CN104629844A - 一种油泥替代成型粘结剂的生物质型煤 - Google Patents
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Abstract
一种油泥替代成型粘结剂的生物质型煤，其特征在于：该生物质型煤的各原料的重量比组成为：烟煤50～75%、油泥20～40%、松木5～10%、分散剂2～4%、固化剂1～2%。本发明利用油泥具有高粘度的特性替代成型粘结剂，一方面使油泥实现了无害化、资源化利用，另一方面节省型煤的生产成本，且简化了生产工艺，生产的型煤不需要经过烘干处理即可直接应用到锅炉，提高了型煤生产效率，制得的型煤具有优良的燃烧性能，能够满足大型锅炉对燃料燃烧性能的要求，值得大范围推广应用。
Description
技术领域
本发明属于洁净煤技术领域，尤其涉及一种油泥替代成型粘结剂的生物质型煤。
背景技术
能源是人类生活中不可或缺的重要组成部分，更是一个国家社会经济发展不可短缺的重要支柱。能源以不同的方式进行储存、转化和使用，主要可以分为三类：化石能源、可再生能源个核能。当前人类使用的能源中有80%源于石油、天然气、煤炭这三种化石能源，而中国作为世界第二大能源消费国，煤碳的生产和消费占75%以上，成为世界上最大的煤炭生产和消费国。在能源危机和环境污染日益加深的背景下，迫切地需要能源绿色转型。如何清洁、高效、合理地利用我国有限的煤炭资源，对于我国的社会和国民经济的可持续发展具有非常重要的战略意义和实际意义。
型煤是煤炭清洁燃烧利用的一种方式，是洁净煤的重要组成部分，而生物质型煤的产生对能源绿色转型具有重大意义。生物质型煤充分利用煤和生物质自身的优势，具有节煤和生物质代煤的双重作用，可以把我国有限的煤资源，尤其是低值煤高效化、洁净化利用，农林废弃物资源化、能源化利用，是一种洁净能源产品。可替代煤、燃油、燃气、减少CO2和SO2的排放量，是解决我国散煤锅炉对大气污染较为理想、经济的洁净燃料之一，对保护环境和节约能源均具有重大意义。在型煤成型过程中，粘结剂发挥着“桥”的作用，是决定型煤品种及其质量的关键辅助原料，直接决定型煤的冷热强度、防水性、热稳定性和燃烧性等指标，是型煤生产工艺中最重要的部分之一。目前，常用的粘结剂有无机、有机和复合粘结剂三类。在研究过程中发现石灰、水泥、粘土等无机物作粘结剂的型煤，可以起到很好的固硫作用，但存在加工的型煤灰分高、含炭量低、易结垢等缺点，有机粘结剂如沥青、煤焦油、淀粉等虽然粘结性能较好，但其作为重要的化工原料，价格高且对环境不友好，型煤的热态强度差，以生物质作为型煤粘结剂相比较无机粘结剂和部分有机粘结剂而言，其灰分低、环境友好，价格便宜，但其成型压力较高，且成型后容易出现反弹，影响了生物质型煤的强度和防水性能。因此，采用可相互弥补单一粘结剂存在不足的复合粘结剂是当前型煤工艺发展主流。
油泥是油田生产过程中产生的一种富含矿物油高粘度稠状的固体废物，因含有一定量的苯系物、酚类等对人类及动物植物有害的有机物，必须进行无害化处理，其处理是制约油田环境质量持续提高和经济可持续发展的一大难题。同时，油泥中富含大量的烃类，既是生产中的废物，也是可贵的二次资源，因此，对油泥进行资源化利用，不仅可以回收大量的能源，产生巨大的经济效益，而且会减轻污染，产生很大的环境效益。
因此，针对我国现阶段的能源现状和我国未来的能源结构政策，将变废为宝的二次资源油泥、可能生能源生物质与一次能源煤结合在一起，不仅为油泥的大规模资源化利用提供了有效途径，开辟了新能源领域，合理高效地利用了能源，而且缓解了能源危机，解决了传统工业型煤存在的不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、废物无害化、资源化利用的油泥替代成型粘结剂的生物质型煤。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种油泥替代成型粘结剂的生物质型煤，其特征在于：该生物质型煤的各原料的重量比组成为：烟煤50～75份数、油泥20～40份数、松木5～10份数、分散剂2～4份数、固化剂1～2份数。
