专利名称：利用粉煤灰和塑料制成的固体燃料及其制备方法
技术领域：
本发明属于固体燃料，特别是涉及由含碳废料制成的固体燃料及其制备方法。
工业和民用废料如粉煤灰、废塑料等，是造成目前环境污染的主要污染源之一。目前全球每年仅电厂的粉煤灰排放量约为2亿万吨，我国每年也达4000万吨以上，随着能源工业的迅速发展，粉煤灰的产生量也会日益增多，现仅有很少部分作为廉价填充料被由于制造建材等，而大部分被堆放在农田中，占用了大量土地资源，随着气候的变化能增加大量的悬浮物，使空气质量严重下降，并造成地面水的污染和农田土质碱化。而塑料具有质轻、强度高、耐腐蚀、易加工等优良性能，随着塑料消费的上升，如塑料食品包装物、农膜等的广泛应用，其废弃物由于不溶解、不腐烂，对环境的污染问题也在日益严重。据统计，废塑料约占塑料产量的70％，塑料废弃物占城市垃圾量的10-15％，在我国塑料废弃物中只有10％被加以利用，20-30％被焚烧或填埋，60-70被堆放、任意丢弃或倒入江河湖海，不仅造成环境的污染，同时也是对资源的一种浪费，因而，废塑料的回收利用已势在必行。
本发明的目的是提供一种利用粉煤灰和塑料废弃物为原料制成的固体燃料及其制备方法，其原料均是使用生活及工农业生产过程中的最终废料或废弃物，以取代目前我国城乡居民广泛使用的蜂窝煤原料。
粉煤灰是一种松散固体集合物，是海绵状和空心球状的细小颗粒，具有很大的比表面积；另外，粉煤灰是由煤炭在燃烧后产生的，其中仍残留有1-25％的可燃物，粉煤灰的一些表面基团高温下得到了活化，因此粉煤灰具有较高的吸附活性。而塑料本身是含有高能量的燃料，回收热能价值较高。
本发明的目的是采用以下技术方案实现的充分利用粉煤灰的微小颗粒特征和塑料废弃物的可燃烧性，即用粉煤灰和塑料废弃物，并相应加入一定量的生物燃料(如植物禾茎)生产的一种新型民用固体燃料。
本发明固体燃料包括，所说的粉煤灰为火力发电厂、热电厂及各种燃煤锅炉煤粉燃烧后产生的废料；所说的塑料废弃物是生活及工农业生产后废弃的方便袋、塑料布、塑料包装物，各种食品包装袋以及农业生产中使用的地膜等农用薄膜，凡聚乙烯制品均可使用；所说的生物燃料主要是林木或农产品及其废弃物中可燃物质，如树皮、木材的片削及下角料、农作物秸杆、植物果实壳、皮、叶和根茎等。
本发明的原料处理方法(1)、粉煤灰，凡是燃煤的灰均可被使用，但不得含有水份、杂质。需要干燥的，过40目筛后，即可直接使用。
(2)、生物燃料干燥后通过粉碎机，形状以颗粒状最好，粉末亦可。过40目筛后、即可被直接使用。
(3)、废弃塑料，凡不含水份、土质、硬质物质及金属的均可被利用，装有毒及腐蚀性物质的禁用；不需清洗、即可直接进入切割处理，其形状不限。进行捆扎，每1kg左右为一捆，即可直接进入加热软化炉处理。
本发明的具体配方(按重量百分含量)(1)、粉煤灰的含量其含量大小决定着暗火燃烧时间长短及产渣量的多少，一般含量在30～60％。
(2)、生物燃料的含量其含量与易否点燃及火焰的稳定性及落灰有关。一般含量在10～40％。
(3)、废塑料的含量其含量的多少决定着热值及烟量的多少，一般含量在20～40％。
本发明的优选配方(按重量百分含量)(1)、粉煤灰的含量40～50％。
(2)、生物燃料的含量20～25％。
(3)、废塑料的含量30～35％。
