CN1033518C - 木质褐煤木炭及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤基的新一代产品-木质褐煤木炭及其制备工艺，它选用我国大量赋存的木质褐煤为原料，按照合理的工艺流程，良好的炭化条件制成了灰分低、强度高、化学活性好、比电阻率高、块度均匀的木质褐煤木炭，可代替木炭广泛用作民用燃料和工业原料。而且经济效益显著，若建厂生产木质褐煤木炭，一年即可收回全部投资。
Description
本发明属于一种煤基木炭及其制作方法。
传统的木炭均以木材为原料，以焖烧法进行生产。为寻找以木材生产木炭的代用品，1985年煤科院北京煤化所与宁夏煤炭厅合作，用灵武煤进行了煤基木炭试验①。其主要工艺路线为：
加粘结剂105℃ 251 640 670℃原煤粉碎→搅拌→成型→焦化→煤基木炭
由于该工艺路线比较复杂，生产成本较高不利于推广利用，他们又直接采用灵武不粘结块煤，一次炭化制取煤基木炭②，取得一定效果，现将这两种木炭代用品与木炭质量指标列表如下：(表见文后)
从表中看出这种用块煤生产的木炭存在着块度不一、裂纹多，活性低、强度不高的缺点，而且在生产时还需选择合适的块煤，而一般矿井块煤量不足50％，且块煤价格要比混煤高一倍左右，无形中增加了煤基木炭的原料成本。
本发明的目的在于：
1、选择一种储量丰富，来源广阔，价格低廉，相对劣质的煤种以生产木炭的代用品—煤基木炭。
2、选择一种利用劣质煤生产煤基木炭的简便工艺路线。
3、制备一种质地优良，性能可靠，用途广泛的新一代煤基木炭。
我国西南地区尤其是云南，东北地区，华北地区，华东地区如浙江等地，普遍存在着晚第三纪低煤化度褐煤，特别是其中的木质褐煤，据勘测云南境内木质褐煤储量在10亿吨以上，年采量达几十万吨，这种煤水分、挥发分均高，发热量较低，属劣质燃料，但其灰分低，活性高，块度大。实属一种生产煤基木炭的良好原料。其质量指标如下：
木质褐煤煤质指标 表2
| 分析项目 | 煤质指标 |
| 水分(％) | 34.38 |
| 挥发分(％) | 38.84 |
| 灰分(％) | 1.48 |
| 固定炭(％) | 25.30 |
| 含硫量(％) | 0.86 |
| 发热量(QDT) | ≤4000KL/Kg |
本发明是以如下工艺实现的：首先选定货源广，成本低的木质褐煤作为煤基木炭的生产原料，并以如下工艺路线进行生产：
(表见文后)
选材时尽可能选择质地均匀致密、纯净的木质褐煤，除去杂质石块，粒度应在200mm以上。由于多数木质褐煤的块度较大，水分、挥发分较高，故应进行预处理脱去部分水分和挥发分，使水分控制在10-25％，挥发分在9-35％，并粉碎筛分到10-300mm粒度。然后将预处理后的原料装入配套的炭化炉内，以4-20℃/分速度升温，在380-800℃温度下炭化30-120分钟。产品质量检验可采用林业部或国家木炭检验标准，主要包括块度、强度、光泽、颜色、硬度、水分、挥发分、灰分、化学活性、比电阻等检验，质量合格后即可包装出售。
由于不同树种的木质褐煤成炭习性不同，特别是松属、栎属木质褐煤的粘结性较强，在炭化过程中易结块，故应将不同树种的木质褐煤分别粉碎到不同的粒度，粘结性强的煤种粉碎至20-100目，弱粘结性煤种粉碎至10-150mm，并将粗细粒度按20-40∶60-80配比，然后入炭化炉炭化以制成强度较好的木质褐煤木炭，其工艺路线为：(表见文后)
按第二工艺路线可以利用一些粒度细、质地稍差的木质褐煤来制取木质褐煤木炭。
不论第一工艺路线或第二工艺路线制取的木质褐煤木炭，经测试具有灰分低、强度高、化学活性好、色泽好、不染手、发热量高的特点，其质量指标列表如下：
木质褐煤木炭质量指标 表3
| 指标 | 数值 |
| 水分％ | ≤5 |
| 灰分％ | ≤1.95 |
