損 害人體健康；同時是造成酸雨的主要原因；
[0007] 4)直接燒煤時，煤燃燒不充分，還會產(chǎn)生大量的灰渣，不僅造成了對煤炭的浪費， 而且還污染了環(huán)境；
[0008] 5)外國專家計算出氣候變暖會給人類造成5.9萬億美元的損失，會有數(shù)十億人缺 水，數(shù)以億計的人會被滋生的病菌奪去生命。
[0009] 為了節(jié)約煤炭，減少二氧化碳的排放，人類進行著不懈的努力。自上世紀發(fā)明煤粉 工業(yè)鍋爐至今，煤粉工業(yè)鍋爐技術(shù)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)進行著廣泛的推廣和使用。煤粉工業(yè) 鍋爐是以"煤粉燃燒技術(shù)"為核心的新型燃煤工業(yè)鍋爐，在發(fā)達國家使用極為普及?，F(xiàn)在我 們國家也正在大力普及這種鍋爐。煤粉工業(yè)鍋爐品種多，類型豐富，被我國的大中小型企業(yè) 所青睞。因此，被廣泛運用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，尤其是火力發(fā)電，工業(yè)生產(chǎn)用蒸汽以及 建筑物供暖方面。
[0010]今天的煤粉工業(yè)鍋爐使用的煤粉的細度普遍已經(jīng)達到了 0.074毫米，即200目。 [0011]雖然煤粉工業(yè)鍋爐燒的是煤粉，比普通的工業(yè)鍋爐具有明顯的節(jié)能效果，但是，煤 粉工業(yè)鍋爐還是燒掉了大量的純煤，每天都排放著巨量的二氧化碳、二氧化硫等有害氣體， 污染著人類的家園。
[0012] 為了遏制全球變暖和環(huán)境的不斷惡化，科學(xué)家都把目光投向取之不盡用之不竭的 二氧化硅。
[0013] 除了氧氣之外，硅是地球表層最常見的元素。地殼的四分之三是二氧化硅，硅是一 種可再生的能源，硅作為產(chǎn)生能量的物質(zhì)，就其數(shù)量上來看，不知比石油和煤多多少億倍。
[0014] 《沙子_未來的能源》一文中介紹了人類對硅類化學(xué)物質(zhì)的最新發(fā)現(xiàn)。
[0015] 科學(xué)家們經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，燃燒1鎊的硅所釋放的熱量與燃燒1鎊的碳所釋放的熱量 相當。
[0016]德國科學(xué)家的最新研究表明，硅能在500°C進行充分的燃燒，而不是傳統(tǒng)意義上所 認為的相當程度的高溫才能燃燒。
[0017]因此，為了解決直接燃煤產(chǎn)生的上述問題，急需開發(fā)出一種新型的燃料以替代純 煤的燃燒，尤其可以在煤粉工業(yè)鍋爐里燃燒，且不產(chǎn)生環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種能夠燃燒，并且也能夠供煤粉工業(yè)鍋爐燃 燒、釋放熱量且環(huán)保性較好的硅煤混合燃料。
[0019] 有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N硅燃料，包括煤料與硅料，所述硅料的含量不超過所 述娃燃料的50wt% ;
[0020] 所述煤料選自煙煤、無煙煤和煨炭中的一種或多種；
[0021 ]所述硅料選自石英砂、石英石、硅石和硅灰中的一種或多種;所述硅料中的二氧化 硅的含量為90wt%以上。
[0022] 優(yōu)選的，所述娃料中二氧化娃的含量為96wt%~99.9wt%。
