CN101024790B - 一种锅炉型煤及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锅炉型煤及其生产方法，型煤原料组分按重量百分比计包括：粉煤75～85％，氧化镁7～10％，浓度为7～9％的氯化镁水溶液7～9％，有机废渣或植物秸秆1～3％，二氧化锰0.3-0.7％。本发明锅炉型煤的配方合理，可根据煤质和燃烧锅炉的性能进行调整，生产方法简单可行，型煤产品具有强度高、防水性好、同时具有固硫、助燃等性能，尤其是配方中加入二氧化锰对型煤的燃烧性能和脱硫效果影响较为显著，具有很好的推广应用前景。

Description

一种锅炉型煤及其生产方法
技术领域：
本发明涉及型煤，具体属于一种具有高强度、防水、固硫、易燃特点的锅炉型煤及其生产方法。
背景技术：
型煤是粉煤和粘结剂、添加剂等功能型助剂混合冷压成型制得，型煤分民用型煤、锅炉型煤、气化型煤等。
近年来美国、德国、英国、日本、韩国、俄罗斯等国大量生产型煤，一般使用改质石油沥青、高分子聚合物、工业废弃物、等作为型煤粘结剂，采用热压成型工艺。
我国有关锅炉型煤资料报道较多，但真正实现规模化工业生产的较少。有的以造纸废液、腐殖酸盐、聚乙烯醇、甲醛和盐酸、麦根或麦糟、酒精渣等作为粘结剂，所得产品易吸潮，不耐水，强度低难以贮存；有的以膨润土、胶化淀粉和三聚磷酸钠、改性淀粉为粘结剂，其工艺过程需烘干，消耗一定热量，且防水性差，难以推广；有的用聚乙稀醇缩甲醛(俗称建筑水胶)作为型煤粘结剂制成，其型煤耐压、耐磨强度及疏水性能较好，但由于热强度较差，成本太高，无法实现工业化生产；有的采用高铝水泥与羧甲基纤维素组成的复合粘结剂制成的锅炉用型煤，具有良好的防水、抗潮性能，解决了型煤防水性，但该型煤在制备过程中，固化时间长，成型较难，且热稳定性差；有的加入钙系化合物固硫剂、丙烯酸酯为防水剂和薯类粉渣为粘结剂制成的型煤属于石灰碳化型煤，在工艺上需经150～200℃温度下，9小时的碳化，工艺较复杂，防水性差，且要增加20～30％的灰分。
CN1104244A公开了一种防水型煤，由MgO和Mg(SO4)2·6H2O组成固化剂，由粘土矿、炼铁水渣、CaSO4·2H2O和CaF2组成的增强剂，褐煤或焦煤中任一种或两者之混合物作为热固剂，由MgCl2和H2O组成活化剂，加工出的型煤具有免烘干、成本低、冷热强度高、防水性优异等特点。但由于氧化镁的阻燃性使得型煤燃烧困难，而难以推广应用。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种生产工艺简单、产品质量稳定，产品同时具有高强度、防水、固硫、易燃特点的锅炉型煤及其生产方法。
本发明提供的一种锅炉型煤，其原料组分按重量百分比计包括：粉煤75～85％，氧化镁7～10％，浓度为7～9％的氯化镁水溶液7～9％，有机废渣或植物秸秆1～3％，二氧化锰0.3-0.7％。优选：粉煤80％，氧化镁9％，浓度为7～9％的氯化镁水溶液8％，有机废渣或植物秸秆2.5％，二氧化锰0.5％。还可以加入有机固体可燃物如乌络托品等做成锅炉生火型煤。
所述的粉煤，粒度要达到15mm以下，以保证配煤的精确度。
所述的氧化镁作为粘合剂，同时具有固硫作用，其粒度应小于200目，
所述的氯化镁溶液作为调节剂，其中的水量可根据原料的水份进行调节，氯化镁用于加快型煤的固化、干燥速度。
所述的有机废渣或植物秸秆起助燃作用。
所述的二氧化锰为燃烧催化剂。
型煤粘结成型原理：氧化镁与镁盐的混合物，当加水硬化时，它可变的像石头一般坚硬。3MgO·MgCl2·11H2O呈现微细针状晶体，随着硬化不断继续，这些微细针状晶体相互交织成网状，具有硬化快，强度高等特点。其硬化作用主要来源于所形成的碱式氯化镁或碱式硫酸镁。其原理用方程式表示：
3MgO+MgCl2+11H2O→3MgO·MgCl2·11H2O
