CN1021057C

CN1021057C - 制造型煤粘结剂的方法

Info

Publication number: CN1021057C
Application number: CN 88109761
Authority: CN
Inventors: 罗仁学; 冯波
Original assignee: CHONGQING INST OF ENVIROMENTAL RESEARCH AND MONITORING
Current assignee: CHONGQING INST OF ENVIROMENTAL RESEARCH AND MONITORING
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1993-06-02
Anticipated expiration: 2003-12-20
Also published as: CN1043733A

Abstract

一种型煤粘结剂，由有机废水和动物血液或血粉复合而成，它既不受煤种、配煤比的限制，又不因固硫剂及固硫添加剂的加入而导致强度下降；用它制成的型煤，冷热强度高、防潮耐水性好、易着火、能燃尽、不结焦、成本低、不增加灰份，可长途运输或露天堆放。适用于工业锅炉、窑炉、民用炉灶的清洁燃烧。通过燃用由该粘结剂制成的型煤，既可减轻酸雨烟尘的危害，又可使部分有机废水无害化、资源化。

Description

本发明为型煤粘结剂及其制作方法，同时也涉及到工业有机废水的利用。

型煤的强度极大地取决于粘结剂。目前型煤粘结剂有很多种，但综合评价，都存在着不足，如以沥青煤焦油、重油为粘结剂的型煤存在着价格贵、污染严重，因需热压成型而能耗大的缺点;用粘土作粘结剂的型煤，强度低，灰份大，使发热量或燃烧性能很难满足工业需要;也有采用人工合成的高分子聚合物作型煤粘结剂，但大多因价格昂贵而难于采用;PVA被较广地用以作型煤粘结剂。如CN86101384公开了一种由PVA与甲醛缩聚而成的型煤粘结剂，另外CN86108971公开了一种将浓缩造纸废液改性，再加入高分子聚合物缩合反应而制成的型煤粘结剂。但是，上述两种粘结剂在型煤工艺中添加量偏高，成本偏高，工艺也比较复杂。特别是用PVA作型煤粘结剂时对固硫添加剂的选择较大，实验证明：当加入熟石灰或生石灰、电石渣等固硫剂，或加入碱性物质时，型煤的强度会降低，因而不能直接与碱性有机废水复合作为型煤粘结剂。

本发明的目的在于提供一种资源广、数量大、价格低、易制造、易着火燃尽、粘结力强的型煤粘结剂用以制成的型煤具有冷热强度高，防潮耐水性好、燃烧性能佳、脱硫固灰率高、型煤成本低，不受煤种和固硫剂种类的限制等优点，通过粘结剂的制取及该型煤的工业应用，能使苎麻黑液、纺绢精炼废水、印染退浆废水、造纸黑液、屠宰废水、淀粉黄浆废水、酒糟废水、石油钻井废水、生化制药废水、皮胶废水等十种工业有机废液得到利用，也可解决煤烟型大气污染、消除酸雨、酸雾、粉尘的危害。

本发明的内容是用动物血（血粉）与上述十种工业有机废水中任意一种复合的粘结剂。在上述十种工业有机废水中，含有丰富的天然高分子物质。如苎麻黑液、造纸黑液中含有纤维素、木质素、腐植酸（黄腐酸、黑腐酸、棕腐酸）、果胶等。绢纺精炼废水、生化制药废水、屠宰废水、皮胶废水中含有大量的蛋白质等，淀粉黄浆废水、酒糟废水中则存有丰富的淀粉、蛋白质、木质素和纤维素，石油钻井废水和印染退浆废水则分别含有聚合腐植酸和PVA等;而动物血也是一种天然高分子物质的有机复合体。因此本发明实质是用化学、物理、生化等方法改造天然高分子物质或合成新的高分子化合物-复合粘结剂，这种粘结剂为水溶性胶体，具有良好的流动性、浸润性、渗透性，能充分地润湿、渗透多孔结构的煤粒。该粘结剂中含有十八种氨基酸，含有-NH₂、-COOH-OH、-SH、

C＝O等多种官能团和K、Na、Ca、Mg、Fe、Co等多种微量元素，能与具有发达的微孔结构，比表面积较大的煤产生化学吸附，物理吸附和发生化合、聚合、交联、接枝共聚、络合螯合、缔合等化学反应。由于多种天然高分子物质的共混、固硫剂、添加剂的加入，在加压和加热的状态下，凡有反应能力的官能团就会相互发生反应并起交联，架桥、接枝、共聚等作用，使原有的线型大分子或轻度支键型大分子之间以及组成这些大分子的离子原子之间产生化学键（主价键），物理力（次价力）氢键、进而交联或架桥、形成三维空间的网状结构（体型结构），因而使型煤具有很强的抗压强度，落下强度和转鼓强度。

