CN103351898A - 半焦与生物质混合型煤及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半焦与生物质混合型煤及其制备方法，半焦与生物质混合型煤包括重量配比如下的组分：半焦50-70份；生物质30-50份；所述半焦为褐煤低温热解得到的半焦，所述生物质为林业生物质。本发明还公开了一种半焦与生物质混合型煤及其制备方法。本发明配方科学、制备方法便捷，客服了现有技术的诸多缺点，解决了现有技术中的诸多问题，本发明半焦与生物质混合型煤尺寸可调，运输便利，而且拓宽了生物质的利用途径。
Description
技术领域
本发明涉及洁净煤应用技术，尤其涉及一种半焦与生物质混合型煤及其制备方法。
背景技术
我国的能源现状是贫油、少气、煤炭资源相对丰富，煤炭作为重要的能源来源一直占据主导地位。煤炭是最主要的可利用能源。
中国按煤的挥发分将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤，其中褐煤资源储量约占我国煤炭总储量的13%，主要分布在东北三省、内蒙古自治区及云南省境内。褐煤资源的高效、洁净和合理利用，对于我国社会和国民经济的可持续发展具有非常重要的战略意义。
我国的褐煤一般具有较低的热值、高水分、高灰分和高挥发分等特点，同时褐煤还易风化自燃，不适合长途运输，应用地域范围受到很大限制。因此，褐煤在利用时一般先将褐煤进行提质加工。常规的褐煤提质加工的主要方法有低温热解、型煤、干燥脱水、配煤和化学提质等。
褐煤低温热解提质能产生焦油、半焦和煤气。其中焦油是一种价值很高的化工原料，煤气可作为工业或民用燃气，半焦可以用作气化原料、制备水煤浆的原料、还原剂等。
褐煤热解产生的半焦热值比原褐煤热值有很大的提高，但是褐煤在热解过程中会发生崩碎，产生大量粉焦，由于其粒度较小、灰分较高，装卸及运输过程中易扬尘，长途运输利用非常不便。
另一方面，我国是一个农业大国，生物质资源丰富，全国秸杆年产量约8亿t，薪柴年产量为3亿t左右，还有大量的工业排放的有机废料、废渣等，每年生物质资源总量折合成标准煤约为9-10亿t。但是，生物质能很大一部分没有有效利用，只是随便抛弃在田间地头或就地焚烧，既造成了资源的浪费，又对环境造成了污染。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述褐煤热解产生的半焦粒度小、运输利用不便问题，提出一种半焦与生物质混合型煤，该半焦与生物质混合型煤尺寸可调，运输便利，而且拓宽了生物质的利用途径。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种半焦与生物质混合型煤，包括重量配比如下的组分：
半焦 50-70份；
生物质 30-50份；
所述半焦为褐煤低温热解得到的半焦，所述生物质为林业生物质。
进一步地，包括重量配比如下的组分：
半焦 55-65份；
生物质 35-45份；
所述半焦为褐煤低温热解得到的半焦，所述生物质为林业生物质。
进一步地，所述林业生物质为白松锯末。
本发明的另一个目的还提供了一种半焦与生物质混合型煤的制备方法，
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种半焦与生物质混合型煤的制备方法，包括以下步骤：将半焦和生物质破碎、筛分，筛分得到的半焦与生物质的粒度均<3mm；将所述半焦与生物质按重量比例混合后，置于模具内，加热至200-300℃，采用液压成型装置成型；将成型后的型煤脱模、冷却，得到半焦与生物质混合型煤。
进一步地，所述液压成型装置的成型压力为60-120MPa。
进一步地，所述加热至260-320℃。
进一步地，所述半焦为褐煤干燥、破碎、低温热解产生的半焦。
