CN104927958B - 一种干粉型煤粘合剂、含有该粘合剂的型煤及其型煤的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种干粉型煤粘合剂，其包括如下重量份的原料混合而成：膨润土40~85重量份、氧化淀粉10~50重量份、氯化钠0.1~5重量份、聚乙烯醇0.1~1重量份、碳酸钠0.1~5重量份、氧化钙1~10重量份和羧甲基纤维素钠0.5~10重量份。本发明还涉及包含上述粘合剂的型煤及其制备方法。本发明解决现有技术中型煤粘合剂具有的添加量大、型煤的冷热强度低、热稳定性差等不足。
Description
技术领域
本发明属于型煤加工领域，具体涉及一种干粉型煤粘合剂、含有该粘合剂的型煤及型煤的制备方法。
背景技术
生产型煤必须添加粘合剂，而且粘合剂的性能优劣，直接决定着型煤质量的好坏，粘合剂是型煤技术的核心技术；目前型煤粘合剂的种类可分为有机、无机和复合三大类。其中，复合粘合剂是由两种以上的有机和/或无机粘合剂组合而成，以弥补单一粘合剂的不足，使型煤达到较佳质量。
但是，目前的复合粘合剂的组成千差万别，其成分的不同对型煤的最终质量影响很大且其添加量也较大，通常为煤粉质量的10%左右。还存在诸如型煤的冷热强度差、灰分高、防水性差，燃烧不完全、燃烧后出现黑心等问题。因此，如何对复合粘合剂进行研究以获得更高质量的型煤，是该领域关注的问题。
此外，粘合剂生产工艺需要对粘合剂进行一定时间、一定温度的熬制反应，以达到成型所需质量及浓度的粘合剂。这样使用工艺复杂，成本高，设备投资大，人工劳动强度大。
发明内容
为了解决现有技术中型煤粘合剂具有的添加量大、冷热强度低、热稳定性差等不足，本发明提供一种干粉型煤粘合剂、含有该粘合剂的型煤及型煤的制备方法。
本发明采用如下技术方案：
一种干粉型煤粘合剂，其包括如下重量份的原料混合而成：膨润土40~85重量份、氧化淀粉10~50重量份、氯化钠0.1~5重量份、聚乙烯醇0.1~1重量份、碳酸钠0.1~5重量份、氧化钙1~10重量份和羧甲基纤维素钠0.5~10重量份。
优选的，干粉型煤粘合剂包括如下重量份的原料混合而成：膨润土60重量份、氧化淀粉30重量份、氯化钠3重量份、聚乙烯醇0.5重量份、碳酸钠1重量份、氧化钙5重量份以及羧甲基纤维素钠0.5重量份。
一种含有上述干粉型煤粘合剂的型煤，其包括如下重量份的组分：煤粉100重量份、干粉型煤粘合剂2~3重量份和水1~4重量份。
作为优选，所述型煤包括如下重量份的组分：煤粉100重量份、干粉型煤粘合剂2.5重量份和水2重量份。
一种制备上述型煤的方法，其包括如下步骤：
（1）将煤粉100重量份和干粉型煤粘合剂2~3重量份混合均匀，得到混合料；
（2）向经步骤（1）得到的混合料中加水，继续搅拌；
（3）经步骤（2）处理后的混合料挤压成型，得到湿型煤；
（4）将步骤（3）得到的湿型煤经干燥后得到产品。
制备方法中，所述步骤（2）中加水至煤粉的总含水质量为煤粉质量的9％~15％。
制备方法中，所述步骤（3）中挤压成型的压力为20MPa~28MPa。
制备方法中，所述步骤（4）中的干燥温度为60℃~160℃。
制备方法中，所述步骤（4）中经干燥后的产品中的水为煤粉质量的1％~4％。
该干粉粘合剂中各组分的具体作用说明如下：
膨润土：膨润土主要矿物成分为蒙脱石，即化学成分为硅铝酸盐，具有加水后能膨胀成粘稠糊状、高温稳定性及化学稳定性等特点，因此在制作型煤中添加膨润土不但能提高型煤的成球率，而且保证了型煤在高温燃烧过程中的热稳定性能。