本发明固体燃料的制备方法如下首先将塑料投入软化炉进行加热，使塑料充分软化后，再加入粉煤灰进行不间断的搅拌，直至充分混匀后，再加入生物燃料颗粒，并在连续的搅拌下至彻底混匀后，才能进入挤压成型。挤压成型过程亦必须始终保持在一定的温度下进行。
(1)、软化温度，在整个塑料软化和搅拌过程中必须控制在200～250℃之间；挤压成型温度，在挤压成型前期，要求温度在180～220℃之间，成型后，无温度要求；(2)加热搅拌时间废塑料的软化时间为15～25分钟；煤灰和塑料的搅拌混匀时间为10～20分钟；植物颗粒的加入搅拌混匀时间为15～25分钟。
以本发明固体燃料生产的蜂窝煤及引火产品的技术指标1、外观指标(1)形状燃料为圆柱体、中空型；引火料为圆型，其间有沿径向自内向外的放射形线槽。其成型模具可根据需要设计。
(2)色泽棕黑色。
(3)光泽，平滑，无破损及裂纹。
(4)两端面高度差不大于2cm。
(5)单孔垂直度偏斜不大于1cm。
(6)尺寸，外型可按国家或者有关部颁标准，引火料的放射线槽为宽0.5cm±0.1。
(7)、渣量45％以下。
2、理化指标(1)、质量330g±10。
(2)、燃烧时间点燃2～4分钟后，明火大于35分钟，暗火35分钟左右。
(3)、热值大于20MJ/kg。
(4)、全水份小于1％。
(5)、SO含量小于0.3％。
(6)、挥发分55％以上。
(7)、有害气体无。
(8)、异味有蜡味。
3、其他指标(1)、水浸泡试验48小时不散，晾干4小时后，即可点燃。
(2)、压溃力大于3500KN。
利用本发明，其一，能充分地再利用粉煤灰的1～25％左右的有效热值，从而使煤能源进一步得到利用。更由于本发明产品不使用煤炭和粘土作原料，从而使我国有限的煤炭资源和国土资源得到良好的保存，并为子孙后代能更好地开发利用这些资源提供一个良好的物质基础。其二，植物秸杆、叶既是良好的饲料，又是很好的生物能源，本发明的使用，使应有能源得到正常的发挥。其三，使废弃塑料这一有害物质有效地转换成一种被人类所利用的新能源，既消除了危害，又能带来效益。
由于本发明是充分利用三种废料生产的，所以原料成本低，又由于加工工艺简单，以及本产品的三大特点(重量轻、燃烧时间长，易保存一不怕水)，所以，经济效益和发展前景必然是明显的，也是实际的。
下面结合实施例对本发明做进一步的说明实施例1首先将塑料废农膜30公斤投入软化炉，在250℃温度下加热15分钟，使塑料充分软化后，再加入粒度小于40目的粉煤灰45公斤进行不间断的搅拌15分钟，直至充分混匀后，再加入玉米秸杆颗粒25公斤，并在连续的搅拌下15分钟至彻底混匀，进入挤压成型机，挤压成型温度为180度。
实施例2首先将废塑料食品包装袋20公斤洗净后投入软化炉，在220℃温度下加热15分钟，使塑料充分软化后，再加入粒度小于40目的粉煤灰50公斤进行不间断的搅拌20分钟，直至充分混匀后，再加入木材锯末30公斤，并在连续的搅拌下20分钟至彻底混匀，进入挤压成型机，挤压成型温度为200度。
实施例3首先将废聚乙烯塑料40公斤投入软化炉，在250℃温度下加热25分钟，使塑料充分软化后，再加入粒度小于40目的粉煤灰45公斤进行不间断的搅拌15分钟，直至充分混匀后，再加入小麦秸杆颗粒15公斤，并在连续的搅拌下20分钟至彻底混匀，进入挤压成型机，挤压成型温度为210度。
实施例4首先将塑料废农膜30公斤投入软化炉，在200℃温度下加热15分钟，使塑料充分软化后，再加入粒度小于40目的粉煤灰30公斤进行不间断的搅拌15分钟，直至充分混匀后，再加入植物果实壳颗粒40公斤，并在连续的搅拌下25分钟至彻底混匀，进入挤压成型机，挤压成型温度为200度。