| 灰发分％ | ＜7 |
| 固定炭％ | ≥86 |
| 强度％(落下) | ＞83 |
| 化学活性(2950℃％) | 97.5 |
| 发热量(Kc/Kg) | 77400 |
试验表明，用本发明工艺制得的木质褐煤木炭，其性能优于一般木炭和其它煤基木炭，故可广泛应用于民品和工业生产。例如：
1、燃点低，点火容易，可以作为民用炉具的引燃剂。
2、易燃，发热量高，可以代替木炭作民用燃料。
3、强度高，化学活性好，比电阻值高，可用作铁合金生产的燃料和还原剂。
4、灰分低，杂质少，可用作生产二硫化碳和其它化工产品原料。
5、可用做活性炭，碳纤维，碳分子筛，煤炭深加工工业原料。
6、比表面积大(280m2/g)，吸附性强，再生性好，可用作气、液处理及化学反应工程中的吸附剂。
7、价格低廉，可作为环境保护中的处理剂。
此外，利用本发明生产的木质褐煤木炭，其经济效益也十分显著，初步核算：如建年产2000吨的木质褐煤木炭厂，固定资产投资约60万元，年耗木质褐煤12000吨约20万元，燃料费10万元，水电及其它费用20万元，总计110万元左右，若以现市售木炭600元/吨计算，年产值120万元，仅一年即可收回全部投资。
实施例：上述第1、第2工艺路线即是木质褐煤木炭生产的两个实施例，所用木质褐煤木炭为云南省罗茨煤矿提供，所用烘干窑，粉碎机，炭化炉等设备，为一般生产煤基木炭所用设备，无特殊要求。
注：①煤炭加工与综合利用89年3期p24 26
②煤炭加工利用论文集建国40年征文集p248 249
木炭与木炭代用品质量指标表1
| 类别/指标 | 水分(％) | 灰分(％) | 固定炭(％) | 活性(α％) | 挥发分(％) | 强度(Kg/cm2) |
| 林业部指标 | ≤7 | ≤2.54 | ≤70-86 | - | - | - |
| 灵武粉煤制木炭 | 1.98 | 6.61 | 87.81 | 97.20(950℃) | 3.60 | 81.05 |
| 灵武块煤制木炭 | 8.90 | 8.10 | 81.50 | - | 8.90 | - |
第一工艺路线，
均匀致密水分：10-25％ 粒度要求 升温4-20℃/分 林业部标准 袋装木质褐煤→选材→预处理→粉碎筛选→炭化→质检→成品
粒度≥20mm挥发分：9-35％ 10-300mm 380-800℃ 或国家标准 或桶装
30-120分钟
第二工艺路线：
粘结性煤 粘结性煤
水分10-25％ 20-100粒度 20-40％ 升温4-20℃/分 林业部标准木质褐煤→预处理→粉碎筛选→配料→炭化→质检→成品
挥发分：9-35％弱粘结性煤 弱粘结性煤 380-800℃ 或国家标准
10-150mm粒度60-80％
Claims (2)
1.一种用木质褐煤制备木炭的方法，其特征在于它是采用第一工艺路线实现的：
选择质地致密纯净的木质褐煤，除去杂质石块，粒度应在20mm以上，进行预处理脱去部分水分和挥发分，使水分控制在10-25％，挥发分在9-35％，并为粉碎筛分到10-300mm粒度，然后装入配套的炭化炉内，以4-20℃/分速度升温，在380-800℃温度下炭化30-120分钟。
2.一种用木质褐煤制备木炭的方法，其特征在于它是采用第二工艺路线实现的：
选取质地纯净的木质褐煤，除去杂质后进行预处理，脱去部分水分和挥发分，使水分控制在10-25％，挥发分控制在9-35％，然后粉碎筛选，粘结性煤种粒度粉碎到20-100目，弱粘结性煤种粉碎至10-150mm粒度，并将粘性煤与弱粘结性煤按20-40％： 60-80％进行配比，然后入炭化炉，按4-20℃/分选度升温，在380-800℃温度下炭化30-120分钟。
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