本發明涉及褐煤提質及生物型煤制備領域，尤其涉及一種褐煤脫水提質制備生物質型煤工藝。
背景技術：
褐煤是世界上豐富而廣泛存在的化石資源，我國褐煤資源儲量相當豐富，第三次全國炭資源調查表明，全國已探明的褐煤保有儲量高1311.42億噸，約占全國煤炭保有儲量的13％。然而它卻受到自身高水分、高灰分、低熱值、低灰熔點、熱穩定性差和容易風化自燃等特點的影響，限制了其使用范圍和利用途徑。而傳統粗放的褐煤利用(發電)方式最終會威脅到它的有限的資源屬性，也會惡化環境，因此，褐煤在利用前必須對其進行提質。
而生物質型煤將不可再生的化石能源與可再生的生物質能結合起來,具有著火點低、燃燒速度快、不冒煙、可固硫、燃燒充分、灰渣含碳量低且不結渣等優點。生物質與煤炭混合燃燒，可以緩解當前優質煤炭資源短缺的能源現狀，同時還能充分利用生物質資源的優點，降低煤炭在燃燒過程中CO2，NOx和SOx的排放。同時混合生物質可直接減少依靠燃燒化石燃料而產生的二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物的排放量，最終實現褐煤和生物質的高效潔凈利用，但也存在粘結劑選擇不理想、原料不能均勻混合等諸多問題。由于生物質型煤所具有的節能環保優勢、熱穩定性優勢以及氣化過程中的協同作用，以提質褐煤制備的生物質型煤可以實現煤炭潔凈化利用的同時還可以作為氣化原料，實現更高價值的開發利用。
技術實現要素：
鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種褐煤脫水提質制備生物質型煤工藝，用以解決現有褐煤脫水效率低、生產成本高、生物質能源利用率低、不環保的問題。
本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：
一種褐煤脫水提質制備生物質型煤工藝，該制備工藝流程如下：
S1、原料破碎作業：對褐煤進行破碎分解，對生物質進行破碎分解；
S2、一級混料作業：將褐煤顆粒、生物質顆粒與高效復合型粘結劑混合，將混合料給入螺旋送料機進行一級混合并將其向外輸送；
S3、氣流輸送作業：利用空氣壓縮機使加熱到200℃的干燥空氣在氣流輸送管道內形成氣流，氣流推動來自螺旋送料機的混合料在氣流輸送管道內進行二級混合并輸送，同時利用200℃干燥空氣對混合料進行一級干燥脫水；
S4、分離攪拌作業：使用旋風桶利用氣流產生的旋風作用對從所述氣流輸送管道輸送來的混合料進行三級混合，并將空氣與混合料分離，排出濕空氣，在進料口以混合物料質量1％-2％的比例通過噴嘴噴淋柴油；
S5、四級混合作業：使轉筒干燥器傾角為6-8°，將固體混合物與油的混合物料從轉筒較高一端通入轉筒干燥器，利用轉筒干燥器筒內壁抄板的作用，將物料抄起落下這一過程實現對混合料進行四級混合，同時促進物料向出料口運動；
S6、物料二級干燥作業：在轉筒干燥器內利用熱空氣或煙道氣進行并逆流操作對混合料進行二級干燥脫水，干燥至混合料水分低于3％時，通過帶式輸送器向外輸送；
S7、成型作業：利用輥壓式成型機對從轉筒干燥器輸送來的混合料進行成型作業，在產品出口處安裝與成型模具尺寸對應的篩子，尺寸符合的產品利用傳送帶送至包裝機進行包裝，從篩子漏下的不合格產品破碎后投入轉筒進行再次加工。
生物質為水分低于25％的林木廢棄物、農作物秸稈及動物糞便等；生物質顆粒粒徑小于等于7mm，利用剪式破碎機將生物質破碎而成。
褐煤顆粒粒徑為5mm，利用可逆式反擊錘式破碎機通過兩端破磨工藝將褐煤破碎而成。
高效復合型粘結劑的原料按質量百分比配比為：生物質秸稈12％、濃度為1％的氫氧化鈉溶液100％、氯化鈣0.5％、氫氧化鈣0.7％，以上質量百分數均為相對于氫氧化鈉溶液的質量百分數。
