CN103060041A - 含复合粘结剂和燃烧增效剂的型煤及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含复合粘结剂和燃烧增效剂的型煤，该型煤含煤粉、复合粘结剂和燃烧增效剂原料组份，所述复合粘结剂包括预糊化淀粉、粘土和聚乙烯醇，所述燃烧增效剂包括高锰酸钾、氯化钠和碳酸钠。本发明型煤具有易燃、冷热强度高、热效率高、设备投资少、生产成本低、环保等优点。

Description

含复合粘结剂和燃烧增效剂的型煤及其制备方法

技术领域

本发明涉及煤炭加工技术领域，具体涉及一种含复合粘结剂和燃烧增效剂的型煤及其制备方法。

背景技术

型煤是指以适当的工艺和设备，将具有一定粒度组成的粉煤加工成一定形状、尺寸、强度及理化特性的人工“块煤’’。型煤具有工艺简单、投资少、成本低，且能取得提升燃煤品质、提高燃烧效率、降低燃煤污染等优势，因此作为燃料在人们日常生活和工业生产中得到广泛应用。

从19世纪末期开始，型煤技术的发展经历了三个阶段：（1）简单地粉煤压块，（2）粉煤成型并改性，（3）型煤的扩大应用与高效清洁燃烧。虽然经过长期的发展，型煤技术已经发展得比较成熟，但随着世界节能环保行动实施力度的不断加大，新的需求也应运而生，人们对型煤技术继续进行改进和革新。如申请号为200910263965.9的中国发明专利，公开了一种复合型煤及其制备方法，该型煤由以下重量的原料制成：洗中煤30-45%、煤泥30-45%、矸石10-20%、复合助剂4-8%、水10-14%，所述的复合助剂是由下列原料制成:木质素磺酸钙、磷酸二氢钠、电石灰、氯化镁、腐植酸铵、氢氧化钙、硝酸钾、高锰酸钾、硝酸钠、氯化钠、高岭土、蓖麻籽油渣、聚乙烯醇、水，该型煤具有设备投资低，在-20摄氏度气温下也可正常生产，制成的型煤无需烘干，冷热强度大、易燃烧，消烟效果可达70-90%等优点。申请号为2009100074502.8的中国发明专利，公开了一种工业型煤及其制备方法，该型煤组分按重量份数计：煤90-98、粘结剂0.25-1.0、交联剂0.0025-0.01、热固剂1.5-8、防水剂0.25-0.65，该型煤制备方法简单，所用粘结剂用量少，适用性强，具有干湿强度高、防水性能好、热稳定性好等优点。但这些改进仍未能满足人们对型煤的质量要求，因此仍需研制新型型煤、提高型煤技术，以解决现有型煤所存在的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术型煤存在的缺陷，提供一种能够使型煤易燃、热值大、热效率高、煤渣残留量小、有害气体排放量低、冷热态强度高、热稳定性高、防水性能好、成本低廉、生产工艺简单的含复合粘结剂和燃烧增效剂的型煤及其制备方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种含复合粘结剂和燃烧增效剂的型煤，含煤粉、复合粘结剂和燃烧增效剂原料组份，所述复合粘结剂包括预糊化淀粉、粘土和聚乙烯醇，所述燃烧增效剂包括高锰酸钾、氯化钠和碳酸钠。

所述预糊化淀粉粘度高、粘结效果好，可提高型煤冷机械强度，起粘结剂作用；所述粘土耐酸碱、有粘性、耐高温，可提高型煤的热抗压强度和高温稳定性，并能提高灰熔点等综合功能；所述聚乙烯醇具有较强的防水性能，起防水剂的作用；所述高锰酸钾为氧化剂，能在不同温度下分解，使煤在不同温度下充分燃烧；所述氯化钠起“爆破”作用，使煤层膨散疏松进一步加强燃烧；所述碳酸钠为固硫剂，另外还能除臭、消除烟垢，从而大幅度提高锅炉热效率和节煤率，有效地保护环境。本发明型煤配方合理，在煤粉中加入上述复合粘结剂和燃烧增效剂后，可塑性、适应性增强，生产中所用煤粉可为各种原料煤，如：褐煤、烟煤、无烟煤等。

