CN104987905A

CN104987905A - 一种沼渣做型煤粘结剂及型煤的制作方法

Info

Publication number: CN104987905A
Application number: CN201510484336.4A
Authority: CN
Inventors: 杨茜; 李维尊; 王强; 鞠美庭; 刘乐; 王雁南; 陈昱; 候其东; 王京钰
Original assignee: Austria (tianjin) Environmental Protection Technology Co Ltd; Nankai University
Current assignee: Austria (tianjin) Environmental Protection Technology Co Ltd; Nankai University
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2015-10-21

Abstract

本发明涉及一种沼渣做型煤粘结剂及型煤的制作方法。其中，沼渣做型煤粘结剂的原料组分按重量百分比计包含：煤矸石40-50%、粉煤15%、沼渣30-40%、添加剂5%；生产步骤包括：（1）粉碎沼渣至80-100目（0.178-0.074mm）备用；（2）粉碎煤粉、煤矸石，然后按一定比例与固硫剂搅拌均匀备用；（3）用2%（m/m）NaOH于80℃处理沼渣3h，使混合液呈棕色粘稠状；（4）将（2）步骤中准备好的煤矸石、粉煤和固硫剂的混合物按规定的比例加入步骤（3）中，搅拌均匀后放入烘箱于80℃烘干至含水率在5-8%左右备用；（5）冷压成型，自然养护，得沼渣做型煤粘结剂。该型煤不仅具有低燃点、高燃尽率以及较好的热稳定性等优点，而且具有较高的强度和较好的防水性能，燃烧后的烟尘污染物含量低。

Description

一种沼渣做型煤粘结剂及型煤的制作方法

技术领域

本发明涉及一种沼渣做型煤粘结剂及其制作方法。

本发明的又一目的在于提供一种沼渣二次利用的方法，解决沼渣作为肥料直接还田所造成的有机肥利用率低、土壤板结等后续问题。

背景技术

近年来，随着能源紧缺与环境污染的日趋严重，洁净型煤技术联合生物质固废的利用以其节约能源、降低大气污染成为近年来的研究热点。该技术不仅制备了低燃点、高燃尽率、热稳定性好的型煤，还实现了生物质固废的能源化利用，缓解了我国的能源危机、缓和了农村经济发展与能源及环境之间的矛盾。

型煤是以粉煤为主要原料，按具体用途所要求的配比、机械强度和形状大小经机械加工压制成型的，具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。型煤的强度很大程度上取决于粘结剂。但由于型煤粘结剂普遍存在强度低、防水差、成本高、固硫率差并没有得到广泛的推广和应用。目前型煤粘结剂有很多种，无机的，有机的或人工合成的。综合评价，它们都存在很多不足。以预处理后的生物质作为型煤粘结剂，是近年来大家关注的重点之一。我国是传统的农业生产大国，各类农作物秸秆生物质资源丰富、分布广泛。利用秸秆厌氧消化产沼气是充分利用生物质固废的有效方法之一。厌氧消化产沼实际利用的是秸秆中的纤维素和半纤维素，剩余沼渣中木质素含量很高，且木质素是一类含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物，一般很难被微生物直接利用，若直接将沼渣作为肥料还田，易造成有机肥利用率低、土壤板结等后续问题。

利用本发明配方及方法准备的生物质型煤不仅能够有效利用沼渣，降低煤炭消耗量，而且型煤燃点低、固硫率高、燃烧性能好，解决了现有型煤技术中型煤的燃点高、固硫率低、不易成型、防水性能差、燃烧效率低的问题。

发明内容

本发明涉及一种沼渣做型煤粘结剂及其制作方法。

为实现上述目的，本发明提供的沼渣做型煤粘结剂及其制作方法，主要包括：

本发明提供的一种沼渣做型煤粘结剂及型煤的制作方法，其中原料组分按型煤重量百分比计包含：煤矸石40-50%、粉煤15%、沼渣30-40%、添加剂5%。

生产步骤包括：

1）取沼渣破碎，破碎后粒径80-100目（0.178-0.074mm）备用；

2）将煤粉、煤矸石烘干后分别进行粉碎，然后按一定比例与固硫剂搅拌均匀备用；

3）用2%（m/m）NaOH于80℃处理沼渣3h，使混合液呈棕色粘稠状；

4）将（2）步骤中准备好的煤矸石、粉煤和固硫剂的混合物按规定的比例加入步骤（3）中，搅拌均匀后放入烘箱于80℃烘干至含水率在5-8%左右备用；

5）冷压成型，自然养护，得沼渣做型煤粘结剂。

所述的沼渣，可以是纯农作物秸秆厌氧消化后产生的沼渣；也可以是禽畜粪便与农作物秸秆厌氧联合消化后产生的沼渣；也可以是其他生物质固废（如水葫芦、甘蔗渣、柳枝稷等）厌氧消化后的沼渣。