实施例5首先将塑料废农膜20公斤投入软化炉，在200℃温度下加热25分钟，使塑料充分软化后，再加入粒度小于40目的粉煤灰60公斤进行不间断的搅拌25分钟，直至充分混匀后，再加入玉米秸杆颗粒20公斤，并在连续的搅拌下25分钟至彻底混匀，进入挤压成型机，挤压成型温度为220度。
实施例6首先将废塑料食品包装袋35公斤洗净后投入软化炉，在230℃温度下加热20分钟，使塑料软化，再加入粒度小于40目的粉煤灰30公斤进行不间断的搅拌20分钟，直至充分混匀后，再加入木材锯末35公斤，并在连续的搅拌下20分钟至彻底混匀，进入挤压成型机，挤压成型温度为200度。
实施例7将废聚乙烯塑料20公斤投入软化炉，在230℃温度下加热20分钟，使塑料软化，再加入粒度小于40目的粉煤灰55公斤进行不间断的搅拌20分钟，直至充分混匀后，再加入木材锯末与树叶的混合颗粒25公斤，并在连续的搅拌下25分钟至彻底混匀，进入挤压成型机，挤压成型温度为180度。
权利要求
1.一种利用粉煤灰和塑料制成的固体燃料，其特征在于包括粉煤灰、生物燃料和塑料废弃物，其配方(按重量百分含量)为粉煤灰 30％-60％生物燃料10％-40％塑料废弃物 20％-40％。
2.根据权利要求1所述的固体燃料，其特征在于其优选配方(按重量百分含量)为粉煤灰 40％-50％生物燃料20％-25％塑料废弃物 30％-35％。
3.根据权利要求1或2所述的固体燃料，其特征在于所说的粉煤灰是火力发电厂、热电厂及烧煤锅炉等煤粉燃烧后产生的废料。
4.根据权利要求1或2所述的固体燃料，其特征在于所说的塑料废弃物是生活及工农业生产后废弃的聚乙烯制品。
5.根据权利要求1或2所述的固体燃料，其特征在于所说的生物燃料是林木或农产品及其废弃物中的可燃物质。
6.一种利用粉煤灰和塑料制成的固体燃料的制备方法，其特征在于塑料需先投入软化炉进行加热，使塑料充分软化后，再加入粉煤灰进行不间断的搅拌，直至充分混匀后，再加入生物燃料颗粒，并在连续的搅拌下至彻底混匀后，进入挤压成型程序，挤压成型过程亦必须始终保持在一定的温度下进行。
7.根据权利要求6所述的固体燃料的制备方法，其特征在于塑料的软化温度和搅拌温度必须控制在200-250℃之间。
8.根据权利要求6所述的固体燃料的制备方法，其特征在于挤压成型温度在180-220℃之间。
9.根据权利要求6、7或8所述的固体燃料的制备方法，其特征在于塑料的软化时间为15-25分钟；煤灰和塑料的搅拌混匀时间为10-20分钟；生物燃料颗粒的加入搅拌混匀时间为15-25分钟。
全文摘要
本发明是利用粉煤灰和塑料制成的固体燃料及其制备方法,它是用粉煤灰、聚乙烯塑料和生物燃料,经加热、混合搅拌、挤压成型的一种固体燃料,它能再利用粉煤灰的1～25%左右的有效热值和生物燃料和废弃塑料的可燃性能,变废弃物为有效地的新能源,既消除了危害,又能带来经济和社会效益,并且原料成本低,又由于加工工艺简单,以及产品重量轻、燃烧时间长,易保存、不怕水,经济效益和发展前景是明显的。
文档编号C10L5/04GK1312351SQ0110789
公开日2001年9月12日 申请日期2001年3月16日 优先权日2001年3月16日
发明者张东新, 商伯航, 曲保恩, 王凤鸣 申请人:张东新, 商伯航