CN100351354C - 一种采用淀粉原料作为粘结剂的型煤 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用淀粉原料作为粘结剂的型煤，其成分及质量百分含量如下：烟煤87-88.5%，复合粘结剂5-7%，石灰石固硫剂4.8-6.4%，固硫助剂Fe₂O₃0.3-0.6%，固硫助剂SiO₂0.2-0.4%，助燃剂Mg 0.05-0.1%。本发明采用烟煤为黄陵烟煤，其热值较低，硫分较高，但其挥发份含量较高，着火性能较好。选择玉米淀粉为主要原料的改性复合粘结剂，添加量质量分数在5-7%就能保证型煤足够的冷热强度。本发明可以降低燃煤产生的烟尘、SO₂排放量，提高煤炭利用效率，降低燃煤成本。

Description

一种采用淀粉原料作为粘结剂的型煤

技术领域

本发明应用于热能工程领域，特别涉及一种采用淀粉原料作为粘结剂的型煤配方。

现有技术

型煤技术是将一种或多种性质不同的煤炭按照本身特性经科学配合掺进一定比例的粘结剂、固硫剂、蓬松剂等，使其发热量、挥发分、固硫率等技术指标达到预定数值，经过粉碎、混配、压制成型等工艺过程加工成具有一定几何形状和冷热强度并有良好燃烧特性和环保效果的固态工业燃料。但是针对不同地区的不同煤种，采用不同的粘结剂和固硫剂等其他配剂，其经济技术特性会有很大差别，选用不合适的粘结剂会影响其成型强度和发热量等。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种采用淀粉原料作为粘结剂的型煤，可以降低燃煤产生的烟尘、SO₂排放量，提高煤炭利用效率，降低燃煤成本。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明采用淀粉原料作为粘结剂，即复合粘结剂的型煤，其成分及质量百分含量如下：

烟煤                      87-88.5％

复合粘结剂                5-7％

石灰石固硫剂              4.8-6.4％

固硫助剂Fe₂O₃          0.3-0.6％

固硫助剂SiO₂            0.2-0.4％

助燃剂Mg                 0.05-0.1％

所述的复合粘结剂制备方法如下：

按质量百分含量：普通玉米淀粉2.1-3.8％，碱(NaOH)0.2-0.4％和水95.8-97.6％，在65-75℃下搅拌混合35-45分钟，制成淀粉糊A；按质量百分含量：聚乙烯醇2-4％，盐酸0.3-0.7％，甲醛1-2％和水94-96％，在85-95℃下搅拌混合35-45分钟，制成半胶液B；

最后将淀粉糊A与半胶液B在65-75℃下均匀混合制成复合粘结剂。

本发明采用烟煤为黄陵烟煤，其热值较低，硫分较高，但其挥发份含量较高，着火性能较好。

选择玉米淀粉为主要原料的改性复合粘结剂，添加量质量分数在5-7％就能保证型煤足够的冷热强度。

复合粘结剂是一种水溶性胶体溶液，对煤粉具有较强的亲和力，其本身具有较好的流动性、浸润性、渗透性。其作为一种有机粘结剂，本身可以燃烧，所以与无机粘结剂型煤相比，热值可以提高15％左右，灰渣量减少20％左右，并有着火迅速等优点。由于复合粘结剂含水量已经足够黄陵烟煤的最佳成型总水份，所以生产时不必再加水。

选用钙基固硫剂石灰石，价格低廉，且固硫效果尚佳。

固硫助剂Fe₂O₃对固硫反应有较高的催化作用，在固硫过程中主要是加快了Ca+SO₂→CaCO₃这一过程。煤燃烧后灰渣硫主要以CaSO₄形态存在，Fe₂O₃对CaSO₄的分解起着抑制作用。

在煤中适当加入Fe、Si组分添加剂燃烧生成新的Ca-Fe-S-Si-O体系后，对灰渣的X射线粉末衍射进行物相鉴定，发现生成一种热稳定化合物CaFe3(SiO₄)₂OH，同时CaSO₄大量保存于炉渣产物中，但未发现其它固硫物相。

