本发明涉及一种型煤引火剂，包含所述引火剂的引火煤以及包含所述引火煤的速燃炭。
背景技术：
在当前大气雾霾治理形势十分严峻的情况下，国内北方尤其是京津冀地区针对散煤的治理愈发严苛。据不完全统计，2016年京津冀地区推广洁净型煤约为500万吨。为了降低其燃烧后的排放，洁净型煤主要原料必须为无烟煤和兰炭。然而，无烟煤和兰炭的挥发分含量较低，尤其是制成洁净型煤后，孔隙率和活性非常低，需要借助木柴或酒精引燃30分钟以上才能将型煤引燃。
此外，全国每年的烧烤炭使用量为600万吨以上。目前木炭占据着主要的市场份额，约为80％。然而，市售烧烤炭难以引燃，需要借助木柴或酒精引燃30分钟以上才能将烧烤炭引燃，而且引燃后需要一直养炭，且存在大量的烟尘，搬运和携带不便，使用环境也较差，应用便利性存在较大缺陷。
现有技术公开了多种易燃型煤或引火煤，其用于引燃型煤或木炭或者直接用作燃烧煤。
cn105505501a公开了一种精制易燃便携式型煤的生产方法，包括以下步骤：a、选取纯度超过90％的煤，粉碎、研磨、过筛后得到煤粉，b、取90-100重量份煤粉进行高温蒸汽加湿，c、添加0.1-5重量份助燃剂干粉和1-6重量份粘合剂干粉并搅拌均匀，加入5-20重量份水，再搅拌均匀，d、压制成型，e、在型煤表面附着一层引燃剂与粘稠剂的混合物，干燥，f、密封包装后得到精制易燃便携式型煤；其中助燃剂干粉是由重量比为10-30:5-10:3-5:1-3:4-8的硝酸钡、氯酸钠、高锰酸钾、氯化钠、氧化铁均匀混合而成的组合物。
cn104927955a公开了一种易点燃的环保烧烤炭，其由如下组分组成：无烟煤20-40份、稻壳炭10-20份、硝酸钾10-15份，硝酸钡10-15份、硼泥8-15份、淀粉2-8份。
cn101760275a公开了一种方形点火型煤及其生产方法。所述点火型煤分为点火层和引火层上下两层，点火层占型煤质量的30％，引火层占型煤质量的70％；点火层的主要配料为原煤、助燃剂、生物质、木炭、催化剂、膨润土和改性淀粉；引火层主要配料为原煤、膨润土和改性淀粉。所述助燃剂为硝酸盐，所述催化剂为硫铁矿烧渣或氧化铁废渣，所述生物质为醋糟。
cn1417307a公开了一种无硫氮施放的引燃型煤，其原料中包括煤、固硫剂、氧化剂和粘结剂，上述各成份及其重量配比是：无烟煤：5-10％、褐煤75-80％、固硫剂1-2％、氧化剂5-10％，其余为预糊化淀粉粘结剂。其中固硫剂为碳酸钙，氧化剂为高锰酸钾或氯酸钾。
cn1080653a公开了一种易燃烧烤炭，是一种上燃式块状燃料，采用二合一式的构造，上层为点火层，下层为本体层，其组份是褐煤半焦，无烟煤，锯末炭、硼泥、氧化剂，粘结剂，是经过粉碎、配料、轮碾、成型、烘干五道工序而制成的，其特征在于各组份配比重量份数为：(1)点火层：褐煤半焦20-30份、锯末炭40-50份、氧化剂30-40份、粘结剂1-15份；(2)本体层：褐煤半焦50-70份、无烟煤20-30份、硼泥10-15份、锯末炭10-20份、粘结剂1-15份。其中氧化剂由硝酸钾和硝酸钡组成，粘结剂由淀粉和火碱组成。
现有技术的易燃型煤或引火煤仍存在引火慢、引火效果差、引火环境差、引火辅料多、燃烧时间短、成本高等应用便利性问题。
技术实现要素：
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，从而提供一种新型型煤引火剂，包含所述引火剂的引火煤以及包含所述引火煤的速燃炭。
本发明的引火煤以无烟煤或兰炭或木炭为主料，完全可用火柴或打火机引燃，火焰高度最高达到15cm，火焰持续时间60s以上，供热温度可达600℃，可通过热辐射将周围型煤和煤炭引燃，成本极低，使用过程中无烟无尘无毒无味，经检测，颗粒物浓度低于200mg/m3，nox浓度低于100mg/m3，so2排放浓度低于80mg/m3。
在一个方面中，本发明涉及一种型煤引火剂，其包含：氧化剂和还原剂。
