CN105992811A - 型煤、其制备方法及其制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种型煤制备方法，该型煤在铁水制备装置中被装入熔融气化炉的圆顶部并被急剧加热，所述铁水制备装置包括：用于装入还原铁的熔融气化炉；及连接于熔融气化炉且用于提供还原铁的还原炉。型煤制备方法包括：i)提供微粉煤的步骤；ii)提供糖蜜的步骤；iii)提供原糖粘合剂的步骤；iv)提供微粉煤中添加糖蜜和原糖粘合剂而成的混合物的步骤；及v)成型混合物以提供型煤的步骤。

Description

型煤、其制备方法及其制备装置

技术领域

本发明涉及一种型煤、其制备方法及其制备装置。更为详细地，涉及一种提高型煤的冷强度和热强度的同时，能够节俭制备成本的型煤、其制备方法及其制备装置。

背景技术

在熔融还原炼铁法中使用用于还原铁矿石的还原炉和用于熔化经过还原的铁矿石的熔融气化炉。在熔融气化炉中熔化铁矿石时，型煤作为熔化铁矿石的热源被装入熔融气化炉中。在此，还原铁在熔融气化炉中经过熔化，被转换成铁水及熔渣之后，被排出至外部。被装入熔融气化炉内的型煤形成煤炭填充床。氧气通过设置在熔融气化炉上的风口吹入之后，燃烧煤炭填充床而生成燃烧气体。燃烧气体通过煤炭填充床上升的同时转换成高温还原气体。高温还原气体排出至熔融气化炉的外部，并作为还原气体被供给到还原炉。

通常，通过混合煤炭和粘合剂而制备型煤。此时，将糖蜜作为粘合剂使用。糖蜜的成分根据产地而不同，并且难以根据制糖制造工序控制其成分。因此，将糖蜜作为粘合剂使用而制备型煤时，无法稳定地控制型煤的品质。特别是，若使用具有高水分的糖蜜，则导致型煤的品质下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种型煤，该型煤将原糖粘合剂和糖蜜一起使用，从而能够提高冷强度和热强度的同时节俭制备成本。而且，本发明的目的在于提供一种上述型煤制备方法。而且，本发明的目的在于提供一种上述型煤制备装置。

本发明的一实施例提供一种型煤制备方法，该型煤在铁水制备装置中被装入熔融气化炉的圆顶部并被急剧加热，所述铁水制备装置包括：i)用于装入还原铁的熔融气化炉；及ii)连接于熔融气化炉且用于提供还原铁的还原炉。型煤制备方法包括：i)提供微粉煤的步骤；ii)提供糖蜜的步骤；iii)提供原糖粘合剂的步骤；iv)提供微粉煤中添加糖蜜和原糖粘合剂而成的混合物的步骤；及v)成型混合物以提供型煤的步骤。

在提供原糖粘合剂的步骤中，可将原糖溶液作为原糖粘合剂来提供，原糖溶液可包含35wt％至85wt％的原糖。更为具体地，原糖溶液可包含65wt％至85wt％的原糖。

本发明的一实施例的型煤制备方法在提供糖蜜的步骤之前，可进一步包括微粉煤中添加固化剂的步骤。在提供混合物的步骤中，糖蜜和原糖粘合剂可分别独立地添加到微粉煤中。本发明的一实施例的型煤制备方法在提供糖蜜的步骤之前，可进一步包括在微粉煤中添加固化剂的步骤。在提供混合物的步骤中，糖蜜和原糖粘合剂可事先混合后添加到微粉煤中。可将原糖输送到糖蜜，并与糖蜜混合而制成作为原糖粘合剂的原糖溶液之后添加到微粉煤中。在微粉煤中添加固化剂的步骤中，固化剂可为选自生石灰、消石灰、碳酸钙、水泥、膨润土、黏土(clay)、硅石、硅酸盐、白云石、磷酸及硫酸中的一种以上的物质。

提供原糖粘合剂的步骤可进一步包括：i)利用70℃至120℃的蒸汽熔化原糖以提供熔融液的步骤；ii)在熔融液中添加水并在60℃至70℃中进行搅拌以提供原糖粘合剂的步骤。提供原糖粘合剂的步骤可进一步包括在原糖溶液中添加水以调节原糖溶液的浓度的步骤。提供原糖粘合剂的步骤可包括：i)注入水的同时粉碎甘蔗的步骤；ii)压榨经过粉碎的甘蔗以提供甘蔗汁的步骤；及iii)除去甘蔗汁的杂质，并浓缩甘蔗汁以提供甘蔗糖浆的步骤。可将甘蔗糖浆作为原糖粘合剂提供。在提供甘蔗汁的步骤中，甘蔗汁中含有的固形物的量可为10wt％至30wt％。在提供甘蔗糖浆的步骤中，甘蔗糖浆中含有的固形物的量可为50wt％至80wt％。

还原炉可为流化床型还原炉或者填充床型还原炉。在提供型煤的步骤中，原糖粘合剂的量可为型煤的3重量份至10重量份。更加优选地，原糖粘合剂的量可为型煤的3重量份至5重量份。糖蜜的量可为混合物的5重量份至15重量份，原糖粘合剂的量可为糖蜜的量以下。