另根据扫描电镜的观察结果，表明在该体系的炉渣产物中，Fe、Si组分与CaSO₄晶体紧密共生，并依附于其表面上，说明由于Ca-Fe-Si氧化物的加入形成了一种耐热硅酸盐稳定相CaFe3(SiO₄)₂OH，由于其覆盖或包裹CaSO₄晶体而延缓并阻止了CaSO₄的分解，使固硫率明显提高。因此，选用SiO₂与Fe₂O₃复配做固硫助剂。

以碱土金属Mg作为助燃固硫助剂，能够降低煤炭着火温度30℃～80℃，且明显降低CO排放量和排烟黑度。以碱金属和以钙基固硫剂为固硫组分的一体化燃煤添加剂，催化燃烧和固硫组分相互协同促进，起到助燃和固硫的双重作用。

具体实施方式

实施例一：

以黄陵烟煤为原煤进行配比，含量为880Kg/t；采用复合粘结剂，添加量58Kg/t；选取钙基固硫剂石灰石，添加量56.5Kg/t；添加3Kg/t的Fe₂O₃和2Kg/t的SiO₂作固硫助剂；添加0.5Kg/t的金属Mg作助燃剂。最后将所有原料添加剂均匀混合由成型机成型。

复合粘结剂制作工艺为：按质量分数将普通玉米淀粉3％、碱(NaOH)0.3％、水96.7％在70℃下搅拌混合40分钟，制成淀粉糊A；按质量分数将聚乙烯醇3％、盐酸0.5％、甲醛1.5％、水95％在85-95℃下搅拌混合40分钟，制成半胶液B。最后将淀粉糊A与半胶液B在65℃下均匀混合制成粘结剂。

实施例二：

以黄陵烟煤为原煤进行配比，含量为880Kg/t；采用复合粘结剂，添加量61Kg/t；选取钙基固硫剂石灰石，添加量48Kg/t；添加6Kg/t的Fe₂O₃和4Kg/t的SiO₂作固硫助剂；添加1Kg/t的金属Mg作助燃剂。最后将所有原料添加剂均匀混合由成型机成型。

复合粘结剂制作工艺为：按质量分数将普通玉米淀粉3.5％、碱(NaOH)0.4％、水96.1％在65℃下搅拌混合40分钟，制成淀粉糊A；按质量分数将聚乙烯醇3％、盐酸0.6％、甲醛1.4％、水95％在85-95℃下搅拌混合40分钟，制成半胶液B。最后将淀粉糊A与半胶液B在75℃下均匀混合制成复合粘结剂。

实施例三：

以黄陵烟煤为原煤进行配比，含量为876Kg/t；采用型复合粘结剂，添加量65Kg/t；选取钙基固硫剂石灰石，添加量48.5Kg/t；添加6Kg/t的Fe₂O₃和4Kg/t的SiO₂作固硫助剂；添加0.5Kg/t的金属Mg作助燃剂。最后将所有原料添加剂均匀混合由成型机成型。

复合粘结剂制作工艺为：按质量分数将普通玉米淀粉2.8％、碱(NaOH)0.3％、水96.9％在65-75℃下搅拌混合40分钟，制成淀粉糊A；按质量分数将聚乙烯醇3.5％、盐酸0.5％、甲醛1％、水95％在85-95℃下搅拌混合40分钟，制成半胶液B。最后将淀粉糊A与半胶液B在65℃下均匀混合制成复合粘结剂。

实施例四：

以黄陵烟煤为原煤进行配比，含量为885Kg/t；采用复合粘结剂，添加量54.5Kg/t；选取钙基固硫剂石灰石，添加量55Kg/t；添加3Kg/t的Fe₂O₃和2Kg/t的SiO₂作固硫助剂；添加0.5Kg/t的金属Mg作助燃剂。最后将所有原料添加剂均匀混合由成型机成型。

