專利名稱：工業(yè)型煤的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于固體燃料，特別涉及一種借助于無機-有機復合粘合劑使粉煤成型的方法。
制備型煤是使原煤優(yōu)質化的煤炭初級加工轉化技術，由于它具有熱效率高，減少環(huán)境污染，便于輸運，能夠最大限度地利用煤炭資源的優(yōu)點，因而成為目前國內外研究的熱點。借助于粘合劑的粉煤成型方法，很重要的一點是粘合劑的選用?，F(xiàn)有的粘合劑一般分有機、無機、復合三大類。單純的天然有機粘合劑如各種廢液、瀝青等，在高溫使用時由于有機質的分解和燃燒，使型煤的熱態(tài)機械強度和穩(wěn)定性都較差。單純的合成有機聚合物如日特開86-213288采用0.1-5%重的聚乙烯醇作粘合劑，雖然有很多優(yōu)點，但由于成本高昂，在工業(yè)應用上受到很大限制。無機粘合劑有石灰、水泥、粘土和水玻璃等，美國專利3，762，886就是一種用水凝水泥作粘合劑的水泥煤球，所用粘合劑的原料成本低，煤球防水性好，機械強度高，但由于水泥的添加量在3-15%，因而會增加煤球的灰分而降低發(fā)熱量，其成型和固化條件也較為苛刻，需采用加壓時間不超過2秒的快速壓球，且要求當用對輥壓球機時的成型壓力至少為1.4噸/cm2，其固化需嚴格的保濕或蒸汽養(yǎng)護。復合粘合劑同時使用兩種或兩種以上不同的有機的無機物質作為粘合劑，如魯爾煤炭公司的EP135784，135785號專利，敘述了用聚乙烯醇與CaCO3或廢糖液配合使用制備煤球的方法，所制得的煤球強度高，燃燒時無煙垢，熱穩(wěn)定性也好，但由于該方法需要將煤粉或焦粉加熱至100±20℃后熱成型，且聚乙烯醇的加入量為0.5-1.5%，故能源消耗大，需要較多的動力設備，成本也高。
本發(fā)明的任務在于提出一種無毒、疏水、價廉的復合粘合劑，并提供使用該粘合劑制造具有高強度和熱穩(wěn)定性的型煤之簡單方法。
本發(fā)明的構思是這樣的，用具有良好可塑性而又廉價易得的礦渣水泥作型煤骨架，復合以有良好粘合性的聚乙烯醇(或聚乙烯醇廢料)，可以互補其單一應用的缺點。在此基礎上，再配入一定量的有機和(或)無機組分，可進一步改善強度，增加型煤的點燃性，并進一步降低成本。
本發(fā)明是一種煤粉借助于粘合劑制備工業(yè)型煤的方法，包括a.制備粘合劑;
b.將原料煤破碎至＜3mm;
c.與所說的粘合劑混合，攪拌均勻;
d.機械成型;
e.固結;
其特點在于所說的粘合劑的主要成份是礦渣水泥和聚乙烯醇，型煤的配比范圍是粉煤100份，礦渣水泥1.5-7份，聚乙烯醇溶液1-8份，總水14-17份。
本發(fā)明粘合劑的骨架是硅、鋁、鈣和工業(yè)有機物的復合物，不僅冷強度好，熱強度也高。本粘合劑兼有固硫作用，固硫效果達20%以上。
所說的總水包括煤中水份和粘合劑中的水份。
所說的聚乙烯醇溶液為濃度6-8%的均勻溶液。
在上述粘合劑的基礎上，再加入有機物質，從而構成多組份的粘合劑。
所說的有機物質可以是淀粉、造紙廢液、制糖廢液、糠醛廢液等。使用有機物質可因地制宜地進行選擇，不僅有好的效果，還可以降低成本。
在主體粘合劑的基礎上還可以再加入無機物質構成多組份的粘合劑。
所述的無機物質可以是氫氧化鈣，氯化鈣或粘土、石灰等，氫氧化鈣在型煤中主要起固硫作用，氯化鈣則還有干燥作用。
