CN103865603A - 一种立式工业窑炉用型煤及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式工业窑炉用型煤及其制备方法，属于固体燃料技术领域，特征在于：原料及质量百分含量：无烟煤80～85%、粘合剂8～10%、固硫剂1～2%和生物质4～8%；无烟煤的热值≥6100千卡/吨，灰分≤6%，硫≤0.4%；粘合剂的原料及质量百分含量：植物纤维素18～22%、水泥18～22%、淀粉35～47%、腐殖酸7.5～12%和高分子聚合物7.5～12%。此型煤能节煤10%～27%，烟尘排放量减少50%～60%，二氧化硫的排放量可减少35%～50%；并且本发明采用的粘结剂强度高、热值大，在窑炉中不被摔碎，提高布料均匀性，燃烧温度均匀，利于提高产品的烧成质量，并且该粘合剂无毒、无味。

Description

一种立式工业窑炉用型煤及其制备方法

技术领域

本发明属于固体燃料技术领域，具体涉及一种立式工业窑炉用型煤及其制备方法。 

背景技术

目前，立式工业窑炉大多以无烟块煤做燃料，虽然无烟块煤满足了立式工业窑炉的热值需求，但在燃烧过程中也存在一些问题，其中较为突显的是以下三点： 

1、有些块煤不能被充分燃烧，造成燃料浪费； 

2、烟尘排放量大，不符合环保的要求； 

3、煅烧不均匀，致使产品存在过烧或者欠烧的问题，影响产品质量。 

近年来，兴起了一种型煤技术，试图以其生产的型煤来代替块煤，以克服块煤在燃烧过程中所存在的缺陷。该技术以粉煤、粘合剂、固硫剂等按一定的比例混合在一起，在一定的压力下加工成型煤，此型煤具有一定的几何形状和冷热强度，并有良好燃烧的效果。 

中国专利200510022765.6公开了一种采用动力配煤技术的生物质型煤配方，其采用烟煤、无烟煤、钙基固硫剂、稻草粘结剂、粘结添加剂膨润土和水配制而成，是锅炉的理想燃料，但由于其热值低并且挥发份较高，在立式工业窑炉中使用时，通常不到窑炉的烧成带就已燃烧殆尽，致使烧成带的温度偏低，影响产品的烧成质量，而不能适用于立式工业窑炉，尤其是石灰窑炉中。 

现有的型煤大多都存在上述问题，致使立式工业窑炉尤其是石灰窑炉，仍停留在以无烟块煤为燃料的阶段。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种立式工业窑炉用型煤及其制备方法，能够满足立式工业窑炉的热值需求，并且节能环保。 

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：发明一种立式工业窑炉用型煤，其特征在于：原料组分及质量百分含量如下： 

其中，无烟煤的热值≥6100千卡/吨，灰分≤6%，硫≤0.4%；粘合剂的原料组成及质量百分含量为： 

优选的，所述固硫剂的原料组成及质量百分含量为： 

石灰               78～83%； 

方镁石             17～22%。 

优选的，所述生物质为麦秆、稻秆或/和锯木屑。 

优选的，所述无烟煤的原产地为朝鲜。 

优选的，所述无烟煤的粒度为80目以上，固硫剂的粒度为80～150目，生物质的粒度为50～150目。 

优选的，所述型煤为扁圆球形，直径为30～40㎜。 

本发明还提供了一种制备上述立式工业窑炉用型煤的方法，包括以下步骤： 

（1）制得粉煤：将热值应≥6100千卡/吨、灰分≤6%和硫≤0.4%的无烟煤粉碎成粒度为80目以上的粉末，然后干燥至水分含量≤3%； 

（2）制得固硫剂：取78～83质量分的石灰和17～22质量分的方镁石，粉碎成粒度为80～150目的粉末，制得100质量分的固硫剂； 

（3）制得生物质粉：将生物质剪切后碾碎成50～150目的粉末； 

（4）制得粘合剂：取18～22质量分的植物纤维素、18～22质量分的水泥、35～47质量分的淀粉、7.5～12质量分的腐殖酸和7.5～12质量分的高分子聚合物，混合后调和成浆状，制得100质量分的粘合剂； 

（5）压制成型：取步骤（1）～（4）制得的原料及各自的质量百分比为： 

然后将上述原料经搅拌、调和和混捏后压制成型，压制压力为50～65吨。 

优选的，还包括筛选步骤，筛选步骤位于压制成型步骤之后。 

优选的，筛选步骤采用筛选机进行，所述筛选机的筛孔为边长为25～30㎜的方孔。 

优选的，所述生物质为麦秆、稻秆或/和锯木屑。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

1、本发明中加入的生物质在燃烧过程中成多孔球燃烧，有利于氧向内和燃烧产物向外扩散，有利于加速传热和保证充分燃烧，能比无烟块煤节煤10%～27%，烟尘排放量减少50%～60%；添加固硫剂后，二氧化硫的排放量可减少35%～50%；并且本发明采用的粘结剂强度高、热值大，能够满足立式工业窑炉的高热值需求，并且提高了型煤的强度，致使型煤在窑炉中下落的过程中不被摔碎，提高型煤的布料均匀性，从而使立式工业窑炉窑炉的燃烧温度均匀，利于提高产品的烧成质量，并且该粘合剂无毒、无味，符合环保的要求。 