在提供原糖粘合剂的步骤中，原糖粘合剂可包含蔗糖，相对于微粉煤100重量份，蔗糖的量可为2重量份至4重量份。在提供原糖粘合剂的步骤中，原糖粘合剂可包含葡萄糖，相对于微粉煤100重量份，葡萄糖的量可为2重量份至4重量份。在提供原糖粘合剂的步骤中，原糖粘合剂可包含果糖，相对于微粉煤100重量份，果糖的量可为2重量份至4重量份。固化剂可为选自生石灰、消石灰、碳酸钙、水泥、膨润土、黏土(clay)、硅石、硅酸盐、白云石、磷酸及硫酸中的一种以上的物质，相对于所述微粉煤100重量份，所述固化剂的量可为1重量份至5重量份。

本发明的一实施例提供一种型煤，该型煤在铁水制备装置中被装入熔融气化炉的圆顶部并被急剧加热，所述铁水制备装置包括：i)用于装入还原铁的熔融气化炉；及ii)连接于熔融气化炉且用于提供还原铁的还原炉。型煤包含微粉煤、糖蜜、原糖粘合剂及固化剂，当原糖粘合剂包含蔗糖时，相对于微粉煤100重量份，蔗糖的量可为1.35重量份至9重量份。更加优选地，蔗糖的量可为2.7重量份至9重量份。更加优选地，蔗糖的量可为3.6重量份至9重量份。

本发明的一实施例的型煤制备装置包括：i)一个以上的原糖溶液储存槽，用于储存原糖溶液；ii)微粉煤储存槽，用于储存微粉煤；iii)糖蜜储存槽，用于储存糖蜜；iv)搅拌器，与原糖溶液储存槽、微粉煤储存槽及糖蜜储存槽分别连接，用于接收原糖溶液、微粉煤及糖蜜而制备混合物；及v)一对辊，连接于搅拌器，用于接收混合物后进行压缩。

原糖溶液储存槽可包括：i)壳体；ii)输送螺杆，其位于壳体内，沿原糖溶液储存槽的长度方向长长地延伸；及iii)蒸汽供给管，其连通于壳体，用于向壳体内供给蒸汽。本发明的一实施例的型煤制备装置可进一步包括：i)原糖储存槽，用于供给原糖；ii)预混合器，用于将原糖储存槽和原糖溶液储存槽相互连接，并且事先搅拌原糖的同时进行输送。

预混合器可沿水平方向长长地延伸。一个以上的原糖溶液储存槽可包括相互隔开设置的一对原糖溶液储存槽，预混合器可与一对原糖溶液储存槽分别连接。本发明的一实施例的型煤制备装置可进一步包括原糖溶液浓度调节器，所述原糖溶液浓度调节器连接于原糖溶液储存槽，并且具备给水线。

本发明的一实施例的型煤制备装置包括：i)原糖储存槽，用于储存原糖；ii)糖蜜储存槽，用于储存糖蜜且连接于原糖储存槽而接收原糖，并在糖蜜储存槽内设置有加热线圈，用于加热并熔化糖蜜和原糖；iii)微粉煤储存槽，用于储存微粉煤；iv)搅拌器，与微粉煤储存槽及糖蜜储存槽分别连接，用于接收原糖、糖蜜及微粉煤而制备混合物；及v)一对辊，连接于搅拌器，用于接收混合物后进行压缩。

在制备型煤时，能够使用原糖粘合剂以提高型煤的热强度。而且，能够一同使用原糖粘合剂和糖蜜以节俭型煤制备成本。

附图说明

图1是本发明的一实施例的型煤制备方法的流程示意图。

图2至图5是本发明的第一实施例至第四实施例的型煤制备装置的示意图。

图6是用于提供图1所示原糖的原糖制备装置的示意图。

图7及图8是分别包括图2至图5所示型煤制备装置的铁水制备装置的示意图。

具体实施方式

第一、第二、第三等的用语用于说明多种部分、成分、领域、层及/或者部门(section)，但并不限定于此。这些用语仅用于将某些部分、成分、领域、层或者部门区别于其他部分、成分、领域、层或者部门而使用。因此，下面描述的第一部分、成分、领域、层或者部门在不脱离本发明的范围内可提及为第二部分、成分、领域、层或者部门。

在此使用的专门用语仅用于提及特定实施例，并不限定本发明。在此使用的单数形式，只要句子中不表示明显与此相反意思，还包括复数形式。说明书中使用的“包括”的意思在于具体化特定特性、领域、整数、步骤、动作、因素及/或者成分，不排除其他特性、领域、整数、步骤、动作、因素及/或者成分的存在或者附加。

虽然不另行定义，包括在此使用的技术用语及科学用语的所有用语与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的意思相同。通常使用的词典中定义的用语可附加解释为具有符合相关技术文献和现今公开的内容的意思，在不下定义的情况下不被解释成理想的或者极为正式的意思。

下面使用的用语“原糖粘合剂”可解释为涵盖包括原糖的所有物质。而且，原糖粘合剂可解释为均包括固体及液体形态的物质。更为具体地，原糖粘合剂可包括原糖溶液。

下面，参照附图详细说明本发明的实施例以使本领域技术人员易于实施。本发明可以实现为多种形态的实施例，并不限于下述实施例。

图1示意地表示本发明的一实施例的型煤制备方法的流程图。图1的型煤制备方法的流程图仅用于例示本发明，本发明并不限定于此。因此，型煤制备方法可变形为多种形式。

如图1所示，型煤制备方法包括：提供微粉煤的步骤S10；提供糖蜜的步骤S20；提供原糖粘合剂的步骤S30；在微粉煤中添加固化剂的步骤S40；提供微粉煤中添加糖蜜和原糖粘合剂而成的混合物的步骤S50；及成型混合物以提供型煤的步骤S60。此外，型煤制备方法可进一步包括其他步骤。