作为优选，所述烟煤的粒径在3mm以下，松木的粒径在5mm以下。
作为优选，所述油泥的粘度为1200～1400mPa·s。
作为优选，所述分散剂为1～2份数的有机分散剂和1～2份数的无机分散剂，其中有机分散剂为萘系磺酸盐，无机分散剂酒为石酸钾钠。
再优选，所述固化剂为氧化镁。
最后，在干法热压成型工艺下制成含油泥生物质型煤。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、利用油泥具有高粘度的特性替代型煤的成型粘结剂，一方面使油泥实现了无害化、资源化利用，另一方面节省了成型粘结剂，节约了型煤的生产成本，且简化了型煤生产工艺，生产的型煤不需要经过烘干处理即可直接应用到锅炉，提高了型煤生产效率。
2、在油泥中添加氧化镁固化剂，一方面增大了型煤的成型率和成型后的抗压性能，另一方面添加的固化剂还可以与型煤燃烧过程中产生的硫氧化物发生反应，起到固硫的作用，减少了固硫剂的使用，产生了环境效应。
3、本发明制得的生物质型煤，具有优良的燃烧性能，与散煤燃烧性能接近，能够满足大型锅炉对燃料燃烧性能的要求；此外，该型煤燃烧时可多体成型，增大了型煤燃烧表面积，提高了型煤的燃烧强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
原料的重量比组成是：烟煤60份数、油泥30份数、松木5份数、分散剂3份数、固化剂2份数；其中分散剂为1份数的萘系磺酸盐和2份数酒石酸钾钠；
制备过程为：
（1）利用锷式破碎机将烟煤和松木进行破碎，然后用标准振动筛对其进行筛选，筛取烟煤的粒径在3mm以下，松木的粒径在5mm以下；
（2）将油泥进行简单的两相分离，使其含水率达到75wt%以下，然后在高速搅拌器的作用下搅拌30s，使其粘度降低到2700mPa·s左右；
（3）在高速搅拌后的油泥中加入分散剂，进行搅拌，使油泥的粘度进一步降低至1300mPa·s左右，使油泥具有较好的流动性；
（4）按比例称取降黏处理后的油泥、破碎筛分后烟煤、松木和氧化镁固化剂，加入搅拌器中，搅拌10min，使其混合均匀。
（5）在干法热压成型工艺下制成含油泥生物质型煤。
实施例2：
原料的重量比组成是：烟煤75份数、油泥20份数、松木5份数、分散剂3份数、固化剂2份数；其中分散剂为1份数的萘系磺酸盐和2份数酒石酸钾钠；
制备过程为：
（1）利用锷式破碎机将煤和松木进行破碎，然后用标准振动筛对其进行筛选，筛取煤的粒径在3mm以下，松木的粒径在5mm以下；
（2）将油泥进行简单的两相分离，使其含水率达到75wt%以下，然后在高速搅拌器的作用下搅拌30s，使其粘度降低到2700mPa·s左右；
（3）在高速搅拌后的油泥中加入分散剂进行搅拌，使油泥的粘度进一步降低至1200mPa·s左右，使油泥具有较好的流动性；
（4）按比例称取降黏处理后的油泥、破碎筛分后烟煤、松木和氧化镁固化剂，加入搅拌器中，搅拌10min，使其混合均匀。
（5）在干法热压成型工艺下制成含油泥生物质型煤。
实施例3：
原料的重量比组成是：烟煤50份数、油泥40份数、松木5份数、分散剂4份数、固化剂2份数；其中分散剂为2份数的萘系磺酸盐和2份数酒石酸钾钠；
制备过程为：
（1）利用锷式破碎机将煤和松木进行破碎，然后用标准振动筛对其进行筛选，筛取煤的粒径在3mm以下，松木的粒径在5mm以下；
（2）将油泥进行简单的两相分离，使其含水率达到75wt%以下，然后在高速搅拌器的作用下搅拌30s，使其粘度降低到2700mPa·s左右；
（3）在高速搅拌后的油泥中加入分散剂进行搅拌，使油泥的粘度进一步降低至1400mPa·s左右，使油泥具有较好的流动性；
（4）按比例称取降黏处理后的油泥、破碎筛分后烟煤、松木和氧化镁固化剂，加入搅拌器中，搅拌10min，使其混合均匀。
（5）在干法热压成型工艺下制成含油泥生物质型煤。