本发明半焦与生物质混合型煤配方科学，半焦与生物质混合型煤的制备方法步骤简便，本发明与现有技术相比较具有如下优点：以生物质作为粘结剂，与褐煤经低温热解后制备型煤，不仅解决了解决褐煤低温热解半焦粒度小、运输利用不便的问题，而且拓宽了生物质能的利用途径。此外，生物质能是一种灰分低、硫含量低的可再生洁净能源，与半焦混合成型相当于降低了型煤的灰分和硫含量，有利于提高型煤的洁净性。
附图说明
图1为本发明半焦与生物质混合型煤的制备方法示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种褐煤低温热解半焦与废弃生物质混合而成的型煤，该半焦与生物质混合型煤是在不使用添加剂、粘结剂的条件下，利用生物质与半焦成型生产出的高强度的半焦与生物质混合型煤。具体地，半焦与生物质混合型煤，包括重量配比如下的组分：半焦50-70份，优选的为55-65份；生物质30-50份，优选的为35-45份；
所述半焦为褐煤低温热解得到的半焦，所述半焦为褐煤干燥、破碎、低温热解产生的半焦；所述生物质为林业生物质，所述林业生物质包括但不限于白松锯末。
本发明还提供了一种半焦与生物质混合型煤的制备方法，包括以下步骤：将半焦和生物质破碎、筛分，筛分得到的半焦与生物质的粒度均<3mm；将所述半焦与生物质按重量比例混合后，置于模具内，加热至200-300℃，优选的为260-320℃。采用液压成型装置成型，成型压力为60-120MPa，优选的为80-100MPa；将成型后的型煤脱模、冷却，得到半焦与生物质混合型煤。可以理解，本发明也可先将半焦与生物质混合后，在进行破碎和筛分，混合和破碎、筛分的先后顺序不影响本发明产品的性能。
褐煤低温热解产生的半焦本身粘结性较差，无论成型工艺条件如何改变，均无法单独成型。生物质是一种有机类粘结剂，当温度为70-110℃时生物质中的木质素软化，粘合力增加；在200-300℃时可以熔融。在一定的温度下，对半焦与生物质混合加压成型，使软化、熔融的生物质与相邻的半焦颗粒相互紧密粘结在一起。因此，基于生物制得这一性质，本发明在不使用其他添加剂、粘结剂的条件下，利用生物质与半焦成型即可生产出高强度的半焦与生物质混合型煤。
以下结合具体实施例进一步说明本发明：
实施例1
图1为本发明半焦与生物质混合型煤的制备方法示意图。
本实施方式的半焦与生物质混合型煤的配比为：生物质为35质量份，半焦为65质量份。所述半焦为褐煤干燥、破碎、低温热解产生的半焦，所述褐煤来源于内蒙古锡林郭勒盟的白音华矿区。该半焦与生物质混合型煤的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：首先将褐煤干燥、破碎、低温热解产生的半焦；将半焦和生物质破碎、筛分，筛分得到的半焦与生物质的粒度均<3mm；将所述半焦与生物质按重量比例混合后，置于模具内，加热至260℃，采用液压成型装置成型，成型的压力为80MPa；将成型后的型煤脱模、冷却，得到半焦与生物质混合型煤。
本实施例半焦与生物质混合型煤为高强度煤，所得产品的检测结果如表1所示：
表1 半焦与生物质混合型煤检测结果
| 落下强度/% | 抗压强度/N | 发热量Qgr,d/（MJ/㎏） |
| 87.59 | 15.1 | 25.90 |
实施例2
本实施方式的半焦与生物质混合型煤的配比为：生物质为35质量份，半焦为65质量份。所述半焦与实施例1相同。该半焦与生物质混合型煤的制备方法与实施例1相同，不同的是液压成型的成型的压力为100MPa。
本实施例半焦与生物质混合型煤为高强度煤，所得产品的检测结果如表2所示：
表2 半焦与生物质混合型煤检测结果
| 落下强度/% | 抗压强度/N | 发热量Qgr,d/（MJ/㎏） |
| 87.57 | 15.3 | 25.90 |
实施例3
本实施方式的半焦与生物质混合型煤的配比为：生物质为35质量份，半焦为65质量份。所述半焦与实施例1相同。该半焦与生物质混合型煤的制备方法与实施例1相同，不同的是液压成型的成型的压力为120MPa。
本实施例半焦与生物质混合型煤为高强度煤，所得产品的检测结果如表3所示：
表3 半焦与生物质混合型煤检测结果