高效復合型粘結劑的制備方法為：將生物質秸稈破碎成粒徑為3-7mm的顆粒，向濃度為1％氫氧化鈉溶液中添加破碎后的生物質秸稈顆粒，并加入氯化鈣和氫氧化鈣，在76℃的條件下加熱2h后過濾得到的粘稠狀物質，即為高效復合型粘結劑。
混合料中，褐煤顆粒與生物質顆粒的質量比大于等于7:3，小于等于8:2；混合料中，高效復合型粘結劑占總質量的10％。
轉筒干燥器中，氣流速度為1.2-2.4m/s，轉筒轉速為5r/min。
成型作業過程，將充分攪拌后的混合料利用傳送帶通入輥壓式固化成型機在25-30MPa下冷壓成型。
本發明有益效果如下：
結合褐煤脫水提質工藝、復合粘結劑制備工藝、生物質型煤制備工藝以及生物質型煤氣化優勢而自主研發一套褐煤脫水提質制備生物質型煤的生產工藝。
在現有褐煤脫水提質工藝的基礎上提出褐煤氣流輸送段干燥與混合干燥段兩段脫水提質工藝，使得脫水提質效果更好，處理成本降低；型煤發展過程中原料無法有效均勻混合一直是一個制約生物質型煤規模化生產的限制因素，為克服現有生物質型煤制備中各組分不能有效混合的問題，本工藝通過各組分原料經過螺旋進料、氣流輸送、旋風桶物料混合、混料攪拌四段混合，使得原料混合均勻，粘結劑等添加劑組分分散均勻，型煤質量更好；高效復合型粘結劑為自主研發制備，粘結效果好、灰分低、防水性能好、價格低、固硫效果強。
本發明的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，而且部分特征和優點從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
附圖說明
圖1為本發明所涉及的制備工藝流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖來具體描述本發明的優選實施例，其中，附圖構成本申請一部分，并與本發明的實施例一起用于闡釋本發明的原理。
原料選取：本發明通過對原料優化選取所使用的生物質主要是牛羊糞便和生物質秸稈；
本發明選取的褐煤一般為高水分褐煤；
實施例一：
一種褐煤脫水提質制備生物質型煤工藝，利用該制備工藝制備生物質型煤步驟如下：
S1、原料破碎作業：選取水分為30％的褐煤，利用可逆式反擊錘式破碎機通過兩端破磨工藝將褐煤破碎分解，破碎分解后褐煤顆粒粒徑為5mm；利用剪式破碎機將水分低于25％的玉米秸稈與牛羊糞混合物進行破碎分解，破碎分解后其顆粒粒徑為7mm。
S2、一級混料作業：將褐煤顆粒、生物質顆粒按照質量比8:2混合，再混合物質量10％的高效復合型粘結劑混合，將混合料給入螺旋送料機進行一級混合并將其向外輸送；另將小麥秸稈破碎至粒徑為7mm后，以12％的質量比添加至濃度為1％氫氧化鈉溶液中，并加入0.5％氯化鈣，0.7％的氫氧化鈣，在76℃的條件下加熱2h后過濾得到的粘稠狀物質，其中質量百分數均為相對于氫氧化鈉溶液的質量百分數。
S3、氣流輸送作業：利用空氣壓縮機使加熱到200℃的干燥空氣在氣流輸送管道內形成氣流，所述氣流推動來自螺旋送料機的混合料在氣流輸送管道內進行二級混合并輸送，同時利用200℃干燥空氣對混合料進行一級干燥脫水。
S4、分離攪拌作業：使用旋風桶利用氣流產生的旋風作用對從所述氣流輸送管道輸送來的混合料進行三級混合，并將空氣與混合料分離，排出濕空氣，在進料口以混合物料質量2％的比例通過噴嘴噴淋柴油。
S5、四級混合作業：使轉筒干燥器傾角為6°，將固體混合物與油的混合物料從轉筒較高一端通入轉筒干燥器，利用轉筒干燥器筒內壁抄板的作用，將物料抄起落下這一過程實現對混合料進行四級混合，同時促進物料向出料口運動，該步驟中轉筒轉速為5r/min。。
S6、物料二級干燥作業：在轉筒干燥器內利用熱空氣或煙道氣進行并逆流操作對混合料進行二級干燥脫水，干燥至混合料水分低于3％時，通過帶式輸送器向外輸送，該步驟中氣流速度為2m/s。