在本发明的引火剂中，氧化剂选自硝酸盐、氯酸盐或高氯酸盐、高锰酸盐、二氧化锰及其混合物。所述硝酸盐选自lino3、nano3、kno3、ba(no3)2、ca(no3)2、mg(no3)2及其混合物；优选选自nano3、kno3、ba(no3)2、mg(no3)2及其混合物，更优选选自kno3、ba(no3)2及其混合物。所述氯酸盐或高氯酸盐选自liclo4、naclo4、kclo3、kclo4、ba(clo4)2、ca(clo4)2、mg(clo4)2及其混合物；优选选自kclo3、kclo4及其混合物，更优选选自kclo4。所述高锰酸盐选自kmno4。
在本发明的引火剂中，氧化剂的用量为20-90重量％，优选为30-80重量％，最优选为35-70重量％，基于引火剂的总重量。
在本发明的优选实施方案中，氧化剂优选由kno3和kclo4组成。令人惊讶地发现，当使用kno3和kclo4作为氧化剂时，其氧化能力可控，尤其是氧气的释放速率均匀，氧化效果显著，火焰高度稳定，煤燃烧和木炭被引燃可被均匀引燃，无烟尘产生，无明显异味。在该实施方案中，kno3的添加比例为20-99重量％，优选为30-95重量％，最优选为40-90重量％；kclo4的添加剂比例为1-80重量％，优选为5-70重量％，最优选为10-60重量％；各自基于氧化剂的总重量；且条件是在每种情况下，kno3和kclo4添加比例之和落入上述氧化剂用量的范围之内。
在本发明的引火剂中，还原剂选自苯甲酸、糠醛渣(其是生物质类物质如玉米芯、玉米秆、稻壳、棉籽壳以及农副产品加工下脚料中的聚戊糖成分水解生产糠醛(呋喃甲醛)产生的生物质类废弃物)、乌洛托品及其混合物；优选选自苯甲酸。令人惊讶地发现，当使用苯甲酸作为还原剂时，其还原效果显著，与氧化剂结合后迅速燃烧并产生火焰，火焰将未完全燃烧的c、co和nox的温度迅速提高并且燃烧，降低了烟尘和有害物质的释放。
在本发明的引火剂中，还原剂的用量为10-70重量％，优选为15-60重量％，最优选20-50重量％，例如为20-40重量％，基于引火剂的总重量。
此外，本发明的引火剂可包含cao、caco3或casio4等作为添加剂。本发明的发明人令人惊讶地发现，当在本发明的引火剂中加入cao、caco3或casio4等添加剂时，可控制反应速度，即火焰的大小和火焰推进的快慢，由此控制引火剂的引火速度。因此，在本发明中，cao、caco3、casio4等添加剂也称为反应速度控制剂。
在本发明的实施方案中，反应速度控制剂的用量为1-30重量％，优选为2-25重量％，更优选3-20重量％，最优选为5-15重量％，基于引火剂的总重量。
本发明引火剂的各组分之和为100重量％，且各组分的优选含量范围可彼此独立地组合。
本发明的引火剂可与燃料混合，从而形成引火煤。
因此，在本发明的另一方面中，本发明涉及一种引火煤，其包含本发明的引火剂和燃料。
在本发明的引火煤中，燃料选自木炭和煤。其中煤可为兰炭或无烟煤。
在本发明的引火煤中，燃料的用量为20-70重量％，优选为30-60重量％，更优选为35-55重量％，最优选为40-50重量％，基于引火煤的总重量。
在本发明的引火煤中，引火剂的用量为20-70重量％，优选为30-60重量％，更优选为35-55重量％，最优选为40-50重量％，基于引火煤的总重量。
此外，本发明的引火煤还可包含粘结剂。所述粘结剂可选自预糊化淀粉、苛性淀粉或酯化淀粉。
在本发明的实施方案中，粘结剂的用量为1-30重量％，优选为2-25重量％，更优选3-20重量％，最优选为5-15重量％，基于引火煤的总重量。
本发明引发煤的各组分之和为100重量％，且各组分的优选含量范围可彼此独立地组合。
本发明的引火煤可通过在添加水下将各组分均匀混合，成型为所需的形状，然后干燥而制备。
本发明的引火煤可用于速燃炭中。