首先，在步骤S10中提供微粉煤。将微粉煤作为原料煤使用。在微粉煤中事先混合水分，并将微粉煤中混合的水分的量保持至2wt％至12wt％。将混合在微粉煤中的水分的量调节为上述范围时，水分能够堵住微粉煤颗粒的气孔。结果，在后续工序中混合的固化剂和粘合剂无法渗透到微粉煤粒子内而存在于微粉煤粒子外部，使得微粉煤粒子相互之间能够很好地结合，因此，能够有效提高型煤的冷强度。

其次，在步骤S20中提供糖蜜。糖蜜是甜菜或者甘蔗中提取糖分而剩下的黑色或者黄土色的汁液。糖蜜是用甘蔗生产原糖的工序中发生的最终副产物。将糖蜜作为粘合剂使用时，能够制备具有优秀的热强度的型煤。

在步骤S30中提供原糖粘合剂。原糖粘合剂为原糖溶液，可使用甘蔗糖浆或者将原糖溶解于水后使用。或者，原糖粘合剂可包含蔗糖、葡萄糖或者果糖。另外，原糖溶液可包含35wt％至85wt％的原糖。若原糖的量过少，则有可能导致型煤的冷强度及热强度降低。而且，若原糖的量过多，则导致型煤的成型性降低或者制造费上升。因此，将原糖的量调节为上述范围。更加优选地，原糖溶液可包含65wt％至85wt％的原糖。原糖溶液的温度可为10℃至80℃。若原糖溶液的温度过高，则有可能损坏原糖。而且，若原糖溶液的温度过低，则有可能导致其流动性下降。因此，将原糖溶液的温度调节为上述范围。

而且，原糖溶液的粘度可调节为1cp至60000cp。若原糖溶液的粘度过高，则流动性不好，导致型煤制备工序效率降低。因此，优选将原糖溶液的粘度调节为上述范围。

在制备型煤时，原糖粘合剂通过与固化剂的糖酸盐反应而提高冷强度。因此，将原糖粘合剂添加于微粉煤而制备型煤时，能够提高型煤的物理性质。而且，在使用原糖粘合剂时，可提高型煤的冷强度，因此能够进一步减少糖蜜的使用量。

另外，原糖粘合剂包含蔗糖(sucrose)、葡萄糖(glucose)及果糖(fructose)。蔗糖称为Sucrose，产品名为白糖。蔗糖是α-glucose(葡萄糖)和β-fructose(果糖)以1，2糖苷键结合而成的二糖类，分子式为C₁₂H₂₂O₁₁，是甘蔗、甜菜、糖槭等的汁液中糖的主成分。蔗糖的甘味的质量、强度等很出色，被用作甜味剂评价的基准物质。葡萄糖是代表性的己醛醣，即具有六个碳原子且具有醛基的单糖类。葡萄糖是碳水化合物代谢的中心化合物，每个分子中可合成38个腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)，分子式为C₆H₁₂O₆。葡萄糖具有D型及L型这两种光学异构体，天然的只存在D型，这样的D-右旋糖(glucose)称为葡萄糖。另外，果糖又称为左旋糖(levulose)的2-己酮糖(ketohexose)的一种，它以游离型及二糖类形态，并以果聚糖(β-2，6-果葡糖(fructane))或者菊粉(β-1，2-果葡糖)等的均多糖类的形态分布于水果、蔬菜、蜂蜜等中。

相对于微粉煤100重量份，葡萄糖或者果糖的量分别可为2重量份至4重量份。另外，相对于微粉煤100重量份，蔗糖的量可为2重量份至5重量份。若蔗糖、葡萄糖或者果糖的量过少，则有可能导致型煤的冷强度降低。而且，若蔗糖、葡萄糖或者果糖的量过多，则有可能导致型煤制备成本增加。因此，将型煤中添加的蔗糖、葡萄糖或者果糖的量优选调节为上述范围。

在步骤S40中，微粉煤中添加固化剂。可将生石灰、消石灰、碳酸钙、水泥、膨润土(clay)、硅石、硅酸盐、白云石、磷酸或者硫酸等作为固化剂使用。优选地，可使用CaO来制备具有优秀的热强度及冷强度的型煤。固化剂的量可以为微粉煤的0.1重量份至5重量份。将固化剂的量调节为上述范围，可大大提高型煤的冷强度。另外，虽然在图1中图示包括步骤S40，但根据情况也可省略步骤S40。

在步骤S50中提供在微粉煤中添加糖蜜和原糖粘合剂而成的混合物。步骤S50的工序时间可保持为与步骤S40的工序时间相同。

最后，在步骤S60中成型混合物而提供型煤。例如，可在向彼此相反方向旋转的双辊之间装入混合物而制备型煤。在此，原糖粘合剂的量可以为型煤的3重量份至10重量份。更加优选地，原糖粘合剂的量可以为型煤的3重量份至5重量份。若原糖粘合剂的量过多，有可能导致型煤制备成本增加。而且，若原糖粘合剂的量过少，则有可能导致型煤的热强度及冷强度降低。因此，优选将原糖粘合剂的量调节为上述范围。