S7、成型作業：利用輥壓式成型機對從轉筒干燥器輸送來的混合料進行成型作業，在產品出口處安裝與成型模具尺寸對應的篩子，尺寸符合的產品利用傳送帶送至包裝機進行包裝，從篩子漏下的不合格產品破碎后投入轉筒進行再次加工。
產品為橢球狀固體燃料，平均直徑35mm，成型率為96％以上，抗壓強度為668.4N/個，跌落強度為95.6％，水分小于2％。
實施例二：
S1、原料破碎作業：選取水分為30％的褐煤，利用可逆式反擊錘式破碎機通過兩端破磨工藝將褐煤破碎分解，破碎分解后褐煤顆粒粒徑為5mm；利用剪式破碎機將水分低于25％的玉米秸稈與牛羊糞混合物進行破碎分解，破碎分解后其顆粒粒徑為7mm。
S2、一級混料作業：將褐煤顆粒、生物質顆粒按照質量比7:3混合，再混合物質量10％的高效復合型粘結劑混合，將混合料給入螺旋送料機進行一級混合并將其向外輸送；另將小麥秸稈破碎至粒徑為7mm后，以12％的質量比添加至濃度為1％氫氧化鈉溶液中，并加入0.5％氯化鈣，0.7％的氫氧化鈣，在76℃的條件下加熱2h后過濾得到的粘稠狀物質，其中質量百分數均為相對于氫氧化鈉溶液的質量百分數。
S3、氣流輸送作業：利用空氣壓縮機使加熱到200℃的干燥空氣在氣流輸送管道內形成氣流，所述氣流推動來自螺旋送料機的混合料在氣流輸送管道內進行二級混合并輸送，同時利用200℃干燥空氣對混合料進行一級干燥脫水。
S4、分離攪拌作業：使用旋風桶利用氣流產生的旋風作用對從所述氣流輸送管道輸送來的混合料進行三級混合，并將空氣與混合料分離，排出濕空氣，在進料口以混合物料質量1％的比例通過噴嘴噴淋柴油。
S5、四級混合作業：使轉筒干燥器傾角為8°，將固體混合物與油的混合物料從轉筒較高一端通入轉筒干燥器，利用轉筒干燥器筒內壁抄板的作用，將物料抄起落下這一過程實現對混合料進行四級混合，同時促進物料向出料口運動，該步驟中轉筒轉速為5r/min。。
S6、物料二級干燥作業：在轉筒干燥器內利用熱空氣或煙道氣進行并逆流操作對混合料進行二級干燥脫水，干燥至混合料水分低于3％時，通過帶式輸送器向外輸送，該步驟中氣流速度為2m/s。
S7、成型作業：利用輥壓式成型機對從轉筒干燥器輸送來的混合料進行成型作業，在產品出口處安裝與成型模具尺寸對應的篩子，尺寸符合的產品利用傳送帶送至包裝機進行包裝，從篩子漏下的不合格產品破碎后投入轉筒進行再次加工。
產品為球狀固體燃料，平均直徑35mm，成型率為95％以上，抗壓強度為669.6N/個，跌落強度為96.2％，水分小于2％。
綜上所述，本發明實施例提供了一種褐煤脫水提質制備生物質型煤工藝，結合褐煤脫水提質工藝、復合粘結劑制備工藝、生物質型煤制備工藝以及生物質型煤氣化優勢而自主研發一套褐煤脫水提質制備生物質型煤的生產工藝。
在現有褐煤脫水提質工藝的基礎上提出褐煤氣流輸送段干燥與混合干燥段兩段脫水提質工藝，使得脫水提質效果更好，處理成本降低；型煤發展過程中原料無法有效均勻混合一直是一個制約生物質型煤規模化生產的限制因素，為克服現有生物質型煤制備中各組分不能有效混合的問題，本工藝通過各組分原料經過螺旋進料、氣流輸送、旋風桶物料混合、混料攪拌四段混合，使得原料混合均勻，粘結劑等添加劑組分分散均勻，型煤質量更好；高效復合型粘結劑為自主研發制備，粘結效果好、灰分低、防水性能好、價格低、固硫效果強。
制備的生物質型煤具有強度高、防水性好、運輸成本低、氣化效率高、燃燒特性好等諸多優勢，抗壓強度平均為668.4N/個，跌落強度平均大于95.2％；產品主要為球狀或塊狀燃料，平均直徑35mm，成型率可達95％以上，水分可達2％以下。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。