上述的有機物質和無機物質與主體粘合劑可進行各種組配，制成多組份的粘合劑。
本發(fā)明所使用的粘合劑，當粘合劑配方中沒有天然有機廢液時，可以先行混合制成粘合劑，然后再加入煤粉中，但如有有機廢液，則需分別加入，按先固態(tài)后液態(tài)的順序加入煤粉混合。
制備型煤時，首先要使煤粉達到一定粒度組成本發(fā)明要求的粒度分布為3-1mm10-20%，＜1mm80-90%。
這是因為粒度過細，粉塵多，和粘合劑不易混合均勻，型煤強度會下降，粒度過粗，則不易粘結成型。
在本發(fā)明的制備方法中，成型方式為冷態(tài)、常壓機械成型，成型壓力為250-400kg/cm2。常用的成型機是對輥壓球機，也可以是其它的成型機。
成型后的固結方式一般是常溫涼干或風干，還可以是保濕養(yǎng)護或干燥爐烘干。
本發(fā)明的型煤制備方法，采用有機-無機粘合劑多元復合體系，其主要原料是含硅、鋁、鈣的無機物和有機廢料或付產品?？梢砸蛟厦悍N，型煤用途和地方資源的不同而靈活設計配方。噸型煤的粘合劑成本在15-25元之間。型煤的制備方法簡單，在室溫和常壓下操作條件容易掌握，固化容易。生產裝置和主要設備均可自行加工，因而特別易于在中小煤礦推廣使用。
本發(fā)明制備的型煤其抗壓強度均達到單球60kg以上，具有良好的疏水性，灰份低，耐磨強度高。在燃燒時開裂成“開花”狀，下部成為整體而不潰散，且粒度均勻規(guī)整，比原煤燃燒完全，爐渣含炭量少，可基本實現(xiàn)無黑煙燃燒。煙塵排放量比燒原煤時減少80%左右，熱效率提高10-15%左右，節(jié)煤率可達10-15%左右。
實施例1將100公斤水用溫火加熱，邊攪拌邊徐徐加入6.6公斤的聚乙烯醇干粉，待溫度上升至95℃時，停止加熱，在此溫度下攪拌20-30分鐘，制成濃度為6.6%的聚乙烯醇均勻溶液，冷卻待用。
實施例2山西西梁貧煤，煤質分析如下
型煤的配比為煤粉100份;礦渣水泥1.5份;聚乙烯醇溶液7份;
淀粉溶液2份(10%濃度);水12.5份;CaO1.5份。
將上述組份稱量好之后，先將粘合劑組份混合均勻，再加入煤粉中混合攪拌6-10分鐘后，用250kg/cm2的對輥成型機壓球，然后常溫涼曬2天使其固結。所制得的型煤主要指標如下
實施例3山西夏店貧煤，煤質分析如下
型煤的配比為煤粉100份;礦渣水泥5份;聚乙烯醇溶液3份;
氯化鈣0.5份;水14份。
型煤的制備方法同實施例2。型煤的主要指標如下
實施例4山西堡山煙煤，煤質分析如下
型煤的配比為煤粉100份;礦渣水泥5份;聚乙烯醇溶液1份;
造紙廢液5份;制糖廢液5份;水4份。
將上述原料稱量好，先將礦渣水泥加入煤粉攪拌后再以聚乙烯醇溶液、造紙廢液、制糖廢液、水的先后順序邊攪拌邊加入煤粉中，混合攪拌6-10分鐘后入250kg/cm2對輥壓球機壓球，煤球常溫涼曬2天使其固結。
型煤的主要物理性質指標如下