2、由于固硫剂中增加了方镁石，能够使型煤在燃烧的过程中固结在一块而不被燃烧松散，提高在燃烧过程中布料的均匀性，进一步使窑内温度均匀。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。 

下面所有实施例中所采用的无烟煤在性能参数上均满足热值≥6100千卡/吨、灰分≤6%和硫≤0.4%，并可以优先选用朝鲜原产的无烟煤。 

实施例一 

按照以下步骤制得型煤： 

（1）制得粉煤：将无烟煤粉碎成粒度为80目以上的粉末，然后干燥至水分含量≤3%； 

（2）制得固硫剂：取78质量分的石灰和22质量分的方镁石，粉碎成粒度为80目的粉末，制得100质量分的固硫剂； 

（3）制得生物质粉：将生物质剪切后碾碎成50目的粉末； 

（4）制得粘合剂：取18质量分的植物纤维素、18质量分的水泥、40质量分的淀粉、12质量分的腐殖酸和12质量分的高分子聚合物，混合后调和成浆状，制得100质量分的粘合剂； 

（5）压制成型：取步骤（1）～（4）制得的原料及各自的质量百分比为：粉煤80%、固硫剂2%、生物质8%和粘合剂10%；将上述原料经搅拌、调和和混捏后，用50吨的压力压制成直径为35㎜的扁圆球形，制得型煤。压制成型之后用筛选机进行筛选，所用筛选机的筛孔为边长为28㎜的方孔。其中，步骤（3）所用生物质优选麦秆、稻秆或/和锯木屑。 

在上述制备过程中不存在水分蒸发等物质的减少和新物质的生成，所制得型煤中各原料的质量百分比依然保持在制备时所取原料的质量百分比。 

实施例二 

本实施例与实施例一的不同之处在于以下步骤： 

（2）制得固硫剂：取83质量分的石灰和17质量分的方镁石，粉碎成粒度为150目的粉末，制得100质量分的固硫剂； 

（3）制得生物质粉：将生物质剪切后碾碎成150目的粉末； 

（4）制得粘合剂：取19质量分的植物纤维素、19质量分的水泥、47质量分的淀粉、7.5质量分的腐殖酸和7.5质量分的高分子聚合物，混合后调和成浆状，制得100质量分的粘合剂。 

实施例三 

本实施例与实施例一的不同之处在于以下步骤： 

（2）制得固硫剂：取80质量分的石灰和20质量分的方镁石，粉碎成粒度为150目的粉末，制得100质量分的固硫剂； 

（3）制得生物质粉：将生物质剪切后碾碎成150目的粉末； 

（4）制得粘合剂：取22质量分的植物纤维素、22质量分的水泥、35质量分的淀粉、10.5质量分的腐殖酸和10.5质量分的高分子聚合物，混合后调和成浆状，制得100质量分的粘合剂。 

实施例四 

本实施例与实施例一的不同之处在于以下步骤： 

（5）压制成型：取步骤（1）～（4）制得的原料及各自的质量百分比为：粉煤85%、固硫剂1.5%、生物质4.5%和粘合剂9%；将上述原料经搅拌、调和和混捏后，用60吨的压力压制成直径为30㎜的扁圆球形，制得型煤。压制成型之后用筛选机进行筛选，所用筛选机的筛孔为边长为25㎜的方孔。 

实施例五 

本实施例与实施例二的不同之处在于以下步骤： 

（5）压制成型：取步骤（1）～（4）制得的原料及各自的质量百分比为：粉煤85%、固硫剂1.5%、生物质4.5%和粘合剂9%；将上述原料经搅拌、调和和混捏后，用60吨的压力压制成直径为30㎜的扁圆球形，制得型煤。压制成型之后用筛选机进行筛选，所用筛选机的筛孔为边长为25㎜的方孔。 

实施例六 

本实施例与实施例三的不同之处在于以下步骤： 

（5）压制成型：取步骤（1）～（4）制得的原料及各自的质量百分比为：粉煤85%、固硫剂1.5%、生物质4.5%和粘合剂9%；将上述原料经搅拌、调和和混捏后，用60吨的压力压制成直径为30㎜的扁圆球形，制得型煤。压制成型之后用筛选机进行筛选，所用筛选机的筛孔为边长为25㎜的方孔。 

实施例七 

本实施例与实施例一的不同之处在于以下步骤： 

（5）压制成型：取步骤（1）～（4）制得的原料及各自的质量百分比为：粉煤83%、固硫剂1%、生物质7%和粘合剂8%；将上述原料经搅拌、调和和混捏后，用65吨的压力压制成直径为40㎜的扁圆球形，制得型煤。压制成型之后用筛选机进行筛选，所用筛选机的筛孔为边长为30㎜的方孔。 