氧化淀粉：氧化淀粉遇水有很强的粘结性，因此在制作型煤中添加氧化淀粉提供煤粉之间的粘结性，从而保证型煤成球率、湿球强度及干球强度，同时由于氧化淀粉是可燃的有机物，即在型煤燃烧过程中不但有助燃作用，而且由于本身燃烧还会增加发热量。
羧甲基纤维素钠：具有增稠、增粘、保水性、粘结性及助燃等特点。
聚乙烯醇：具有增稠性，同时由于本身大分子链的化学结构，即在成型型煤内部形成网状结构，从而提高型煤的韧性及防水性能。
碳酸钠：消烟脱硫助燃。
氧化钙：脱硫及提高热强度。
氯化钠：助燃消烟。
本发明的有益效果为：
（1）本发明的干粉型煤粘合剂在使用时不用熬制，添加量一般为2%~3%，添加量较现有技术中的10%的添加量要少得多，由该粘合剂制备的成型型煤冷热强度高（冷强度﹥800N/个、热强度﹥300N/个），还能改变煤质，提高其活性并且固硫减排作用。
（2）该粘合剂在型煤制备过程中加入的工艺简单且易控制，生产周期短，生产线造价低，占地少，人力用量少，节约了生产成本。
（3）该粘合剂属于中性添加剂，无腐蚀无污染；固硫效果好，一般固硫率在45%以上；防水性好，所生产的型煤无论湿球和干球在水里浸泡一个月都不散不烂；所产型煤的反应活性高，燃烧充分，不降低原煤的灰熔点，燃烧后不留黑心，不结渣；成球率高，所生产的型煤湿球强度和湿球弹性都非常好，表面硬化速度快且无裂纹。
（4）该粘合剂原料来源广泛、价格低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
以下实施例及对比例中，涉及到的相关检测方法如下：
湿球强度：检测标准MT/T1748-1997；
冷强度：检测标准MT/T1748-1997；
热强度：检测标准MT/T1073-2008；
固硫率：检测标准MT/T750-1997；
型煤浸水强度和浸水复干强度：检测标准MT/T 749-2007；
型煤及原煤灰熔点：检测标准GB/T219-1996。
以下实施例及对比例中煤粉中的含水量（质量分数）为2%，煤粉粒径小于3mm，煤粉的灰熔点为1350℃。
实施例1
（1）取煤粉100kg和粘合剂2.5kg，其中粘合剂由下述各组分组成：膨润土1.5kg、氧化淀粉0.75 kg、羧甲基纤维素钠0.0125kg、聚乙烯醇0.0125kg、碳酸钠0.025kg、氧化钙0.125kg、氯化钠0.075kg；将上述原料混合均匀；
（2）向经步骤（1）得到的混合料中喷淋加水，加水量为8kg，边喷淋边搅拌；
（3）将经步骤（2）处理后的混合料送入成型机在25MPa的压力下挤压成型，得到湿型煤；
（4）将步骤（3）得到的湿型煤经100℃烘干窑中干燥，得到型煤产品，经干燥后的型煤产品中的水为煤粉质量的2％。
实施例1的型煤产品检测分析结果如下：
湿球强度平均为83N/个；冷强度平均为850N/个；热强度平均为310N /个；固硫率平均为51％；型煤浸水强度平均为60N/个；浸水复干强度平均为610N/个；型煤灰熔点平均为1350℃/个。
实施例2
（1）取煤粉100kg和粘合剂2kg，其中粘合剂由下述各组分组成：膨润土1.2kg、氧化淀粉0.56kg、羧甲基纤维素钠0.01kg、聚乙烯醇0.01kg、碳酸钠0.02kg、氧化钙0.1kg、氯化钠0.1kg；将上述原料混合均匀；
（2）向经步骤（1）得到的混合料中喷淋加水，加水量为11kg，边喷淋边搅拌；
（3）将经步骤（2）处理后的混合料送入成型机在20MPa的压力下挤压成型，得到湿型煤；
（4）将步骤（3）得到的湿型煤经60℃烘干窑中干燥，得到型煤产品，经干燥后的型煤产品中的水为煤粉质量的3％。