另外，糖蜜的量可以为混合物的5重量份至15重量份。可将糖蜜作为原糖粘合剂而代替，因此，优选原糖粘合剂的量为糖蜜的量以下。若原糖粘合剂的量相比糖蜜的量过多，则有可能导致型煤的成型性降低。因此，优选将糖蜜的量调节为上述范围。

当原糖粘合剂包含蔗糖时，相对于微粉煤100重量份，蔗糖的量可为1.35重量份至9重量份。更加优选地，蔗糖的量可为2.7重量份至9重量份。更加优选地，蔗糖的量可为3.6重量份至9重量份。若蔗糖的量过少，则有可能导致型煤的冷强度降低。而且，若蔗糖的量过多，则原糖粘合剂的流动性下降，难以有效进行型煤制备工序。另外，可与蔗糖一起混合固化剂。固化剂为选自生石灰、消石灰、碳酸钙、水泥、膨润土、黏土(clay)、硅石、硅酸盐、白云石、磷酸及硫酸中的一种以上的物质。相对于微粉煤100重量份，固化剂的量可为1重量份至5重量份。可将固化剂的量调节为上述范围，以提高型煤的冷强度。

可在3℃至300℃下制备型煤。经过成型后在所述温度范围内固化型煤时，型煤的冷强度及热强度均优秀。型煤被装入熔融气化炉的圆顶部并被急剧加热的同时，熔化装入熔融气化炉中的还原铁。还原铁经过熔化被制备成铁水。还原炉连接于熔融气化炉而接收还原气体，并将铁矿石转换成还原铁。

图2示意地表示本发明的第一实施例的型煤制备装置100。图2的型煤制备装置100的结构仅用于例示本发明，本发明并不限定于此。因此，型煤制备装置100可变形为其他形式。

如图2所示，型煤制备装置100包括原糖储存槽10、微粉煤储存槽20、固化剂储存槽30、糖蜜储存槽40、预混合槽50、搅拌器60及一对辊70。此外，根据需要，型煤制备装置100可进一步包括其他装置。

原糖储存槽10用于储存原糖。原糖被输送到连接于原糖储存槽10的糖蜜侧即糖蜜储存槽40，并且与糖蜜一起混合搅拌的过程中，通过在糖蜜储存槽40中设置的加热线圈401与糖蜜一起被加热熔化。因此，在储存有糖蜜的糖蜜储存槽40内可制备原糖溶液。另外，虽然图2中未图示，但在糖蜜储存槽40的周围设置水套而进行间接加热。

糖蜜储存槽40用于储存糖蜜。与此相反，在外部保管糖蜜之后，也可以仅在型煤制备时将适量的糖蜜供给到糖蜜储存槽后使用。在微粉煤储存槽20中储存的微粉煤与固化剂储存槽30中储存的固化剂一起在预混合槽50中得到均匀的混合。

在预混合槽50中添加固化剂的微粉煤被供给到搅拌器60，与从糖蜜储存槽40供给的糖蜜及原糖溶液一起被加以混合。在此，糖蜜和原糖溶液分别与固化剂进行糖酸盐反应及焦糖化反应。将混合微粉煤、糖蜜及原糖溶液而制备的混合物供给到连接于搅拌器60的一对辊70中进行压缩，结果，能够提高制备出的型煤的冷强度。可以仅使用原糖，也可以与糖蜜一起混用而低廉地使用。

图3示意地表示本发明的第二实施例的型煤制备装置200。图3的型煤制备装置200类似于图2的型煤制备装置100，因此对相同部分使用相同的附图标记，并省略其详细说明。

如图3所示，原糖储存槽10中储存的原糖被供给到原糖溶液储存槽42而制备成原糖溶液。为此，原糖溶液储存槽42包括壳体421、蒸汽供给管423及输送螺杆425。壳体421具有沿铅直方向长长地延伸的形状。壳体421可由钢材等制造，以提高其耐久性。输送螺杆425位于壳体421内。输送螺杆425包括叶片，所述叶片在沿原糖溶液储存槽42的长度方向即铅直方向长长地延伸的轴的周围连续形成。原糖溶液储存槽42的温度保持在60℃至65℃。因此，在原糖溶液储存槽42中可有效制备原糖溶液。

输送螺杆425均匀地混合从原糖溶液储存槽42的上部装入的原糖和通过蒸汽供给管421供给的蒸汽。输送螺杆425通过均匀的混合制备原糖溶液之后，将原糖溶液输送到原糖溶液储存槽42的下部。与输送螺杆425一起使用蒸汽，因此能够有效地熔化原糖，并能解决由于重力原糖下沉而发生的不均匀问题。蒸汽温度的温度为100℃至120℃，因此能够很好地熔化原糖而制备原糖溶液，原糖也不会由于热解而树脂化。蒸汽供给管423沿着原糖溶液储存槽42的长度方向相互隔开地连通于壳体421。在原糖溶液储存槽42中，向图3的箭头方向能够均匀地向壳体421内供给蒸汽。结果，在原糖溶液储存槽42中能够制备浓度均匀的原糖溶液。

在原糖溶液储存槽42中制备的原糖溶液被供给到搅拌器60。另外，糖蜜从糖蜜储存槽43被供给到搅拌器60。在此，糖蜜与原糖溶液独立地添加到微粉煤，并在搅拌器中制成混合物。将储存槽分离制成独立结构是为了在一种粘合剂受到微生物污染时防止另一种粘合剂的污染。通过防止微生物导致的发酵现象，能够防止作为粘合剂的功能下降的现象。