改性复合粘结剂制作工艺为：按质量分数将普通玉米淀粉3.2％、碱(NaOH)0.3％、水96.5％在65-75℃下搅拌混合40分钟，制成淀粉糊A；按质量分数将聚乙烯醇2.8％、盐酸0.6％、甲醛1.5％、水95.1％在85-95℃下搅拌混合40分钟，制成半胶液B。最后将淀粉糊A与半胶液B在65-75℃下均匀混合制成复合粘结剂。

实施例五：

以黄陵烟煤为原煤进行配比，含量为875Kg/t；采用复合粘结剂，添加量60Kg/t；选取钙基固硫剂石灰石，添加量59.5Kg/t；添加3Kg/t的Fe₂O₃和2Kg/t的SiO₂作固硫助剂；添加0.5Kg/t的金属Mg作助燃剂。最后将所有原料添加剂均匀混合由成型机成型。

改性复合粘结剂制作工艺为：按质量分数将普通玉米淀粉3.3％、碱(NaOH)0.3％、水96.4％在68℃下搅拌混合40分钟，制成淀粉糊A；按质量分数将聚乙烯醇3％、盐酸0.5％、甲醛1.6％、水94.9％在85-95℃下搅拌混合40分钟，制成半胶液B。最后将淀粉糊A与半胶液B在72℃下均匀混合制成复合粘结剂。

实施例六：

以黄陵烟煤为原煤进行配比，含量为880Kg/t；采用DG₁型复合粘结剂，添加量59Kg/t；选取钙基固硫剂石灰石，添加量52Kg/t；添加5Kg/t的Fe₂O₃和3Kg/t的SiO₂作固硫助剂；添加金属1Kg/t的Mg作助燃剂。最后将所有原料添加剂均匀混合由成型机成型。

改性复合粘结剂制作工艺为：按质量分数将普通玉米淀粉2.9％、碱(NaOH)0.3％、水96.8％在70℃下搅拌混合40分钟，制成淀粉糊A；按质量分数将聚乙烯醇3.2％、盐酸0.5％、甲醛1.6％、水94.7％在85-95℃下搅拌混合40分钟，制成半胶液B。最后将淀粉糊A与半胶液B在70℃下均匀混合制成复合粘结剂。

以本配方配制的型煤，低位发热量可达Q_dw＝20.9mj/kg，目前对工业型煤发热量并无国家统一标准，参考工业型煤技术发达地区辽宁省地方性标准为17.7mj/kg，可以看出此型煤发热量达到较高标准。

工业锅炉燃用型煤后锅炉效率有所提高，且SO₂和烟尘的排放量有大幅下降，带来很好的环保效益。

本型煤配方生产成本约为217元/t。。

总之，此配方生产的型煤冷热强度、发热量、固硫率等技术指标均可达到较高标准，是应用于型煤系列锅炉的理想燃料。

Claims (2)

1、一种采用淀粉原料作为粘结剂的型煤，其特征在于，其组成及质量百分比如下：

烟煤                               87-88.5％

复合粘结剂                         5-7％

石灰石固硫剂                       4.8-6.4％

固硫助剂Fe₂O₃                    0.3-0.6％

固硫助剂SiO₂                      0.2-0.4％

助燃剂Mg                           0.05-0.1％

所述的复合粘结剂制备方法如下：

按质量百分含量：普通玉米淀粉2.1-3.8％，碱0.2-0.4％和水95.8-97.6％，在65-75℃下搅拌混合35-45分钟，制成淀粉糊A；

按质量百分含量：聚乙烯醇2-4％，盐酸0.3-0.7％，甲醛1-2％和水94-96％，在85-95℃下搅拌混合35-45分钟，制成半胶液B；

最后将淀粉糊A与半胶液B在65-75℃下均匀混合制成复合粘结剂。

2、根据权利要求1所述的一种采用淀粉原料作为粘结剂的型煤，其特征在于，所述的碱是指NaOH。