实施例2的型煤产品检测分析结果如下：
湿球强度平均为80N/个；冷强度平均为800N/个；热强度平均为300N /个；固硫率平均为50％；型煤浸水强度平均为60N/个；浸水复干强度平均为600N/个；型煤灰熔点平均为1350℃/个。
实施例3
（1）取煤粉100kg和粘合剂3kg，其中粘合剂由下述各组分组成：膨润土2.4kg、氧化淀粉0.3kg、羧甲基纤维素钠0.15kg、聚乙烯醇0.03kg、碳酸钠0.03kg、氧化钙0.06kg、氯化钠0.03kg；将上述原料混合均匀；
（2）向经步骤（1）得到的混合料中喷淋加水，加水量为7kg，边喷淋边搅拌；
（3）将经步骤（2）处理后的混合料送入成型机在28MPa的压力下挤压成型，得到湿型煤；
（4）将步骤（3）得到的湿型煤经160℃烘干窑中干燥，得到型煤产品，经干燥后的型煤产品中的水为煤粉质量的1％。
实施例3的型煤产品检测分析结果如下：
湿球强度平均为75N/个；冷强度平均为820N/个；热强度平均为330N /个；固硫率平均为46％；型煤浸水强度平均为56N/个；浸水复干强度平均为600N/个；型煤灰熔点平均为1350℃/个。
实施例4
（1）取煤粉100kg和粘合剂2.5kg，其中粘合剂由下述各组分组成：膨润土1.3kg、氧化淀粉0.75kg、羧甲基纤维素钠0.025kg、聚乙烯醇0.025kg、碳酸钠0.025kg、氧化钙0.25kg、氯化钠0.125kg；将上述原料混合均匀；
（2）向经步骤（1）得到的混合料中喷淋加水，加水量为8kg，边喷淋边搅拌；
（3）将经步骤（2）处理后的混合料送入成型机在25MPa的压力下挤压成型，得到湿型煤；
（4）将步骤（3）得到的湿型煤经140℃烘干窑中干燥，得到型煤产品，经干燥后的型煤产品中的水为煤粉质量的2％。
实施例4的型煤产品检测分析结果如下：
湿球强度平均为110N/个；冷强度平均为1200N/个；热强度平均为320N /个；固硫率平均为55％；型煤浸水强度平均为68N/个；浸水复干强度平均为800N/个；型煤灰熔点平均为1350℃/个。
实施例5
（1）取煤粉100kg和粘合剂2.5kg，其中粘合剂由下述各组分组成：膨润土1.375kg、氧化淀粉0.625kg、羧甲基纤维素钠0.0125kg、聚乙烯醇0.0125kg、碳酸钠0.1kg、氧化钙0.25kg、氯化钠0.125kg；将上述原料混合均匀；
（2）向经步骤（1）得到的混合料中喷淋加水，加水量为8kg，边喷淋边搅拌；
（3）将经步骤（2）处理后的混合料送入成型机在22MPa的压力下挤压成型，得到湿型煤；
（4）将步骤（3）得到的湿型煤经100℃烘干窑中干燥，得到型煤产品，经干燥后的型煤产品中的水为煤粉质量的2％。
实施例5的型煤产品检测分析结果如下：
湿球强度平均为82N/个；冷强度平均为900N/个；热强度平均为300N /个；固硫率平均为54％；型煤浸水强度平均为65N/个；浸水复干强度平均为700N/个；型煤灰熔点平均为1350℃/个。
实施例6
（1）取煤粉100kg和粘合剂2.5kg，其中粘合剂由下述各组分组成：膨润土1kg、氧化淀粉1.25kg、羧甲基纤维素钠0.2175kg、聚乙烯醇0.0025kg、碳酸钠0.0025kg、氧化钙0.025kg、氯化钠0.0025kg；将上述原料混合均匀；
（2）向经步骤（1）得到的混合料中喷淋加水，加水量为13kg，边喷淋边搅拌；
（3）将经步骤（2）处理后的混合料送入成型机在26MPa的压力下挤压成型，得到湿型煤；
