CN1032028A - 煤制坯方法 - Google Patents

Abstract

高抗碎强度的冷制煤坯，其制备方法包括由 5-15％(按煤粉加粘合剂混合物计)其浓度至少为 25％(重量)的糖溶液和不高于5％(按煤粉加粘合剂 混合物计)用于该糖溶液的硬化促进剂所配成的粘合 剂与煤粉混合，将该混合物成型为煤坯，再将所得的 生煤坯硬化；所述硬化促进剂是选自氧化铁、碳酸钙、 磷酸钙和氧化铝，其中每一种均可任选含有一种酸以 及对甲苯磺酸。

Description

本发明涉及一种煤制坯方法，更具体地说，是涉及一种“冷”制坯方法。

现存有许多将煤粉制坯的方法，在这些方法中送进压坯的混合物料是热的，并且使用在操作温度能熔化的各种粘合剂，如沥青等。在一些情况下，由于煤在操作温度会结块，本身即成为粘合剂，或者起到粘合剂的作用。人们对于在制坯前不需要加热或只需加热至约100℃的“冷”煤制坯方法亦感到兴趣。因此必须用一种在低温有效的粘合剂，并且也曾提出了许多种粘合剂。“冷”制坯法面临的一个特殊问题，就是在成品坯中的粘合剂在燃烧温度或接近燃烧温度时未能对煤粉提供足够的结合能力，结果使得煤坯部分或完全崩解并且使得这些煤跌落炉栅下而损失，这称为“栅下损失”。

我们共同待批的英国专利申请NO，87/03410（公开号2    187    754A）公开了利用一种粘合剂的一种新的冷煤制坯方法，所用粘合剂是由5至15%的糖蜜和含不超过5%的选自氧化铁，碳酸钙，磷酸钙和氧化铝，以及含有任选的一种酸的无机硬化剂所组成的一种混合物。所有的百分比均为煤粉和粘合剂混合物的重量百分比。

我们现在已经发现浓的糖溶液或与其密切相关的淀粉衍生物可以用来代替糖密。以下统称的“糖”应理解为包括淀粉类。虽然由于技术上的原因糖蜜仍然是较好的粘合剂，但是在某些情况下，用这类糖溶液比糖蜜会更经济。已经发现一些用糖溶液制成的煤坯的生料强度较低，即它们在刚刚制成的煤坯时的强度比使用糖蜜刚刚制成的坯的强度较低，因此搬运此种生坯时需要更小心以避免不必要的破碎。在较早的申请中披露了使用一个后继的热固化步骤，结果能迅速增加强度直至抗压碎弹度达到已固化的用糖密粘结的煤坯的抗压碎强度为止。为此，本发明提供一种冷煤制坯的方法，此方法是英国专利申请号87/03410（公开号2187754A）的一种改进，该方法包括使用由5-15%（按煤粉加粘合剂混合物计）其浓度至少为25%（重量）的糖溶液和不高于5%（按煤粉加粘合剂混合物计）用于该糖溶液的硬化促进剂所配成的粘合剂与煤粉混合，将该混合物成型为煤坯，再将所得的生煤坯硬化;所述硬化促进剂是选自氧化铁、碳酸钙、磷酸钙和氧化铝，其中每一种均可任选含有一种酸以及对甲苯磺酸。

较好的煤是高品级的非粘结煤，特别是低生烟性煤，如无烟煤。最好煤的粒径径大部分小于3mm，无烟煤粉特别适合。本发明特别适用于发电站或发生蒸汽的用煤和含有粘结煤成分的掺合煤和/或经加工过的煤，例如经过轻度氧化或热解过的煤。可将煤粉碎，或可以是用采煤的直接产品。

糖溶液最好含50%（重量）或更多的固体物，大部分经精炼或未精炼的糖都可使用，溶液中可以含有其他成分，只要这些成分不会严重损害制成煤坯的物理和燃烧性质都行。

硬化剂氧化铁，碳酸钙，磷酸钙和氧化铝可以很容易铁矿铁石，石灰石，磷盐岩和铝土矿的形式廉买到。上述物质可以单独或一起使用，其总用量为0.5至3%。磷酸或硫酸的用量不超过2%，可以和氧化铁，碳酸钙和氧化铝任何一种或多种混合使用。我们亦已发现，一种有机酸，即对甲苯磺酸可以用来代替磷酸或硫酸以单独或和上述硬化促进剂混合使用。当然，应进行例行试验以保证任何具体的煤/粘合剂混合物质量满意。

