CN1053692C - 一种强防水造气型煤 - Google Patents

Abstract

本发明为一种强防水造气型煤，其特征是采用高铝水泥与羧甲基纤维素组成的复合粘结剂，以粉煤为原料，经过加压成型而制成。该型煤制备工艺较为简易，无需型煤烘干或碳酸化过程，降低了建厂投资和生产成本。此种型煤的冷、热强度高，防水性能好，在贮存、运输过程中有较佳的抗碎、耐水性能，适于供作气化炉造气原料。

Description

一种强防水造气型煤

本发明涉及一种可供气化炉使用的强防水造气型煤。

我国大量的中、小型合成氨厂造气以及煤气发生炉生产燃料气，都需要块状燃料，而随着采煤机械化程度的不断提高，块煤产率逐步降低，造成块煤供不应求的紧张局面，为此，需要大力发展造气型煤。我国已开发和应用了几项成型技术，对缓解块煤供需矛盾起到了重要作用，但是，这些成型技术都还存在一些缺陷，如石灰碳酸化成型技术，需要对压制出的湿型煤进行12-18小时的碳酸化处理；腐植酸型煤、纸浆废液型煤和粘土型煤生产过程中都需要一个烘干工序。无论是碳酸化还是烘干过程，都使型煤制备工艺趋于复杂，而且还增加了型煤厂的建厂投资和生产成本。另一方面，腐值酸型煤、纸浆废液型煤和粘土型煤不防水、不利于贮存和运输。

本发明的目的是提供一种制备工艺较为简易的强防水造气型煤，此种型煤抗水浸和外力冲击的能力强，可就近或运往远处供作气化原料。

本发明的目的是这样实现的：以粉煤为原料，通过配入高铝水泥与羧甲基纤维素组成的复合粘结剂而制成型煤，型煤的配比为(按重量计)：粉煤92-96份，高铝水泥4-8份，羧甲基纤维素按水泥添加量的5-9％加入，总水9-16份。

高铝水泥具有早强性质，用作型煤的粘结剂，经过较短时间的养护与自然干燥之后，型煤即可达到较高的强度，并具有强防水性。但是单用这种水泥作粘结剂，由成型机新压出的生球强度较低，成球率不高。将高铝水泥与少量羧甲基纤维素组成复合粘结剂，不仅保留了高铝水泥早强的性质，而且与单用高铝水泥相比，型煤的强度有较大幅度的提高。因而采用这种复合粘结剂，有降低高铝水泥掺入量的作用，使型煤灰分有所降低。羧甲基纤维素溶于水中形成一种有粘性的浆体，在粉煤成型过程中，此浆体可提高新压出的生球强度，增加成球率。羧甲基纤维素的添加量为高铝水泥加入量的5-9％，添加量少了，型煤强度增加不多，添加量超过上述比例，如增加到11％、15％，型煤的强度又有提高，但型煤成本增加，不够经济。

本型煤的制备方法包括下述几个步骤；

1.将原料煤粉碎至3mm或6mm以下；

2.将粉煤与高铝水泥按一定的比例混合，搅拌均匀；

3.按规定比例向混合料加入溶有羧甲基纤维素的水溶液，并掺混均匀；

4.型煤混合料送入成型机压出生型煤，成型压力为250～300kg/cm²

5.生型煤凝结后，进行保湿养护2～3天，再经自然干燥(气干养护)1-3天，即可成为型煤产品。

本发明与现用的型煤技术相比，有如下优点：

1.型煤的冷、热强度高，防水性能优越，能适应露天贮存和长途运输。

2.型煤的制备工艺简化，养护时间较短，与使用普通硅酸盐水泥作粘结剂的型煤相比，保湿养护时间缩短了一倍，由于无需烘干或碳酸化工序，降低了建厂投资和生产成本。

3.粘结剂不产生二次污染，制出的型煤与石灰碳酸化型煤相比，灰分增加量减少一半以上，与普通硅酸盐水泥型煤相比，灰分也有所降低。

4.本发明适应的煤种较广，可以用无烟粉煤，也可以用烟煤粉煤制出造气型煤。

下面结合实例对本发明作进一步说明：

实施例1：

本实施例是用同一种煤样，分别添加下述几种粘结剂而进行的成型试验；

(1)普通硅酸盐水泥

(2)高铝水泥

(3)高铝水泥与羧甲基纤维素试验用的煤样为山西晋城矿务局凤凰山无烟粉煤，分析结果如下：

水分            灰分              挥发分             发热值

Mad，％         Aad，％           Vad.％             Qgr.ad，MJ/kg

4.3             16.61             5.54               27.43

几次试验的型煤配比及型煤的测定结果列于下表。型煤的制备方法是：按下表所列的配比将粉煤与水泥(普遍硅酸盐水泥或高铝水泥)掺混均匀，然后添加水或羧甲基纤维素的水溶液，经搅拌均匀后，送入成型机压制出生型煤，生型煤先经过一段时间的保湿养护(使型煤保持湿润)，再在空气中自然干燥几天，即可作为型煤样品进行冷、热强度、防水性的测定。试验              型煤配比％                                               型煤性能序号    凤凰山    普通硅酸    高铝     羧甲基    保湿养    自然    冷强度   热强度     24小时