以上所述含复合粘结剂和燃烧增效剂的型煤，所述原料组份的重量份比优选为：煤粉85-95份、预糊化淀粉1.5-5.5份、粘土2.9-7.5份、聚乙烯醇0.3-1份、高锰酸钾0.015-0.05份、氯化钠0.27-0.90份、碳酸钠0.015-0.05份。

以上所述含复合粘结剂和燃烧增效剂的型煤，所述粘土优选高岭土、耐火泥和膨润土中的一种或两种以上组合。

以上所述含复合粘结剂和燃烧增效剂型煤的制备方法，包括以下操作步骤：

1.按照原料组份的重量百分比分别称取：煤粉、预糊化淀粉、粘土、聚乙烯醇、高锰酸钾、氯化钠、碳酸钠；

2.将占原料组份总重量8-12%的水加入反应器中，加入聚乙烯醇，加热至80-95℃，搅拌使完全溶解，再分别加入高锰酸钾、氯化钠、碳酸钠，搅拌使完全溶解，得混合溶液；

3.将预糊化淀粉和粘土混合均匀，得混合物；

4.将混合溶液和混合物加入煤粉中，搅拌混合均匀，冷压成型，自然放置或烘干，即得。

以上所述含复合粘结剂和燃烧增效剂型煤的制备方法，所述原料组份的重量份比优选为：煤粉85-95份、预糊化淀粉1.5-5.5份、粘土2.9-7.5份、聚乙烯醇0.3-1份、高锰酸钾0.015-0.05份、氯化钠0.27-0.90份、碳酸钠0.015-0.05份。

本发明的有益效果是：

1.本发明适用于褐煤、无烟煤、烟煤等各种煤种，适应性强、原料充足，设备投资少，生产成本低。

2.本发明所用复合粘结剂和燃烧增效剂的用量少，总量可低至5%，使得型煤灰分相对减少，热值相对增加，热效率高。

3.本发明采用了增效剂，使得型煤燃烧充分，提高发热量，因而其热效率较高，有害气体排放量明显下降，煤渣残留量少，因而减少了环境污染，该型煤易燃烧、火力大，可利用劣质煤，而且成本低廉，使用本产品使燃料的利用率提高18～25%，有害气体排放量降低40%以上。

4.本发明采用复合粘结剂，在成型压力的机械作用下，可渗入到煤粉的空隙内部，固化后产生机械键合而形成型煤坚实的骨架，从而提高型煤的冷态强度，所制造的型煤冷、热态强度高，防水性能好。

5.本发明型煤冷压成型，自然干化或烘干均可。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，但不限制本发明的保护范围和应用范围：

一、含复合粘结剂和燃烧增效剂型煤的制备

实施例1

含复合粘结剂和燃烧增效剂型煤的制备方法，包括以下操作步骤：

1.按照原料组份的重量百分比分别称取：烟煤粉95kg、预糊化淀粉5.5kg、高岭土7.5kg、聚乙烯醇1kg、高锰酸钾0.05kg、氯化钠0.90kg、碳酸钠0.05kg；

2.将13.2kg水加入反应器中，加入聚乙烯醇，加热至95℃，搅拌使完全溶解，再分别加入高锰酸钾、氯化钠、碳酸钠，搅拌使完全溶解，得混合溶液；

3.将预糊化淀粉和高岭土混合均匀，得混合物；

4.将混合溶液和混合物加入烟煤粉中，搅拌混合均匀，冷压成型，成型压力为300千克kg，自然放置干化，即得。

实施例2

含复合粘结剂和燃烧增效剂型煤的制备方法，包括以下操作步骤：

1.按照原料组份的重量百分比分别称取：褐煤粉85kg、预糊化淀粉1.5kg、耐火泥2.9kg、聚乙烯醇0.3kg、高锰酸钾0.015kg、氯化钠0.27kg、碳酸钠0.015kg；

2.将7.2kg水加入反应器中，加入聚乙烯醇，加热至80℃，搅拌使完全溶解，再分别加入高锰酸钾、氯化钠、碳酸钠，搅拌使完全溶解，得混合溶液；

3.将预糊化淀粉和耐火泥混合均匀，得混合物；

4.将混合溶液和混合物加入褐煤粉中，搅拌混合均匀，冷压成型，成型压力为200kg，100℃下烘干，即得。

实施例3

含复合粘结剂和燃烧增效剂型煤的制备方法，包括以下操作步骤：

1.按照原料组份的重量百分比分别称取：无烟煤粉90kg、预糊化淀粉3kg、高岭土2kg、膨润土2kg、聚乙烯醇0.6kg、高锰酸钾0.03kg、氯化钠0.5kg、碳酸钠0.03kg；