將原煤與型煤作工業(yè)鍋爐試燒，所得熱工評價如下出力煙氣溫度空氣過爐渣含碳蒸氣單耗耗煤量(T/h)(℃)剩系數(shù)量(%)kgT/h原煤12.71563.3964.64106.561.370型煤13.29162.23.5643.84-0.942正平衡熱效率(%)反平衡熱效率(%)原煤69.1969.83型煤76.1174.28環(huán)境效果評價如下排塵量(kg/h)林格曼黑度級NO濃度(mg/m3)SO2含量(kg/h)原煤109.72.59.8726.39型煤24.5055.0221.43上述實施例中原煤煤質的分析方法均采用中華人民共和國國家標準"煤的工業(yè)分析方法"GB212-77，"煤的發(fā)熱量測定方法"GB213-79和"煤中全硫的測定方法"GB214-83"。工業(yè)型煤抗壓強度采用"LJ-1000型壓力試驗機"進行測定，耐磨強度和落下強度則采用的是現(xiàn)時較通用的轉鼓和跌落試驗設備。防水性能的數(shù)據(jù)是將固結后的型煤用水浸泡2小時后，其單球所達到的強度。
實施例4中原煤與型煤的工業(yè)試燒是在SHL10-13-A型鏈條排成工業(yè)鍋爐上進行的，所測熱工評價數(shù)據(jù)由山西省電力試驗研究所提供，所測環(huán)境效果評價數(shù)據(jù)由太原市環(huán)保監(jiān)測站提供。
權利要求
1.一種粉煤借助于粘合劑制造工業(yè)型煤的方法，包括a.制備粘合劑；b.將原料煤破碎至＜3mm；c.與所說的粘合劑混合，攪拌均勻；d.將上述混合物機械成型；e.使成型后的型煤固結；其特征在于所說的粘合劑的主要成份是礦渣水泥和聚乙烯醇，型煤的配比范圍是粉煤 100份， 礦渣水泥 1.5-7份， 聚乙烯醇溶液 1-8份，總水 14-17份。
2.如權利要求1所述的型煤制備方法，其特征在于還可以再加入有機物質構成多組份的粘合劑。
3.如權利要求2所述的型煤制備方法，其特征在于所說的有機物質可以是淀粉、造紙廢液、制糖廢液、糠醛廢液。
4.如權利要求1所述的型煤制備方法，其特征在于還可以再加入無機物質構成多組份的粘合劑。
5.如權利要求4所述的型煤制備方法，其特征在于所說的無機物質可以是氫氧化鈣、氯化鈣或粘土、石灰。
6.如權力要求2或4所述的型煤制備方法，其特征在于可以將所說的有機物質和無機物質與主體粘合劑進行各種組配，制成多組份的粘合劑。
7.如權利要求1所述的型煤制備方法，其特征在于所說的煤粉粒度分布為3-1mm 10-20%，＜1mm 80-90%
8.如權利要求1所述的型煤制備方法，其特征在于所說的聚乙烯醇溶液為濃度6%-8%的均勻溶液。
9.如權利要求1所述的型煤制備方法，其特征在于所說的步驟d為冷態(tài)常壓機械成型，成型壓力為250-400kg/cm2。
10.如權利要求1所述的型煤制備方法，其特征在于所說的步驟e的固結方式可以是常溫涼干或風干。
全文摘要
一種粉煤借助于粘合劑制備型煤的方法。主要選用價廉、易得的礦渣水泥和有良好粘結性的聚乙烯醇作粘結劑主要原料，再配入一定量的有機和(或)無機物質，可制成具有良好疏水性、抗壓、耐磨、冷熱強度均高的高質量型煤，由于采用了本發(fā)明所述的無機-有機多元復合粘結劑，使得型煤的制備方法簡單，在室溫和常壓下操作條件容易掌握，固結容易。本發(fā)明的方法可適用于不同的煤種，可根據(jù)煤種、型煤用途和地方資源的不同而靈活設計配方，噸型煤的粘合劑成本在20元左右。
文檔編號C10L5/14GK1036033SQ88101530
公開日1989年10月4日 申請日期1988年3月21日 優(yōu)先權日1988年3月21日
發(fā)明者宋積泉, 李家宗, 溫吉玉 申請人:中國科學院山西煤炭化學研究所