实施例八 

本实施例与实施例二的不同之处在于以下步骤： 

（5）压制成型：取步骤（1）～（4）制得的原料及各自的质量百分比为：粉煤83%、固硫剂1%、生物质7%和粘合剂8%；将上述原料经搅拌、调和和混捏后，用65吨的压力压制成直径为40㎜的扁圆球形，制得型煤。压制成型之后用筛选机进行筛选，所用筛选机的筛孔为边长为30㎜的方孔。 

实施例九 

本实施例与实施例三的不同之处在于以下步骤： 

（5）压制成型：取步骤（1）～（4）制得的原料及各自的质量百分比为：粉煤83%、固硫剂1%、生物质7%和粘合剂8%；将上述原料经搅拌、调和和混捏后，用65吨的压力压制成直径为40㎜的扁圆球形，制得型煤。压制成型之后用筛选机进行筛选，所用筛选机的筛孔为边长为30㎜的方孔。 

上述实施例生产的型煤，通过对单个型煤垂直施加压力，使其破碎的压力达600～800N或更高。由1.85m高度自由落下，大于等于30mm的块质量占试样总质量的98%以上，型煤的落下强度高。通过检测其它性能参数指标见下表： 

型煤性能参数 

上述型煤通过在石灰窑中进行燃烧试验，型煤与石灰石的质量比采用无烟块煤与石灰石的常规质量比，石灰窑中的温度≥1280℃，燃烧后石灰石的焦渣含量≤3%，灰渣中的残碳量≤10%。 

可见，使用该加工方法生产的立式工业窑炉用型煤机械强度高，热值大，燃烧充分、稳定，含硫量低等特点，可完全替代块煤做为锻烧石灰石的生产燃料。 

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以组合、变更或改型均为本发明的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。 

Claims (10)

1.一种立式工业窑炉用型煤，其特征在于：原料组分及质量百分含量如下：

无烟煤                80～85%；

粘合剂                8～10%；

固硫剂                1～2%；

生物质                4～8%；

其中，无烟煤的热值≥6100千卡/吨，灰分≤6%，硫≤0.4%；粘合剂的原料组成及质量百分含量为：

植物纤维素          18～22%；

水泥                    18～22%；

淀粉                     35～47%；

腐殖酸                 7.5～12%；

高分子聚合物       7.5～12%。

2.按照权利要求1所述的立式工业窑炉用型煤，其特征在于：所述固硫剂的原料组成及质量百分含量为：

石灰                  78～83%；

方镁石               17～22%。

3.按照权利要求2所述的立式工业窑炉用型煤，其特征在于：所述生物质为麦秆、稻秆或/和锯木屑。

4.按照权利要求3所述的立式工业窑炉用型煤，其特征在于：所述无烟煤的原产地为朝鲜。

5.按照权利要求1至4任一所述的立式工业窑炉用型煤，其特征在于：所述无烟煤的粒度为80目以上，固硫剂的粒度为80～150目，生物质的粒度为50～150目。

6.按照权利要求5所述的立式工业窑炉用型煤，其特征在于：所述型煤为扁圆球形，直径为 30～40㎜。

7.一种立式工业窑炉用型煤的制备方法，包括以下步骤：

（1）制得粉煤：将热值应≥6100千卡/吨、灰分≤6%和硫≤0.4%的无烟煤粉碎成粒度为80目以上的粉末，然后干燥至水分含量≤3%；

（2）制得固硫剂：取78～83质量分的石灰和17～22质量分的方镁石，粉碎成粒度为80～150目的粉末，制得100质量分的固硫剂；

（3）制得生物质粉：将生物质剪切后碾碎成50～150目的粉末；

（4）制得粘合剂：取18～22质量分的植物纤维素、18～22质量分的水泥、35～47质量分的淀粉、7.5～12质量分的腐殖酸和7.5～12质量分的高分子聚合物，混合后调和成浆状，制得100质量分的粘合剂；

（5）压制成型：取步骤（1）～（4）制得的原料及各自的质量百分比为：

粉煤               80～85%；

固硫剂             1～2%；

生物质             4～8%

粘合剂             8～10%；

然后将上述原料经搅拌、调和和混捏后压制成型，压制压力为50～65 吨。

8.按照权利要求7所述的立式工业窑炉用型煤的制备方法，其特征在于：还包括筛选步骤，筛选步骤位于压制成型步骤之后。

9.按照权利要求8所述的立式工业窑炉用型煤的制备方法，其特征在于：筛选步骤采用筛选机进行，所述筛选机的筛孔为边长为25～30㎜的方孔。

10.按照权利要求7至9任一所述的立式工业窑炉用型煤的制备方法，其特征在于：所述生物质为麦秆、稻秆或/和锯木屑。