根据T/T748-1997规定的工业型煤冷压强度的测定方法测定制得的含油泥生物质型煤的冷压强度，根据GB/T15459规定的工业型煤跌落强度的测定方法测定制得的含油泥生物质型煤的跌落强度，根据MT/T749-2007规定的工业型煤防水性能的测定方法测定制得的含油泥生物质型煤的浸水强度，根据GB/T213-2008规定的工业型煤发热量的测定方法测定制得的含油泥生物质型煤的发热量，其检测结果如下：
| 名称 | 抗压强度N/个 | 跌落强度% | 浸水强度N/个 | 发热量kcal/kg |
| 国家标准 | ＞600 | ＞75 | ＞150 | ＞3970 |
| 案例1 | 603 | 80.5 | 278 | 4655 |
| 案例2 | 812 | 91.2 | 216 | 4785 |
| 案例3 | 436 | 70.6 | 176 | 4915 |
由以上检测结果可知，本发明制得的含油泥型生物质型煤发热量均高于国家标准，其燃烧性能显著改善，燃烬时间相对较短，燃烧后直接散列，燃烧较彻底。因含油泥生物质型煤中含大量不溶性油类物质，具有较高的浸水强度。其中按案例2的配方制得的含油泥型生物质型煤，不仅燃烧性能与工业锅炉使用的散煤接近，而且具有很好的成型率，达到一定的抗压强度和跌落强度要求，可以满足进一步推广应用。此外，加入氧化镁固化剂后，不仅提高了型煤的成型速率、成型率和成型后抗压性能，还减少了型煤在燃烧过程中含硫污染物的排放，固硫率可达40%以上。
Claims (5)
1.一种油泥替代成型粘结剂的生物质型煤，其特征在于：该生物质型煤的各原料的重量比组成为：烟煤50～75份数、油泥20～40份数、松木5～10份数、分散剂2～4份数、固化剂1～2份数。
2.根据权利要求1所述的生物质型煤，其特征在于：所述烟煤的粒径在3mm以下，松木的粒径在5mm以下。
3.根据权利要求1所述的生物质型煤，其特征在于：所述油泥的粘度为1200～1400mPa·s。
4.根据权利要求1所述的生物质型煤，其特征在于：所述分散剂为1～2份数的有机分散剂和1～2份数的无机分散剂，其中有机分散剂为萘系磺酸盐，无机分散剂酒为石酸钾钠。
5.根据权利要求1所述的生物质型煤，其特征在于：所述固化剂为氧化镁。
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| CN (1) | CN104629844A (zh) |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN106753650A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-31 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种型焦的制备方法 |
| CN110143734A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-08-20 | 中冶南方工程技术有限公司 | 冷轧油泥资源化利用方法 |
| CN110713857A (zh) * | 2019-08-23 | 2020-01-21 | 河南长兴实业有限公司 | 一种型煤粘结剂 |
| CN110791348A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-14 | 新疆大学 | 一种生物质粉末与油泥掺混方法 |
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2013
- 2013-11-15 CN CN201310574801.4A patent/CN104629844A/zh active Pending
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