[0023] 優(yōu)選的，所述煤料的細度為0~6mm，供煤粉工業(yè)鍋爐燃燒時，所述煤料的細度為0 ~0.074毫米;所述硅料的細度為0~0.2mm，供煤粉工業(yè)鍋爐燃燒時，所述硅料的細度為0~ 0 · 074暈米。
[0024] 優(yōu)選的，所述煤料的細度為0.037mm~0.15mm，所述硅料的細度為0.037mm~ 0·125mm〇
[0025] 優(yōu)選的，所述煤料為煙煤，所述硅料為石英砂，所述煙煤與石英砂的質(zhì)量比為1:1 ~20:1，優(yōu)選為2:1~10:1;所述煤料為煙煤，所述硅料為石英石，所述煙煤與石英石的質(zhì)量 比為1:1~20 :1，優(yōu)選為1:1~10:1;所述煤料為煙煤，所述硅料為硅石，所述煙煤與硅石的 質(zhì)量比為1:1~20:1，優(yōu)選為2:1~10:1所述煤料為煙煤，所述硅料為硅灰，所述煙煤與硅灰 的質(zhì)量比為2:1~20:1，優(yōu)選為2:1~10:1。
[0026] 優(yōu)選的，所述煤料為無煙煤，所述無煙煤與石英砂和石英石中的一種或兩種的質(zhì) 量比為1:1~20:1，優(yōu)選為1:1~12:1;所述煤料為無煙煤，所述硅料為硅石，所述無煙煤與 硅石粉的質(zhì)量比為1:1~20:1，優(yōu)選為1:1~10:1;所述煤料為無煙煤，所述硅料為硅灰，所 述無煙煤與硅灰的質(zhì)量比為1:1~20:1，優(yōu)選為2:1~10:1。
[0027] 優(yōu)選的，所述煤料為煨炭，所述硅料選自石英砂和石英石中的一種或兩種，所述煨 炭與石英砂和石英石中的一種或兩種的質(zhì)量比為2:1~20:1，優(yōu)選為2:1~10:1;所述煤料 為鍛炭，所述娃料為娃石，所述鍛炭與娃石的質(zhì)量比為2:1~20:1，優(yōu)選為2:1~10:1;所述 煤料為鍛炭，所述娃料為娃灰，所述鍛炭與娃灰的質(zhì)量比為2:1~20:1，優(yōu)選為2:1~10:1。
[0028] 本申請還提供了一種上述方案所述的硅燃料的制備方法，包括：
[0029] 將所述煤料、所述硅料粉碎后摻水拌濕，或與水混合晾干后得到硅燃料。
[0030] 優(yōu)選的，所述硅燃料的形狀為蜂窩煤、煤球、煤坯或煤塊。
[0031 ]本申請?zhí)峁┝艘环N娃煤混合燃料，包括煤料與娃料，所述娃料的含量不超過所述 娃燃料的50wt % ;所述煤料選自煙煤、無煙煤、：!：畏炭中的一種或多種;所述娃料選自石英砂、 石英石、硅石和硅灰中的一種或多種，所述硅料中的二氧化硅含量為90wt %以上。本申請所 述硅燃料在空氣中燃燒時發(fā)生大量的氧化還原反應(yīng);硅料中被還原出來的硅在燃燒時，釋 放出大量的熱量，但不會產(chǎn)生任何溫室氣體，并且硅在燃燒的同時還會與煤料中的碳、氫、 硫、氮、氟等物質(zhì)反應(yīng)后生成氫化硅、硫化硅、氮化硅、氟化硅等物質(zhì)，還會與空氣反應(yīng)生成 氮化硅等物質(zhì)，上述眾多的化學(xué)反應(yīng)生成的物質(zhì)成為"爐灰"而留在了大地上，最終還會還 原成無害的沙子從而最大限度減少排向大氣中的二氧化碳、一氧化碳以及氮化物、硫化物 的排放。
【具體實施方式】
[0032] 為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是 應(yīng)當理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。
[0033] 本發(fā)明實施例公開了一種硅燃料，包括煤料與硅料，所述硅料的含量不超過所述 硅燃料的50wt% ;