所述的添加剂为固硫添加剂和钙基固硫剂的混合物，其中钙基固硫剂为氢氧化钙，固硫添加剂为氧化镁；各添加剂含量占总添加剂含量的重量百分比如下：氢氧化钙40-50%，氧化镁50-60%。

与现有技术相比，本发明的优点及有益效果在于：

1）提供了一种沼渣二次利用的方法，解决沼渣作为肥料直接还田所造成的有机肥利用率低、土壤板结等后续问题，又利用了沼渣的热值，降低了成本，实现了生物质固废的二次利用；

2）本发明提供的型煤配方，利用厌氧消化废弃的沼渣，其含量约占型煤质量的30-40%，很大程度上降低了型煤的成本；

3）本发明使用沼渣作为助燃剂，利用碱液高温预处理沼渣后生成的碱木素作为粘结剂，提高了型煤的燃尽率、有效降低了型煤燃点，解决了煤矸石、粉煤难以点燃，燃烧过程中易释放出烟尘的难题；

4）本发明使用经过高温预处理的沼渣作为型煤助燃剂和粘结剂，解决了生物质直接加入易导致因秸秆膨胀反弹导致的型煤开裂、秸秆吸水变潮等难题；利用高温预处理生成的碱木素对粉煤、煤矸石形成的网状包裹，提高了生物质的投加量、机械强度，降低了灰分的含量；

5）采用本发明用以制成的型煤具有冷热强度高，防潮耐水性好，燃烧性能佳，脱硫固灰率高，成本低，不受煤种和固硫剂种类的限制等优点。通过粘结剂的制取及该型煤的工业应用，能使沼渣得到二次利用，也可以解决煤烟大气污染的危害。

具体实施方式

实施例1

以下实施例中使用的沼渣为纯秸秆厌氧消化后产生的沼渣；煤粉为南开大学提供的煤；煤矸石为山西大同提供。

原料配比：煤矸石40%、粉煤15%、沼渣40%、添加剂5%（氢氧化钙40%，氧化镁60%）。

生产步骤：

1）取沼渣破碎，破碎后粒径80-100目（0.178-0.074mm）备用；

5）冷压成型，自然养护，得沼渣做型煤粘结剂。

实施例2

原料配比：煤矸石50%、粉煤15%、沼渣30%、添加剂5%（氢氧化钙40%，氧化镁60%）。

生产步骤：

1）取沼渣破碎，破碎后粒径80-100目（0.178-0.074mm）备用；

5）冷压成型，自然养护，得沼渣做型煤粘结剂。

Claims

1.一种沼渣做型煤粘结剂的方法，其特征在于，由如下重量百分比的原材料制成：煤矸石40-50%、粉煤15%、沼渣30-40%、添加剂5%。

2.根据权利要求1所述的沼渣做型煤粘结剂，其特征在于，所述添加剂为固硫添加剂和钙基固硫剂的混合物，其中钙基固硫剂为氢氧化钙，固硫添加剂为氧化镁；各添加剂含量占总添加剂含量的重量百分比如下：

氢氧化钙40-50%，氧化镁50-60%。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的沼渣做型煤粘结剂，其特征在于，所述煤粉为南开大学提供的煤；煤矸石为山西大同提供。

4.一种沼渣做型煤粘结剂的制备方法，其特征在于，按权利要求1-3中任一项所述的重量百分比称取原材料，按如下步骤制备：

1）将沼渣烘干使其含水率≤5%，然后采用高速万能粉碎机将沼渣粉碎至0.178-0.074mm后备用；

2）将煤粉、煤矸石烘干，使其含水率在8-10%之间，然后将烘干的煤粉和煤矸石放入高速万能粉碎机中分别进行破碎。

5.破碎后，得到的煤粉和煤矸石的粒度≤5mm，然后将煤粉、煤矸石和固硫剂按权利要求1-3中任一项进行混合后备用；

3）将粉碎后的沼渣加入质量分数为2%的NaOH溶液中，并于80℃处理沼渣3h，使混合液呈深棕色粘稠状备用；

4）根据权利要求4所述的（2）步骤，将准备好的煤矸石、粉煤和固硫剂的混合物按权利要求1-3中任一项比例进行混合后加入步骤（3）中，搅拌均匀后放入烘箱于80℃烘干至含水率在5-8%左右备用；

5）冷压成型，自然养护，得沼渣生物质型煤粘结剂及沼渣生物质型煤；

6）根据权利要求4所述的沼渣做型煤粘结剂的制备方法，其特征在于，所述添加剂粉末的粒径在100-120μm。