由于氢氧化镁和氧化镁都为阻燃剂，会在型煤表面产生惰性物质、阻碍煤的反应活性和燃烧特性，我们在粘结剂配方中加入助燃剂、催化剂二氧化锰，有效改善了型煤的燃烧性能。
二氧化锰在型煤燃烧中的作用原理：由于型煤表面惰性物质的作用，在型煤加热过程中，使型煤内部缺氧，燃烧困难，二氧化锰的加入可与碳发生氧化还原反应生成易燃的一氧化碳和金属锰，并使型煤表面形成孔洞，有利于氧进入型煤内部进行燃烧，同时型煤内的金属锰也发生氧化反应形成二氧化锰，如此循环可有效促进型煤的燃烧。其催化燃烧原理用方程式表示：
Figure G07161653020070417D000021
Mn+O2→MnO2
本发明提供的锅炉型煤生产方法，包括如下步骤：
(1)按规定比例将氧化镁加入粉煤，搅拌混匀，再加入氯化镁溶液，搅拌混匀，浸润5-15分钟，再次搅拌混匀；
(2)将混匀的物料挤压成型，在室温下养护干燥24-38小时，然后起堆在自然环境中存放1-3天，即得锅炉型煤产品。
与现有技术相比，本发明锅炉型煤的配方合理，可根据煤质和燃烧锅炉的性能进行调整，生产方法简单可行，型煤产品具有强度高、防水性好、同时具有固硫、助燃等性能，尤其是配方中加入二氧化锰对型煤的燃烧性能和脱硫效果影响较为显著，具有很好的推广应用前景。
具体实施例
实施例1：
锅炉型煤配方：粉煤160千克：MgO 18千克，助燃剂2千克，浓度为9％的氯化镁水溶液18千克，MnO2 1千克。
型煤生产步骤：按上述量将氧化镁加入粉煤，搅拌混匀，再加入氯化镁溶液，搅拌混匀，浸润10分钟，再次搅拌混匀；将混匀的物料挤压成型，在室温下养护干燥36小时，然后起堆在自然环境中存放2天，即得锅炉型煤产品，其质量指标见表1。
粉煤为太原市王家庄煤矿产品，其质量指标见表1。
表1型煤产品与粉煤检测结果
  序号   指标名称   单位   型煤   粉煤
  1   空气干燥及水分Mad   1.23   2.18
  2   干基灰分Ad   ％   22.24   16.15
  3   挥发份Vd Af   ％   25.80   30.88
  4   固定炭Fc ad   ％   57.70   52.97
  5   发热量QfGw   Mj/kg   22.54   25.13
  6   全硫(干基)St.d   ％   0.75   2.16
  7   焦渣特征CRC   级   2   4
  8   防水性   水浸72小时不散，干后恢复原强度   粉状
实施例2：
型煤生产步骤同实施例1。
根据煤质不同将配方调整如表2，
不同配方所得的型煤产品检测结果如表3。
表2不同煤质的型煤配方    单位为Kg
Figure G07161653020070417D000031
表3不同配方所得型煤产品检测结果
Figure G07161653020070417D000041
实施例3，
型煤配方：仅将配方中二氧化锰的量改为零，其它同实施例1。
型煤生产步骤同实施例1。型煤燃烧性能及与含二氧化锰型煤燃烧性能比较见表4。
表4三个实施例型煤燃烧性能比较
Figure G07161653020070417D000042
通过实施例可以看出，本发明锅炉型煤的配方合理，可根据煤质和燃烧锅炉的性能进行调整，生产方法可行，型煤产品具有强度高、防水性好、同时具有固硫、助燃等性能，尤其是配方中加入二氧化锰对型煤的燃烧性能和脱硫效果影响较为显著，有很好的推广应用前景。

Claims (1)

1.一种锅炉型煤，其特征在于按如下原料配比制得，原料组分按重量百分比计：粉煤80％，氧化镁9％，浓度为7～9％的氯化镁水溶液8％，有机废渣或植物秸秆2.5％，二氧化锰0.5％；所述的粉煤粒度在15mm以下；所述的氧化镁粒度小于200目。
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