2.将10kg水加入反应器中，加入聚乙烯醇，加热至90℃，搅拌使完全溶解，再分别加入高锰酸钾、氯化钠、碳酸钠，搅拌使完全溶解，得混合溶液；

3.将预糊化淀粉和高岭土、膨润土混合均匀，得混合物；

4.将混合溶液和混合物加入无烟煤粉中，搅拌混合均匀，冷压成型，成型压力为300kg，90℃下烘干，即得。

实施例4

含复合粘结剂和燃烧增效剂型煤的制备方法，包括以下操作步骤：

1.按照原料组份的重量百分比分别称取：烟煤粉80kg、预糊化淀粉4.5kg、高岭土2kg、腐植酸4kg、聚乙烯醇0.7kg、高锰酸钾0.02kg、氯化钠0.6kg、碳酸钠0.04kg、生石灰0.5kg；

2.将8.3kg水加入反应器中，加入聚乙烯醇，加热至90℃，搅拌使完全溶解，再分别加入高锰酸钾、氯化钠、碳酸钠、生石灰，搅拌使完全溶解，得混合溶液；

3.将预糊化淀粉和高岭土、腐植酸混合均匀，得混合物；

4.将混合溶液和混合物加入烟煤粉中，搅拌混合均匀，冷压成型，成型压力为250kg，90℃下烘干，即得。

二、型煤性能测试

1.将上述制备好的实施例样品，进行强度测试，结果表明本发明型煤样品冷热强度高，跌落不易破碎，可制成工业、民用型煤，详见下表。

2.分别取上述制备好的4个实施例样品600g、未加燃烧增效剂的型煤600g，进行燃烧试验。结果表明：本发明3个实施例样品燃烧时从里向外释放热量，引燃速度加快，火焰加长，燃烧更充分，增加了火焰的内焰温度，使火焰的整体温度得到提高，能烧开7.5kg水，燃烧过程中未闻到二氧化硫的气味；未加有燃烧增效剂的型煤仅能烧开6kg水，燃烧过程中闻到二氧化硫的气味。两种型煤燃尽的时间基本相同，说明加有燃烧增效剂的型煤利用率提高约25%，有害气体排放量明显降低。

Claims (5)

1.一种含复合粘结剂和燃烧增效剂的型煤，含煤粉、复合粘结剂和燃烧增效剂原料组份，其特征在于，所述复合粘结剂包括预糊化淀粉、粘土和聚乙烯醇，所述燃烧增效剂包括高锰酸钾、氯化钠和碳酸钠。

2.根据权利要求1所述含复合粘结剂和燃烧增效剂的型煤，其特征在于，所述原料组份的重量份比分别为：煤粉85-95份、预糊化淀粉1.5-5.5份、粘土2.9-7.5份、聚乙烯醇0.3-1份、高锰酸钾0.015-0.05份、氯化钠0.27-0.90份、碳酸钠0.015-0.05份。

3.根据权利要求1或2所述含复合粘结剂和燃烧增效剂的型煤，其特征在于，所述粘土为高岭土、耐火泥和膨润土中的一种或两种以上组合。

4.一种如权利要求1至3中任一所述含复合粘结剂和燃烧增效剂型煤的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

（1）按照原料组份的重量百分比分别称取：煤粉、预糊化淀粉、粘土、聚乙烯醇、高锰酸钾、氯化钠、碳酸钠；

（2）将占原料组份总重量8-12%的水加入反应器中，加入聚乙烯醇，加热至80-95℃，搅拌使完全溶解，再分别加入高锰酸钾、氯化钠、碳酸钠，搅拌使完全溶解，得混合溶液；

（3）将预糊化淀粉和粘土混合均匀，得混合物；

（4）将混合溶液和混合物加入煤粉中，搅拌混合均匀，冷压成型，自然放置或烘干，即得。

5.根据权利要求4所述含复合粘结剂和燃烧增效剂型煤的制备方法，其特征在于：所述原料组份的重量份比分别为：煤粉85-95份、预糊化淀粉1.5-5.5份、粘土2.9-7.5份、聚乙烯醇0.3-1份、高锰酸钾0.015-0.05份、氯化钠0.27-0.90份、碳酸钠0.015-0.05份。