[发明专利]固体燃料组合物及其在玻璃熔制中的应用

说明书

技术领域

本发明属于玻璃熔制领域，具体而言，本发明涉及适用于稀相气力输送进入玻璃窑炉的固体燃料。另外，本发明还涉及上述固体燃料的应用、制备方法和制备装置等。

背景技术

在玻璃窑炉中直接燃烧加温以熔制玻璃的技术比在玻璃窑炉外加热熔制的技术要效率高得多，可以节省大量燃料。但是，在玻璃窑炉中直接燃烧，需要消耗大量化石燃料，尤其需要低灰份、低硫以及满足不对玻璃生产造成不利影响的其他条件的燃料，如天然气和重油等。

然而，随着石油价格的高涨，当前人们正在寻找重油等液体燃料的替代品，包括固液混合燃料和固体燃料。例如，中国专利申请第200610069803号公开了一种用于熔制玻璃的固液混合燃料，其包括5~80%的石油焦、20%~95%的燃料油、以及少量水份、乳化剂和分散剂，但是，该混合燃料仍旧需要消耗大量价格较贵的重油，而且其为流体形式，无法使用当前的气力固体燃料的装置，尤其是该文明确表示煤粉由于灰分含量和热值的限制而不适用于直接进入玻璃窑炉中燃烧；又如，中国专利申请第02807101号以及曾小军等的论文（石油焦粉在玻璃熔窑直接燃烧代替重油的适用性分析.玻璃与搪瓷，36（3）：23-27）公开了用组成成分与重油相似（硫含量除外）的石油焦作为燃料而运用于玻璃熔制中，但是并没有提示在玻璃熔制中可加入煤等高灰份含量的固体燃料，相反却对灰分有着很高的要求，另外也提出不适用石灰石、生石灰等固硫剂来固硫。

现有文献报道的煤与石油焦的混合固体燃料基本都应用于高炉炼铁、石灰窑、水泥窑、锅炉等对灰分和含硫量不敏感的工业窑炉中，如参见任惠锋等的论文（煤焦混粉燃烧的试验研究.燃烧科学与技术，10（6）：554-558），即使有文献报道使用煤粉或石油焦粉来熔制玻璃，但是提示使用石油焦时，要求低硫含量；使用煤时，要求低灰分，脱硫石油焦和低灰份煤的使用将极大增加原料成本。更为重要的是，上述所有应用都局限于化石燃料的应用，这对于全球各类化石燃料正快速走向枯竭的趋势没有任何积极作用，而且现有文献没有对生物质燃料（尤其是生物质固体燃料）在玻璃窑炉的固体燃料中的应用有所启示。

       本发明人在自己对稀相气力输送固体燃料进入玻璃窑炉燃烧的技术长期研究经验的基础上，经过长期的艰苦实验以及某些偶然的运气成分，令人惊讶地发现了通过稀相气力输送某些组成及配比的成本更低（可以使用市售的烟煤和高硫石油焦）的固体燃料，不但输送稳定，即使不同颗粒大小，但燃料仍得以均匀分散，而且合理配比的燃料燃烧后由于煤粉被分散而灰分小且轻，在持续的燃烧过程中会不断上升，并不会影响玻璃品质，也不会堵塞玻璃窑炉的烟道等设施；并且，本发明人还发现，适当地添加碳酸钙等添加剂，合理配比的燃料不但不会造成硫酸钙的沉积，相反能够使得高热值燃料燃烧时分散得更为均匀，燃烧得更为充分，产生的SO₂被均匀稀释而不容易与玻璃窑炉中玻璃原料和颗粒较大的石灰石粉接触，可以从烟气中散发出去，不会造成对玻璃品质的影响；另外，本发明人进行了生物质燃料粉对化石燃料的一部分替代，发现生物质燃料粉尽管热值较低，但是其低灰份性和低硫性能够有效改善燃料中煤粉的灰分情况和石油焦的高硫含量情况，而且其低热值和较大的颗粒也能使得高热值燃料更为分散，有益于燃料的燃烧充分，使得石油焦产生的SO₂被均匀稀释，从烟气中散发出去，不会造成对玻璃品质的影响，完全适用于熔制玻璃，因此可以降低化石燃料的使用，为可持续发展做贡献。另外，本发明人还提供了上述固体燃料的用途、制备方法和制备装置等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固体燃料，通过合理的组成和配比，可以使用市售的烟煤和高硫石油焦作为原料，无需事先降低灰分和硫量，从而大大降低了原料成本，适用于稀相气力输送进入玻璃窑炉以熔制玻璃；而且用生物质固体燃料粉对化石燃料进行一部分替代，从而降低了化石燃料的使用，为可持续发展增加动力。另外，本发明的目的还在于提供该固体燃料的用途、制备方法和制备装置等。

具体而言，在第一方面，本发明提供了适用于稀相气力输送进入玻璃窑炉的固体燃料，其特征在于，其包括混合均匀的煤粉、石油焦粉、生物质燃料粉、和燃料添加剂，其中燃料添加剂包括二氧化硅并包括碳酸钙或氧化钙。优选该固体燃料由煤粉、石油焦粉、生物质燃料粉、和燃料添加剂组成。