因此，在另一方面中，本发明涉及一种速燃炭，其包含本发明的引火煤作为引燃层。此外，本发明的速燃炭还包含燃烧层。
在本发明的速燃炭中，燃烧层包含燃料，例如木炭，煤。为了降低燃烧过程中所产生的烟尘，煤可选用兰炭或无烟煤。燃烧层中的燃料用量为70-100重量％，优选为80-95重量％，基于燃烧层的总重量。
燃烧层还可包含膨润土，例如钠基膨润土。膨润土的用量可为0-30重量％，优选为5-20重量％，更优选为5-15重量％，基于燃烧层的总重量。
燃烧层还可包含粘结剂，所述粘结剂可选自预糊化淀粉、苛性淀粉或酯化淀粉。粘结剂的用量为1-30重量％，优选为2-25重量％，更优选3-20重量％，最优选为5-15重量％，基于燃烧层的总重量。
在本发明的速燃炭中，引燃层的量为10-40重量％，优选为15-35重量％，更优选为20-30重量％；燃烧层的量为60-90重量％，优选为65-85重量％，更优选为70-80重量％；各自基于引火煤或速燃炭的总重量。
在本发明的速燃炭中，引燃层位于燃烧层之上。
在本发明的优选方案中，本发明涉及一种速燃炭，其包含燃烧层和位于燃烧层上的引燃层，其中所述引燃层包含氧化剂、还原剂、燃料、反应速度控制剂和粘结剂；所述燃烧层包含燃料、膨润土、粘结剂。
本发明的速燃炭的截面可呈各种形状，例如圆形、正方形、六边形等。本发明的速燃炭中可具有气孔，将气体的压力差提高，引起虹吸效应，使得热量沿着气孔集聚并向上辐射，使热量积聚，降低了热能向四周的无效辐射，进而提高了烧烤的温度，更节约了能源。
本发明的速燃炭可直接用作燃料，例如作为烧烤炭。
本发明的速燃炭或烧烤炭以无烟煤或兰炭或木炭为主料，完全可用火柴或打火机引燃，火焰高度最高达到20cm，火焰持续时间60s以上，供热温度可达600℃，燃烧时间2.5h以上，成本极低，使用过程中无烟无尘无毒无味。
以下通过具体实施例进一步阐述本发明。
具体实施方式
实施例1
速燃炭的组成如下：
1.引燃层：占总体重量的25％，约为120g；
(1)氧化剂：kno3添加比例21.5％(添加量25.8g)，kclo4添加比例3.5％(添加量4.2g)；
(2)还原剂：苯甲酸添加比例10％(添加量为12g)；
(3)cao添加比例5％(添加量为6g)；
(4)燃料：木炭30％(添加量为36g)，煤20％(添加量为24g)；
(5)预糊化淀粉添加量为10％(添加量为12g)；
2.燃烧层：占总体重量的75％，约为360g
(1)木炭32％(添加量为115.2g)；
(2)煤50％(添加量为180g)；
(3)钠基膨润土8％(添加量为28.8g)；
(4)预糊化淀粉添加量为10％(添加量为36g)
成型方法：
将引燃层原料中除粘结剂之外的原料进行混配，粉碎至60-80目，向混配好的物料中添加粘结剂和水分，进行充分的搅拌，成为引燃层熟料。将燃烧层所有原料按比例配置，加入水分搅拌，成为燃烧层熟料。将引燃层熟料按比例加入成型模具中预压，再加入燃烧层熟料进行压制。脱模后进行低温烘干。
实施例2-5
通过改变各组分及其用量以与实施例1完全相同的方式制备实施例2-5的速燃炭。各实施例的配方参见下表1。表1中的引燃层和燃烧层中各组分括号的含量分别基于引燃层和燃烧层的总量，将引燃层和燃烧层的各组分混配后，将得到的引燃层熟料和燃烧层熟料以分别为25％和75％的量加入成型模具中成型，从而制备速燃炭。
此外，对实施例1-5的速燃炭进行测试，测试结果参见下表1。在下表中，火焰高度的测量利用竖立的直尺，肉眼水平进行；火焰持续时间测量范围从点火开始直至明火熄灭，利用秒表进行测量；供热温度的测量需在有明火后开始测量直至明火熄灭，间隔5s，选取最大值；燃烧时间的测量需从有明火后开始，直至完全烧完，表面温度低于100℃为止。
表1各实施例速燃炭的配方及其测试结果
经检测，颗粒物浓度低于200mg/m3，nox浓度低于100mg/m3，so2排放浓度低于80mg/m3。