图4示意地表示本发明的第三实施例的型煤制备装置300。图4的型煤制备装置300类似于图2的型煤制备装置100，因此对相同部分使用相同的附图标记，并省略其详细说明。

如图4所示，预混合器44相互连接原糖储存槽10和原糖溶液储存槽42。预混合器44连接于原糖储存槽10，从原糖储存槽10接收原糖并在事先搅拌的同时进行输送。因此，输送原糖的同时若存在成块的原糖，则能微细地进行粉碎以均匀地调节其粒度。为此，预混合器44沿水平方向长长地延伸设置。

原糖溶液储存槽42将从预混合器44供给的原糖与通过蒸汽供给管423向箭头方向喷射的蒸汽进行混合而提供熔融液。在此，蒸汽的温度可为70℃至120℃。若蒸汽的温度过低，则有可能导致原糖不易熔化。而且，若蒸汽的温度过高，则由于原糖过热导致原糖溶液储存槽42受损，对耐久性带来不良影响。因此，优选将蒸汽的温度调节为上述范围。

原糖溶液浓度调节器80从原糖溶液储存槽42接收熔融液。原糖溶液浓度调节器80通过自身具备的给水线801，将水添加至熔融液中，并在60℃至70℃下进行搅拌以提供原糖溶液。若搅拌温度过低，水和熔融液不能很好地混合，有可能导致原糖不均匀地存在。而且，若搅拌温度过高，原糖溶液有可能受损。因此，将搅拌温度调节为上述范围。另外，在原糖溶液浓度调节器80中，原糖溶液中添加水以适当地调节原糖溶液的浓度。即，虽然图4中未图示，但在原糖溶液浓度调节器80中附着有传感器80测定原糖溶液的浓度，在原糖溶液的浓度高时供给水。制备出的原糖溶液被供给到原糖溶液供给槽85并被临时储存。而且，原糖溶液被供给到搅拌器60，并与糖蜜及微粉煤一起被均匀地混合。

图5示意地表示本发明的第四实施例的型煤制备装置400。图5的型煤制备装置400类似于图4的型煤制备装置100，因此对相同部分使用相同的附图标记，并省略其详细说明。

如图5所示，可使用一对原糖溶液储存槽42a、42b来制备原糖溶液。一对原糖溶液储存槽42a、42b被相互隔开设置，预混合器44与一对原糖溶液储存槽42a、42b分别连接。因此，可利用一对原糖溶液储存槽42a、42b来增加制备出的原糖溶液的量。

图6示意地表示用于提供图1的原糖的原糖制备装置15。图6的原糖制备装置15仅用于例示本发明，本发明并不限定于此。因此，原糖制备装置15可变形为其他形式。

如图6所示，原糖制备装置15包括粉碎机151、榨汁机152、甘蔗汁储存槽153、真空锅154、杂质去除器155、离心分离器156、甘蔗浓缩机157及生石灰储存槽159。此外，原糖制备装置15根据需要可进一步包括其他结构因素。

粉碎机151在其表面具有凹凸，因此能够细小地粉碎与注入的水一起装入的甘蔗。被细小地粉碎的甘蔗在榨汁机中被榨成汁并被提取为甘蔗汁。甘蔗汁被储存到甘蔗汁储存槽153中。甘蔗汁是粉碎甘蔗而制备的，因此存在着甘蔗栽培过程等中掺杂的很多杂质。因此，从生石灰储存槽159将生石灰投入到输送至杂质去除器155的甘蔗汁而制备除去甘蔗汁中含有的杂质的甘蔗糖浆。甘蔗糖浆可直接使用或者经过浓缩后作为型煤粘合剂使用。甘蔗糖浆具有非常低的粘度，因此，相比糖蜜更有利于管道运送。而且，甘蔗糖浆具有优秀的混合效率，因此通过均匀混合能够减少型煤的冷强度偏差。而且，甘蔗糖浆无关煤种的变化，能够稳定地保持型煤的冷强度。

甘蔗糖浆中含有的固形物的量可为50wt％至80wt％。更加优选地，固形物的量可为65wt％至70wt％。若固形物的量过少，则不能确保型煤充分的强度，并不能抑制微生物的繁殖。特别是，甘蔗糖浆中大量包含的微生物将甘蔗糖浆中包含的蔗糖发酵成乙醇成分，以减少糖成分，降低型煤的冷强度。因此，有必要做到甘蔗糖浆不被微生物发酵。而且，若固形物的量过多，则有可能导致甘蔗糖浆的输送、保管、切出等变得困难。因此，优选地要调节注入的水和甘蔗的量，以将固形物的量调节为上述范围。为了甘蔗糖浆的运送而需要长期保管时，甘蔗糖浆中可添加1wt％以下的石蜡。石蜡可防止由于有机酸等引起的甘蔗糖浆的泡沫的发生。即，甘蔗糖浆中含有的二氧化碳向外部喷出时，会发生泡沫。在搅拌甘蔗糖浆时，因存在产生泡沫的表面活性剂一有机物质，会导致体积增加及泡沫发生，从而有可能导致储存甘蔗糖浆的容器发生爆炸。因此，利用石蜡防止该现象发生。

表1表示基于甘蔗糖浆的总还原糖的固形物含量和固形物的粘度，其中固形物与总还原糖之比为约1.1。

[表1]

NO	固形物(wt％)	总还原糖(wt％)	粘度(cp，25℃)
				1	16	15	100
2	48	46	110
				3	58	54	150
4	68	65	300
				5	78	73	500
6	88	83	2000
				7	96	90	500000