表1是猪血+绢纺精炼废水+白云石，采用L18（6×3⁶）的正交试验表。

从该组正交试验可以看出，如果仅考核强度，猪血与绢纺精炼废水复合的最佳工艺条件是：A₆B₁C₃D₄E₃F₁G₂，但18种配方几乎都能达到工业型煤的强度指标（50kg/个）。为降低粘结剂的成本，可采用A₂B₂C₂E₂F₂G₂，又经实际验证试验表明，上述两种工艺条件下型煤抗压强度落下强度和转鼓强度都能达到或远远超过强度指标，重显性、可靠性好，离散度小。

通过用其它有机废水与动物血（如牛血）进行复合采正交试验总结出本发明的粘结剂的成分：

动物血液：煤重的2～6%。

十种有机废水任一种：煤重的6～10%。

抗凝剂：血液重的0.38～1%，

防腐剂：血液重的0.1～0.3%。

表2为猪血粉与四种废水复合，采用L₁₆（4⁵）的正交试验设计。

表中：石-石灰石、白-白云石、泥-铜梁添加剂厂白泥、混-电石渣与石灰石各半，配煤比-5.5%打通无烟煤+45%中梁山烟煤，各种固硫剂用量为10g/100g配煤，从表中可知，采用血粉的最佳工艺条件是A₂B₂C₁D₄E₃。

本工业型煤粘结剂制造及型煤工艺流程如附图所示：

1.经过预处理的动物血液（血粉）与有机废水采用节能静态混合反应器进行充分混合。

2.原煤或配煤粉碎过3mm筛，配煤可以无烟煤为主（如51%无烟煤，49%烟煤）。

3.粉煤与复合粘结剂的重量比为100∶12。

4.可任意选用石灰石、白云石、生石灰、熟石灰电石渣为固硫剂。

5.在油压千斤顶组装的成型机上，用20mPa压力成型。

6.在110～130℃温度下干燥2小时。

表3为牛血与十种有机废水复合制取型煤的抗压强度。

本发明与现有技术相比有以下显著优点：

1.成本低。本发明中血液用量少，仅用煤重的2%就能使型煤达到或接近型煤抗压指标。猪血按1988年价为0.10元/kg（夏天猪血多作为废物排放），加上抗凝剂和防腐剂，成本为3～7元/T。是目前国内最低的价格。

2.冷热强度高，落下及转鼓强度也符合要求。

3.型煤可防潮耐水，能长途运输和露天堆放。

4.节约能源。采用静态混合反应器，利用高差产生的流体静压，不耗电;烘干温度低，燃烧中节煤20%。

5.本发明所用的动物血来源广、数量大，仅重庆市每年可产猪血2～3万吨，可产型煤100～200万吨。至少可利用10万吨有机废水，能节省10万吨有机废水按生化处理的基建投资5000万～1亿元。

6.制造、使用本发明的粘结剂、型煤，既能减轻大气SO₂，粉尘污染，使SO₂降低50%以上，粉尘降低70%以上，同时又使部分有机废水无害化资源化。

7.本发明的粘结剂适应性强，不受煤种、混煤配比、固硫剂、添加剂的影响，相反当加入石灰石、白云石、生石灰等后还可大幅度提高型煤的强度。

表4为本发明与国内其它类型粘结剂经济技术指标对比。

实施例1：

打通无烟煤重量比51份，中梁山烟煤29份，青木关烟煤20份，复合粘结剂12份（其中牛血和苎麻黑液各6份），石灰石15份，中科院固硫添加剂1.6份，以上各组份充分混合、压制、烘干。

型煤强度指标：抗压强度75.7kg/个

落下强度94.7%

转鼓强度76.1%

实施例2：

打通无烟煤重量比51份，中梁山烟煤29份，青木关烟煤20份，复合粘结剂12份（其中牛血、印染退浆废水各6份，石灰石15份，添加剂1.6份，以上各组份充分混合、压制、烘干。

型煤强度指标：抗压强度89.7kg/个

落下强度94.8%

转鼓强度76.1%

实施例3：

配煤比（打通无烟煤∶中梁山烟煤∶青木关烟煤＝51∶29∶20），石灰石15份，添加剂1.6份，复合粘结剂12份（其中牛血，酒糟废水各6份）以上各组份充分混合、压制、烘干。