本发明的制坯步骤包括所有可从煤粉制成集结块的方法，这种煤块可以根据市场需要制成任何体积或形状。可以通过挤压，环滚一或滚压，模压，旋转盘压，以及例如用一个圆盘制球机制成球粒。

本方法可以包括一个自硬化过程以使煤坯增加强度，但生煤坯没有足够的抗水性。因此最好包括一个热固化步骤，以便加速硬化过程并使煤坯有抗水性。此步骤可以在200至300℃进行，一般约以半小时或较长一时间为合适。热化固可以很方便地将坯放在传送器上通过一个含有氮，二氧化碳，水蒸汽和氧的任何一种惰性或部分惰性气体气氛的炉子中进行。要注意的是热固化步骤并不相当于碳化步骤，因此不单只节省了能量，而且以干品计算固体的收率十分高。另外还减少了污染的危险。

若需要，在将混合物制坯前或进行中可通过将模子预热和/或将煤粉或石墨粉均匀地洒在和混合物接触的压模表面上，使得生坯脱膜过程得到改进。

可另将一种防水剂喷洒或浸浴而对生坯进行处理，可使其防水性和外观得到改善。已知有几种药剂或已建议用作防水剂，例如，包括乙酸铝。

现在只用实例来说明本发明。

实例Ⅰ

将一种南威尔士产的细无烟煤粉经干燥，粉碎和过筛制备成了3mm的煤粉。将煤粉和8%制备好的未精炼的糖蜜（黄糖）溶液（该糖密含75%糖固体物，25%水）1%磷酸和1%铁矿石混合，用一种采用液压的模型加柱塞式压机将混合物制成坯。测得生坯的初始平均抗碎强度为4.5kg。

将煤坯在空气和氮的一种混合气氛中在250℃固化1.5小时，冷却后其平均抗碎强度为87kg，并且有优良的防水性能。

实例2

重复实例1的步骤，不同之处是使用商售的淀粉衍生的葡萄糖浆，该糖浆含80%（重量）的糖固体物，包括右旋糖、麦芽糖和更高级的糖和20%（重量）的水。生坯和经固化的坯的抗碎强度分别是3.5kg和70kg，并具有优良的防水性能。

实例3

重复实例1的步骤，不同之处是用一种葡萄糖（右旋糖）溶液，该溶液含65%（重量）糖固体物和35%（重量）的水，并加进1%磷酸和2%铁矿石。生坯和经固化的坯的抗碎强度分别是2.5kg和80kg。并具有优良的防水性能。

实例4

重复实例3的步骤，不同处是在250℃所用的固化时间缩短到半小时。煤坯在水中浸1天以后，其抗碎强度为126kg。

实例5

重复实例1的步骤，不同的是使用一种经精炼的糖（蔗糖），对该糖含65%（重量）的糖固体物，和35%（重量）的水，并且只加进1%对甲苯磺酸。在250℃固体半小时后，接着将煤坯在水中浸1天，其抗碎强度为105kg。

Claims (6)

1、一种冷煤制坯方法，其特征在由于5-15%(按煤粉加粘合剂混合物计)其浓度至少为25%(重量)的糖溶液和不高于5%(按煤粉加粘合剂混合物汁)用于该糖溶液的硬化促剂所配成的粘合剂与煤粉混合，将该混合物成型为煤坯，再将所得的生煤坯硬化；所述硬化促进剂是选自氧化铁、碳酸钙、磷酸钙和氧化铝，其中每一种均可任选含有一种酸以及对甲苯磺酸。

2、根据权利要求1的煤，其特征在于这种煤是一种高级非粘结煤。

3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于这种煤的粒径小于3mm。

4、根据前述任一项权利要求，其特征在于煤坯是通过挤压，环滚一或滚压，模压，旋转盘压和颗粒化制成。

5、根据前述任一项权利要求，其特征在于硬化过程包括一个热固化步骤。

6、根据权利要求5的方法，其特征在于将煤坯在200-300℃至少硬化0.5小时。