[0034]所述煤料選自煙煤、無煙煤和煨炭中的一種或多種；
[0035] 所述硅料選自石英砂、石英石、硅石和硅灰中的一種或多種;所述硅料中的二氧化 硅的含量為90wt%以上。
[0036] 本申請所述硅煤混合燃料能夠燃燒，主要是基于硅料中的二氧化硅在一定條件下 能夠燃燒，且能夠釋放熱量實現(xiàn)的。
[0037] 本申請?zhí)峁┝艘环N硅煤混合燃料，其包括煤料(A)與硅料(B)，其中煤料(A)的選擇 以及煤料(A)的細度具體為：
[0038] (A)(I)煙煤:采用大型粉碎機械或者是磨制設(shè)備，將煙煤加工成0~6毫米的煤粉。 如果采用洗煤設(shè)備，先將煙煤加工成各種型號的精煤，再把精煤加工成上述細度的煤粉，則 效果更好。供煤粉工業(yè)鍋爐使用時，煤粉的細度優(yōu)選為0.074毫米(200目）左右。如果煤粉工 業(yè)鍋爐對煤粉的細度有特別要求的，可以高于或者低于200目。煤粉的細度如果達不到此標 準的，也可以執(zhí)行煤粉細度R90標準或者煤粉細度R200標準?？傊ǔＧ闆r下，煤粉的細度 越細硅煤混合燃料燃燒的效果越好，燃料發(fā)熱量就越高。
[0039] (A)(2)無煙煤:采用大型粉碎機械或者是磨制設(shè)備，將無煙煤加工成0~6毫米的 煤粉。供煤粉工業(yè)鍋爐使用時，煤粉的細度優(yōu)選為〇. 074毫米(200目）左右。如果煤粉工業(yè)鍋 爐對煤粉的細度有特別要求的，可以高于或者低于200目。煤粉的細度如果達不到此標準 的，也可以執(zhí)行煤粉細度R90標準或者煤粉細度R200標準?？傊?，通常情況下，煤粉的細度越 細硅煤混合燃料燃燒的效果越好，燃料發(fā)熱量就越高。
[0040] (A)(3)煨炭:采用大型粉碎機械或者是磨制設(shè)備，將煨炭加工成0~6毫米的煤粉。 供煤粉工業(yè)鍋爐使用時，煤粉的細度優(yōu)選為0.074毫米(200目）左右。如果煤粉工業(yè)鍋爐對 煤粉的細度有特別要求的，可以高于或者低于200目。煤粉的細度如果達不到此標準的，也 可以執(zhí)行煤粉細度R90標準或者煤粉細度R200標準?？傊ǔＧ闆r下，煤粉的細度越細硅 煤混合燃料燃燒的效果越好，燃料發(fā)熱量就越高。
[0041 ]硅料(B)的選擇以及硅料(B)的細度具體為：
[0042] (B) (1)石英砂和/或石英石:所選硅石英砂或石英石中的二氧化硅含量為90wt % 以上，更優(yōu)選為96wt%~99.9wt%。二氧化硅的含量越高，燃料的發(fā)熱量就越高。采用大型 粉碎機械或者磨制設(shè)備將石英砂、石英石加工成O~0.2mm的石英砂粉。供煤粉工業(yè)鍋爐使 用時，石英粉的細度優(yōu)選小于等于0.074毫米，即大于等于200目，達不到此細度的，也可降 至0.149毫米左右即100目左右?？傊⑸胺鄯鄣募毝仍郊?，硅煤混合燃料燃燒的效果越 好，燃料發(fā)熱量就越高。
[0043] (B) (2)硅石:所選硅石中的二氧化硅含量為90wt %以上，優(yōu)選接近99wt %。采用大 型粉碎機械或者磨制設(shè)備將硅石加工成Omm~0.2mm的硅粉。硅粉的細度可以是80目、100 目、200目或300目；也可以是400目、500目、600目、1000目甚至是12500目。供煤粉工業(yè)鍋爐 使用時硅石的細度優(yōu)選小于等于0.074毫米（即200目左右），達不到此細度的，也可降至 0.149毫米左右即100目左右?？傊?，硅粉的細度越細，硅煤混合燃料燃燒的效果越好，燃