    矿粉煤    盐水泥      水泥     纤维素    护时间    干燥     N/球     N/球     浸水强度

                                              (天)     (天)                         N/球1        90        10                             6         3      580      500        2502        93                   7                   3         3      100      220        2003        91.5                 8.5                 3         3      700      300        3504        93                   7        0.4        3         3      710      350        380

试验表明：使用普通硅酸盐水泥作粘结剂，添加量稍多，这使型煤灰分有所增加，而且保湿养护时间较长，与使用高铝水泥或高铝水泥与羧甲基纤维素作粘结剂相比，增加了1倍。序号4与序号2试样，各添加7％的高铝水泥，但序号4增添了0.4％羧甲基纤维素，其冷强度较序号2增加了77.5％。单用高铝水泥作粘结剂要达到序号4的冷强度，需要将高铝水泥的添加量增加到约8.5％(序号3)，可见使用高铝水泥与羧甲基纤维素作复合粘结剂，有节约水泥、降低型煤灰分的效果。实施例2

原料煤为北京矿务局大台矿无烟粉煤，煤质分析结果如下：

 水分         灰分          挥发分         发热值                 灰熔点C

Mad，％      Aad，％       Vad，％      Q_Rr·ad，MJ/kg      DT       ST       FT

 2.87         24.96          4.73           23.12           1180     1230     1270

型煤的配比为：无烟粉煤95份，高铝水泥5份，羧甲基纤维素0.3份(占水泥添加量的6％)，总水13份。

型煤的制备方法：按上述配比，将粉煤与高铝水泥混合均匀，然后按配比要求加入羧甲基纤维素的水溶液，经搅拌掺混均匀后，将混合料送入成型机压制成生型煤，然后经保湿养护2天，自然干燥3天。型煤冷强度达810N/球，热强度为220N/球，浸水24小时的湿球抗压强度为180N/球。吨型煤的粘结剂成本约40元。

作为原料煤的大台矿粉煤灰熔点较低，如前表所示，ST为1230℃，低于国家标准对造气用煤的ST应大于1250℃的规定，但是应用本发明的复合粘结剂之后，型煤的灰熔点ST提高到1320℃，达到了国家标准。

实施例3

原料煤为山东新汶矿务局协庄矿烟煤粉煤，其分析结果如下：

水分           灰分            挥发分           焦渣特征            发热值

Mad，％        Aad，％         Vad，％           (1-8)          Qgr，ad，MJ/kg

2.14           19.27           31.11               6                 26.57

型煤的配比为：烟煤粉煤93份，高铝水泥7份，羧甲基纤维素0.42份(占水泥重量的6％)，总水14份。型煤的制备方法同实施例2。型煤的冷强度为800N/球，热强度＞1000N/球，24小时的浸水强度为230N/球。

实施例4：

原料煤为山西晋城矿务局古书院矿的无烟粉煤，其分析结果如下：

水分             灰分            挥发分              发热值

Mad，％          Aad，％         Vad，％          Qgr，ad，MJ/kg

0.79             23.10           6.0                 25.43

本实施例为工业性试验结果(前实施例1、2、3为实验室试验结果)，共制出型煤100吨，型煤的配比是：粉煤93份，高铝水泥7份，羧甲基纤维素0.40份，总水12份。

型煤的制备方法：将粉煤与高铝水泥按上述比例混合，并通过机械搅拌均匀后，按配比要求加入溶有羧甲基纤维素的水溶液，经搅拌机械掺混均匀后送入对辊成型机，在300kg/cm²压力下，压制出生型煤，然后在场地上将型煤堆放5天，前两天每天用水管向型煤堆喷水一次，使型煤保湿养护，以后再堆放3天，即成为产品。型煤的冷强度平均达到820N/球，落下强度为89％，热强度＞300N/球，并具有强防水性，24小时的浸水强度为400N/球，复干后，型煤抗压强度为800N/球。吨型煤的粘结剂成本约50元。

经过成型工业性试验制出的型煤，作为造气原料，成功地在晋城矿务局机厂煤气站直径2.26m水煤气固定床气化炉上完成了造气工业性试验，气化炉连续稳定地运转72小时，型煤在气化过程中，加料、造气、排渣都很正常，共产煤气8.347万m³，平均气化效率为68.12％，煤气质量符合要求，其平均组成和热值如下：

                     煤气组成(％)                                            煤气热值CO          H₂          CH₄         CO₂           O₂        N₂+其他          MJ/m³31.9        43.3         1.2          10.0           0.7          12.9              9.13

Claims (1)

1.一种强防水造气型煤，其特征是采用高铝水泥与羧甲基纤维素组成的复合粘结剂，以粉煤为原料，经过加压成型而制成，型煤的配比为(按重量计)：粉煤92-96份，高铝水泥4-8份，羧甲基纤维素按水泥添加量的5-9％(重量比)加入，总水9-16份。