| 落下强度/% | 抗压强度/N | 发热量Qgr,d/（MJ/㎏） |
| 87.01 | 15.5 | 25.90 |
实施例4
本实施方式的半焦与生物质混合型煤的配比为：生物质为35质量份，半焦为65质量份。所述半焦与实施例1相同。该半焦与生物质混合型煤的制备方法与实施例1相同，不同的是成型的温度为290℃。
本实施例半焦与生物质混合型煤为高强度煤，所得产品的检测结果如表4所示：
表4 半焦与生物质混合型煤检测结果
| 落下强度/% | 抗压强度/N | 发热量Qgr,d/（MJ/㎏） |
| 86.98 | 14. | 26.12 |
实施例5
本实施方式的半焦与生物质混合型煤的配比为：生物质为35质量份，半焦为65质量份。所述半焦与实施例1相同。该半焦与生物质混合型煤的制备方法与实施例1相同，不同的是成型的温度为320℃。
本实施例半焦与生物质混合型煤为高强度煤，所得产品的检测结果如表5所示：
表5 半焦与生物质混合型煤检测结果
| 落下强度/% | 抗压强度/N | 发热量Qgr,d/（MJ/㎏） |
| 89.58 | 11.8 | 26.40 |
实施例6
本实施方式的半焦与生物质混合型煤的配比为：生物质为40质量份，半焦为60质量份。所述半焦与实施例1相同。该半焦与生物质混合型煤的制备方法与实施例1相同。
本实施例半焦与生物质混合型煤为高强度煤，所得产品的检测结果如表6所示：
表6 半焦与生物质混合型煤检测结果
| 落下强度/% | 抗压强度/N | 发热量Qgr,d/（MJ/㎏） |
| 95.90 | 25.20 | 25.60 |
实施例7
本实施方式的半焦与生物质混合型煤的配比为：生物质为45质量份，半焦为55质量份。所述半焦与实施例1相同。该半焦与生物质混合型煤的制备方法与实施例1相同。
本实施例半焦与生物质混合型煤为高强度煤，所得产品的检测结果如表7所示：
表7 半焦与生物质混合型煤检测结果
| 落下强度/% | 抗压强度/N | 发热量Qgr,d/（MJ/㎏） |
| 98.07 | 26.50 | 25.20 |
本发明不局限于上述实施例所记载的半焦与生物质混合型煤及其制备方法，半焦与生物质重量配比的改变、加热温度的改变和成型压力的改变均在本发明的保护范围之内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种半焦与生物质混合型煤，其特征在于,包括重量配比如下的组分：
半焦 50-70份；
生物质 30-50份；
所述半焦为褐煤低温热解得到的半焦，所述生物质为林业生物质。
2.根据权利要求1所述半焦与生物质混合型煤，其特征在于，包括重量配比如下的组分：
半焦 55-65份；
生物质 35-45份；
所述半焦为褐煤低温热解得到的半焦，所述生物质为林业生物质。
3.根据权利要求1或2所述半焦与生物质混合型煤，其特征在于，所述林业生物质为白松锯末。
4.一种权利要求1-3任意一项所述半焦与生物质混合型煤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将半焦和生物质破碎、筛分，筛分得到的半焦与生物质的粒度均<3mm；将所述半焦与生物质按重量比例混合后，置于模具内，加热至200-300℃，采用液压成型装置成型；将成型后的型煤脱模、冷却，得到半焦与生物质混合型煤。
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述液压成型装置的成型压力为60-120MPa。
6.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述加热至260-320℃。
7.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述半焦为褐煤干燥、破碎、低温热解产生的半焦。
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