如表1所示，当固形物的含量为78wt％时，甘蔗糖浆的粘度为500cp，满足适合用于型煤粘合剂的25000cp以下的粘度条件。因此，能够工业上使用甘蔗糖浆。并且，此时甘蔗糖浆的总还原糖的量为73wt％，高于糖蜜粘合剂的总还原糖水平45wt％至60wt％。因此，可利用总还原糖高的甘蔗糖浆来提高型煤的强度。更为具体地，优选甘蔗糖浆中含有的总还原糖的量为65wt％至90wt％。若总还原糖的量过少，则有可能导致甘蔗糖浆发酵。因此，为了一年以内稳定地保管使用，甘蔗糖浆中添加生石灰或者消石灰以分离沉淀物。而且，若总还原糖的量过多，甘蔗糖浆具有高的粘度，因此不能适用于实际工序。因此，将总还原糖的量调节为上述范围。

另外，图6表示的杂质去除中使用的生石灰可回收再利用。除掉杂质的甘蔗汁在甘蔗浓缩机157中经过加热浓缩后被用作原糖粘合剂。即，可将从图6的原糖制备装置15获得的甘蔗糖浆直接用作原糖粘合剂来制备型煤。甘蔗糖浆在真空锅154中经过蒸馏及再结晶之后被提取为糖膏(massecuite)。糖膏包含原糖结晶，具有90wt％以上的固形物。而且，在离心分离器156中通过离心分离工序提取原糖。在真空锅154和离心分离器156中持续反复这样的过程以提取原糖，并排除副产物糖蜜。

通过这种工序得到的原糖粘合剂易于进行水分量调节。因此，也能使用具有高的固有水分量的煤种的煤炭。若甘蔗糖浆的水分量过多，由于过多水分有可能导致型煤的强度降低。另外，若甘蔗糖浆的水分量过少，即水分量过分变少为10wt％以下，则在输送上会产生问题，且由于型煤的水分量缺少而有可能导致型煤的强度降低。而且，若代替糖蜜使用原糖粘合剂，可使用多个煤种的煤炭。将图6的原糖制备装置15中得到的甘蔗汁、甘蔗糖浆及原糖的成分分析结果用下表2表示。

[表2]

如表2表示，从图6的原糖制备装置15中得到的甘蔗汁、甘蔗糖浆及原糖均包含蔗糖、葡萄糖或者果糖。在此，蔗糖为二糖类(disaccharide)，葡萄糖和果糖为单糖类(monosaccharide)。原糖中的二糖类含量与单糖类含量之比为90以上，比较高，甘蔗汁和甘蔗糖浆也具有高的比率。与此相对，糖蜜中的二糖类含量与单糖类含量之比于4，非常低。因此，原糖粘合剂相比糖蜜粘合剂即便使用的量少，也能够得到相同的型煤强度。结果，能够缩减型煤制备成本。即，为了得到上述型煤强度，二糖类的量与单糖类的量的比优选为4至1000。更加优选地，二糖类的量与单糖类的量的比可为10至1000。

另外，甘蔗糖浆是压榨并浓缩甘蔗而得到的，因此，其生产工序简单，无需进行需要高度的投资费用的结晶生产工序。而且，还能够省略为了用作粘合剂而要制备成溶液状态的工序。因此，整体上工序简化，能够提高效率。而且，在甘蔗糖浆生产地和型煤制备地之间的距离近时，由于所需运费少使得甘蔗的价格相比原糖低廉，因此，粘合剂的价格低，能够节俭制备成本。而且，甘蔗糖浆不容易附着于成型辊，因此，能够防止发生型煤的形状不良，并且，其粘度相比糖蜜的粘度低，因此能够均匀地涂布在型煤上。另外，由于甘蔗糖浆相比糖蜜其粘着能力高，能够提高型煤的冷强度，因此能够防止因型煤的煤种变化而导致的冷强度和热强度的降低。

图7示意地表示包括图2至图5的型煤制备装置100、200、300、400的铁水制备装置1000。即，图7的铁水制备装置1000可使用型煤制备装置100、200、300、400中的其中任一型煤制备装置。另外，图7的铁水制备装置1000的结构仅用于例示本发明，本发明并不限定于此。因此，图7的铁水制备装置1000可以变形为多种形式。

如图7所示，铁水制备装置1000包括流化床型还原炉90、块状体制备装置94、块状体储存槽96、型煤制备装置100、200、300、400及熔融气化炉98。此外，铁水制备装置1000根据需要可包括其他不同装置。

流化床型还原炉90中装入粉矿形态的铁矿石，铁矿石通过还原气体流动并接触而还原。流化床型还原炉90从熔融气化炉98接收还原气体，为了预热及依次还原，流化床型还原炉90形成为多段。型煤制备装置100、200、300、400提供型煤，型煤被装入熔融气化炉98内，被用作熔化还原铁的热源。为了燃烧型煤，通过风口983向熔融气化炉98内注入氧气而形成回旋区。因此，沿着回旋区的形成熔化还原铁而制备铁水，从型煤发生的还原气体被供给到流化床型还原炉90。

铁矿石在流化床型还原炉90中流动而变成还原铁之后，在块状体制备装置94中经过压缩而制成块状体。块状体被储存到兼备背压平衡功能的块状体储存槽96中之后，与型煤一起被装入熔融气化炉98中。