（4）将步骤（3）得到的湿型煤经100℃烘干窑中干燥，得到型煤产品，经干燥后的型煤产品中的水为煤粉质量的2％。
实施例6的型煤产品检测分析结果如下：
湿球强度平均为120N/个；冷强度平均为1100N/个；热强度平均为300N /个；固硫率平均为45％；型煤浸水强度平均为68N/个；浸水复干强度平均为900N/个；型煤灰熔点平均为1350℃/个。
实施例7
（1）取煤粉100kg和粘合剂2.5kg，其中粘合剂由下述各组分组成：膨润土1kg、氧化淀粉0.725kg、羧甲基纤维素钠0.25kg、聚乙烯醇0.025kg、碳酸钠0.125kg、氧化钙0.25kg、氯化钠0.125kg；将上述原料混合均匀；
（2）向经步骤（1）得到的混合料中喷淋加水，加水量为11kg，边喷淋边搅拌；
（3）将经步骤（2）处理后的混合料送入成型机在27MPa的压力下挤压成型，得到湿型煤；
（4）将步骤（3）得到的湿型煤经100℃烘干窑中干燥，得到型煤产品，经干燥后的型煤产品中的水为煤粉质量的4％。
实施例7的型煤产品检测分析结果如下：
湿球强度平均为85N/个；冷强度平均为900N/个；热强度平均为300N /个；固硫率平均为50％；型煤浸水强度平均为68N/个；浸水复干强度平均为700N/个；型煤灰熔点平均为1350℃/个。
上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，凡依据本发明的技术方案实质内容对以上实施例所做的任何简单修改、等同变换与替换等，均属于本发明的保护范围，本发明要求保护范围内所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种干粉型煤粘合剂，其特征在于其包括如下重量份的原料混合而成：膨润土40~85重量份、氧化淀粉10~50重量份、氯化钠0.1~5重量份、聚乙烯醇0.1~1重量份、碳酸钠0.1~5重量份、氧化钙1~10重量份和羧甲基纤维素钠0.5~10重量份。
2.根据权利要求1所述的一种干粉型煤粘合剂，其特征在于其包括如下重量份的原料混合而成：膨润土60重量份、氧化淀粉30重量份、氯化钠3重量份、聚乙烯醇0.5重量份、碳酸钠1重量份、氧化钙5重量份以及羧甲基纤维素钠0.5重量份。
3.一种含有如权利要求1所述的干粉型煤粘合剂的型煤，其特征在于其包括如下重量份的组分：煤粉100重量份、干粉型煤粘合剂2~3重量份和水1~4重量份。
4.根据权利要求3所述的一种型煤，其特征在于其包括如下重量份的组分：煤粉100重量份、干粉型煤粘合剂2.5重量份和水2重量份。
5.一种根据权利要求3所述的型煤的制备方法，其特征在于其包括如下步骤：
（1）将煤粉100重量份和干粉型煤粘合剂2~3重量份混合均匀，得到混合料；
（2）向经步骤（1）得到的混合料中加水，继续搅拌；
（3）经步骤（2）处理后的混合料挤压成型，得到湿型煤；
（4）将步骤（3）得到的湿型煤经干燥后得到产品。
6.根据权利要求5所述的型煤的制备方法，其特征在于所述步骤（2）中加水至煤粉的总含水质量为煤粉质量的9％~15％。
7.根据权利要求6所述的型煤的制备方法，其特征在于所述步骤（3）中挤压成型的压力为20MPa~28MPa。
8.根据权利要求7所述的型煤的制备方法，其特征在于所述步骤（4）中的干燥温度为60℃~160℃。
9.根据权利要求8所述的型煤的制备方法，其特征在于所述步骤（4）中经干燥后的产品中的水为煤粉质量的1％~4％。
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