型煤强度指标：抗压强度63.1kg/个

落下强度94.8%

转鼓强度80.1%

＊ %指100g煤中，加入ZX、精炼废水、烟煤、白云石的克数，即g/100g煤。

表2 猪血（ZX）粉与四种废水复合采用L16（4⁵）的正交设计

列 A B C D E 试验平

号 ZX粉用量废水种类固硫剂成型压力干燥温度结果均

试验号（g/100g煤）及用量种类 MPa ℃ 值

1 1 0.3 1苎麻黑液 1 石 1 10 1 110 45 43 44 44.0

2 1 0.3 2退浆废水 2 白 2 15 2 120 40 41 40 40.3

3 1 0.3 3精炼废水 3 泥 3 20 3 130 22 21 23 22.0

4 1 0.3 4屠宰废水 4 混 4 25 4 140 25 28 25 26.0

5 2 0.5 1苎麻黑液 2 白 3 20 4 140 51 52 53 52.0

6 2 0.5 2退浆废水 1 石 4 25 3 130 55 53 54 54.0

7 2 0.5 3精炼废水 4 混 1 10 2 120 35 34 32 33.7

8 2 0.5 4屠宰废水 3 泥 2 15 1 110 31 30 32 31.0

9 3 0.7 1苎麻黑液 3 泥 4 25 2 120 38 37 41 38.7

10 3 0.7 2退浆废水 4 混 3 20 1 110 42 45 44 43.7

11 3 0.7 3精炼废水 1 石 2 15 4 140 53 52 51 52.0

12 3 0.7 4屠宰废水 2 白 1 10 3 130 51 48 49 49.3

13 4 1.0 1苎麻黑液 4 混 2 15 3 130 51 52 54 52.3

14 4 1.0 2退浆废水 3 泥 1 10 4 140 45 48 47 46.7

15 4 1.0 3精炼废水 2 白 4 25 1 110 51 47 49 49.0

16 4 1.0 4屠宰废水 1 石 3 20 2 120 52 50 51 51.0

＊废水用量为煤重的12%，即12g废水/100g煤。

表3 牛血（NX）与十种有机废水复合的抗压强度

配方废水用量 NX用量石灰石用量强度（Kg/个）

废水种类（g/100g煤）（g/100煤）（g/100g煤）（十个煤球均值）

苎麻黑液 6 6 15 75.7

绢纺精炼废水 6 6 15 64.0

印染退浆废水 6 6 15 89.7

造纸黑液 6 6 15 71.6

淀粉黄浆废水 6 6 15 85.5

酒槽废水 6 6 15 63.1

石油占井废水 6 6 15 58.9

生化制药废水 6 6 15 64.4

屠宰废水 6 6 15 57.2

皮胶废水 6 6 15 74.4

表4 本发明与国内其它类型粘结剂经济技术指标对比

粘结剂本发明沥青 PVA 浓缩改性复合腐复合腐粘土

指标煤焦油缩甲醛造纸黑液造纸黑液植酸1＃植酸2＃石灰

添加量（W%） 2-6 ＞15 3-7 ＞9 15.38 15.38 15.26 15-20

成本（元/T） 3-7 36 ＜15 18-20 5-6.6 9.2-10.8 12.5-14.2 3

冷强度(Kg/cm²)50-100＊ >100 75-100 >75 45-55 55-65 70-90 <50

热强度（燃烧后）不散不散不散不散不散不散不散不散

耐水性（常温）好好好差只防潮防潮好差

灰分不增加不增加不增加增加不增加不增加不增加增加

污染物不增加增加不增加不增加不增加不增加不增加增加

烘干温度 110-120 220-240 140-200 220-240 140-200 140－200 140－220 220－240

℃/时间 /2小时 /30分 /2小时 /30分/2小时 /2小时 /2小时／30分

＊本发明抗压强度是点接触，不是每平方厘米多少公斤，是Kg/个。

＊%指100g煤中，加入NX、苎麻黑液、烟煤、石灰石的克数，即g/100g煤。

Claims

1、一种型煤粘结剂的制备方法其特征是：以动物血液或血粉与工业有机废水中的苎麻黑液，或者娟纺厂精炼废水，或者印染厂退浆废水，或者酒娟废水，或者石油钻井废水，或者生化制药废水，或者屠宰废水，或者皮肤废水复合，其中动物血液的用量为煤重的2-6%，血粉的用量为煤重的0.5%，所述工业有机废水的用量为煤重的6-10%。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征是：先将动物血液进行抗凝防腐处理，即加入血液重0.38～1.0%的抗凝剂和0.1～0.3防腐剂。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征是：血液与所述工业有机废水的复合采用了节能静态混合反应器。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征是：可全部采用动物血液或血粉。

5、根据权利要求1、2、3、4所述的方法所得的粘结剂制造型煤的工艺为：

（1）以无烟煤为主的配煤先混合破碎为3mm以下;

（2）粉煤于复合粘结剂（动物血+所述工业有机废水）重量比为100∶12;

（3）用20MPa压力成型;

（4）在110～130℃温度下干燥2小时。