熔融气化炉98的上部形成有圆顶部981。即，相比熔融气化炉98的其他部分形成更宽广的空间，这里存在高温还原气体。因此，被装入圆顶部981的型煤有可能因为高温还原气体易于粉化。即，由于型煤被投入到保持1000℃的熔融气化炉98的上部，因此型煤会遭受急速的热冲击。因此，型煤降落到熔融气化炉98的下部的同时有可能被粉化。

但是，利用图1的方法制备的型煤具有高的热强度，因此不会在熔融气化炉98的圆顶部981中被粉化，而是保持着烧焦物状态而降落到熔融气化炉98的下部。通过型煤的热解反应生成的烧焦物移动到熔融气化炉98的下部，与通过风口983供给的氧气发生发热反应。结果，型煤可用作将熔融气化炉98保持在高温的热源。另外，烧焦物提供通气性，因此在熔融气化炉98的下部发生的大量的还原气体和从流化床型还原炉90供给的还原铁能够更容易地通过熔融气化炉98内形成的煤炭填充床。

另外，除上述型煤之外，根据需要还可将块状炭材或者焦炭装入熔融气化炉98内。在熔融气化炉98的外壁上设置风口983而吹入氧气。氧气被吹入煤炭填充床并形成回旋区。型煤可在回旋区中燃烧而产生还原气体。

图8示意地表示包括图2至图5的型煤制备装置100、200、300、400的另一种铁水制备装置2000。图8的铁水制备装置2000的结构类似于图7的铁水制备装置1000的结构，因此对相同部分使用相同的附图标记，并省略其详细说明。

如图8所示，铁水制备装置2000包括填充床型熔融气化炉92、型煤制备装置100、200、300、400及熔融气化炉98。此外，铁水制备装置3000根据需要可包括其他不同装置。填充床型还原炉92中装入铁矿石并将其还原。装入填充床型还原炉92的铁矿石事先经过烘干后通过填充床型还原炉92的过程中被制成还原铁。填充床型还原炉92从熔融气化炉98接收还原气体并在其内部形成填充床。型煤制备装置100、200、300、400制备型煤，型煤被装入熔融气化炉98内被用作熔化还原铁的热源。为了燃烧型煤，通过风口983向熔融气化炉98内注入氧气。因此，可利用型煤的燃烧热来熔化还原铁而制备铁水。

下面，通过实验例进一步详细说明本发明。这些实验例仅用于例示本发明，本发明并不限定于此。

原糖溶液的实验例

混合微粉煤、生石灰、原糖溶液及糖蜜而制备型煤。将使用的原糖溶液的浓度调节为多种不同的浓度，将使用的原糖溶液和糖蜜的物理性质用下表3表示。

[表3]

实验例1

相对于微粉煤100重量份，使用生石灰2.7重量份、糖蜜5重量份(固形物3.25重量份)及85％原糖溶液5重量份(固形物4.25重量份)而制备型煤。微粉煤的水分量为8.5重量份。其余实验过程与上述实验例相同。

实验例2

相对于微粉煤100重量份，使用生石灰2.7重量份、糖蜜5重量份(固形物3.25重量份)及85％原糖溶液3重量份(固形物0.255重量份)而制备型煤。微粉煤的水分量为8.5重量份。其余实验过程与上述实验例1相同。

实验例3

相对于微粉煤100重量份，使用生石灰2.7重量份、糖蜜5重量份(固形物3.75重量份)及75％原糖溶液5重量份(固形物5重量份)而制备型煤。其余实验过程与上述实验例1相同。

实验例4

相对于微粉煤100重量份，使用生石灰2.7重量份、糖蜜5重量份(固形物3.75重量份)及75％原糖溶液3重量份(固形物3重量份)而制备型煤。其余实验过程与上述实验例1相同。

实验例5

相对于微粉煤100重量份，使用生石灰2.7重量份、糖蜜5重量份(固形物3.75重量份)及65％原糖溶液5重量份(固形物3.25重量份)而制备型煤。其余实验过程与上述实验例1相同。

实验例6

相对于微粉煤100重量份，使用生石灰2.7重量份、糖蜜5重量份(固形物3.75重量份)及65％原糖溶液3重量份(固形物1.95重量份)而制备型煤。其余实验过程与上述实验例1相同。

实验例7

相对于微粉煤100重量份，使用生石灰2.7重量份、糖蜜5重量份(固形物3.75重量份)及65％原糖溶液4重量份(固形物2.6重量份)而制备型煤。其余实验过程与上述实验例1相同。

实验例8

相对于微粉煤100重量份，使用生石灰2.7重量份、糖蜜5重量份及55％原糖溶液5重量份而制备型煤。其余实验过程与上述实验例1相同。

实验例9

相对于微粉煤100重量份，使用生石灰2.7重量份、糖蜜5重量份(固形物3.75重量份)及55％原糖溶液4重量份(固形物2.2重量份)而制备型煤。其余实验过程与上述实验例1相同。

实验例10

相对于微粉煤100重量份，使用生石灰2.7重量份、糖蜜5重量份及35％原糖溶液5重量份而制备型煤。其余实验过程与上述实验例1相同。

比较例1

相对于微粉煤100重量份，使用生石灰2.7重量份及糖蜜10重量份而制备型煤。其余实验过程与上述实验例1相同。

比较例2

相对于微粉煤100重量份，使用生石灰2.7重量份、及糖蜜5重量份(固形物3.75重量份)而制备型煤。其余实验过程与上述比较例1相同。

原糖溶液的实验结果

测定根据前述实验例1至实验例10、比较例1及比较例2制备的型煤的压缩强度及降落强度(四次、八次)。其结果用下表4表示。

[表4]

从实验结果可知，根据本发明的实验例1至实验例10制备的型煤的压缩强度和降落强度相比比较例1及比较例2有所增加。进而，可以看出实验例1至实验例7中使用适量的原糖溶液时，型煤的压缩强度和降落强度得到进一步提高。而且，由于在重量相同的情况下糖蜜的原料费低于原糖溶液的原料费，因此将糖蜜与原糖溶液一起混用时能够更加节俭型煤制备成本。

蔗糖、葡萄糖、果糖的实验例

实验例11

对于100重量份煤炭，混合作为固化剂的2.7重量份的CaO及作为粘合剂的2重量份的蔗糖及6重量份的糖蜜而制备型煤。其余实验过程与上述实验例相同。

实验例12

对于100重量份煤炭，混合作为固化剂的2.7重量份的CaO及作为的粘合剂4重量份的蔗糖及6重量份的糖蜜而制备型煤。其余实验过程与上述实验例7相同。

实验例13

对于100重量份煤炭，混合作为固化剂的2.7重量份的CaO及作为粘合剂的2重量份的葡萄糖及6重量份的糖蜜而制备型煤。其余实验过程与上述实验例相同。

实验例14

对于100重量份煤炭，混合作为固化剂的2.7重量份的CaO及作为粘合剂的4重量份的葡萄糖及6重量份的糖蜜而制备型煤。其余实验过程与上述实验例1相同。

实验例15

对于100重量份煤炭，混合作为固化剂2.7重量份的CaO及作为粘合剂2重量份的果糖及6重量份的糖蜜而制备型煤。其余实验过程与上述实验例相同。

实验例16

对于100重量份煤炭，混合作为固化剂的2.7重量份的CaO及作为粘合剂的4重量份的果糖及6重量份的糖蜜而制备型煤。其余实验过程与上述实验例1相同。

比较例3

对于100重量份煤炭，混合作为固化剂的2.7重量份的CaO及作为粘合剂的6重量份的糖蜜而制备型煤。其余实验过程与上述实验例1相同。

比较例4

对于100重量份煤炭，混合作为固化剂的2.7重量份的CaO及作为粘合剂的8重量份的糖蜜而制备型煤。其余实验过程与上述实验例1相同。

比较例5

对于100重量份煤炭，混合作为固化剂的2.7重量份的CaO及作为粘合剂的10重量份的糖蜜而制备型煤。其余实验过程与上述实验例1相同。

蔗糖、葡萄糖、果糖的实验结果

对于根据前述实验例11至实验例16和比较例3至比较例5制备的型煤，测定冷强度和热强度，并实施工业分析。这种实验过程是本领域技术人员能够易于理解的，故省略详细说明。

表5表示根据前述实验例11至实验例16和比较例3至比较例5制备的型煤的实验结果。如表5表示，可以看出相比仅将糖蜜作为粘合剂使用，一同使用蔗糖、葡萄糖及果糖时，型煤的冷强度和热强度得到了提高。而且，可以看出添加当蔗糖时，相比添加葡萄糖和果糖，型煤的冷强度进一步提高。

[表5]

如上所述对本发明进行了说明。但在不脱离权利要求书所要保护的本发明的概念和范围内，本领域技术人员进行的多种修正及变形均属本发明的保护范围内。

Claims (30)

1.一种型煤制备方法，所述型煤在铁水制备装置中被装入熔融气化炉的圆顶部并被急剧加热，所述铁水制备装置包括：用于装入还原铁的熔融气化炉；及连接于所述熔融气化炉且用于提供还原铁的还原炉，

所述型煤制备方法包括：

提供微粉煤的步骤；

提供糖蜜的步骤；

提供原糖粘合剂的步骤；

提供所述微粉煤中添加糖蜜和原糖粘合剂而成的混合物的步骤；及

成型所述混合物以提供型煤的步骤。

2.根据权利要求1所述的型煤制备方法，其中，

在提供所述原糖粘合剂的步骤中，将原糖溶液作为所述原糖粘合剂来提供，所述原糖溶液包含35wt％至85wt％的原糖。

3.根据权利要求2所述的型煤制备方法，其中，

所述原糖溶液包含65wt％至85wt％的原糖。

4.根据权利要求1所述的型煤制备方法，其中，

在提供所述糖蜜的步骤之前，进一步包括在所述微粉煤中添加固化剂的步骤，

在提供所述混合物的步骤中，所述糖蜜和所述原糖粘合剂分别独立地添加到微粉煤中。

5.根据权利要求1所述的型煤制备方法，其中，

在提供所述糖蜜的步骤之前，进一步包括在所述微粉煤中添加固化剂的步骤，

在提供所述混合物的步骤中，所述糖蜜和所述原糖粘合剂事先混合后再添加到微粉煤中。

6.根据权利要求5所述的型煤制备方法，其中，

向所述糖蜜输送原糖，从而将所述原糖与所述糖蜜混合而制成作为所述原糖粘合剂的原糖溶液之后添加到所述微粉煤中。

7.根据权利要求5所述的型煤制备方法，其中，

在所述微粉煤中添加固化剂的步骤中，所述固化剂为选自生石灰、消石灰、碳酸钙、水泥、膨润土、黏土、硅石、硅酸盐、白云石、磷酸及硫酸中的一种以上的物质。

8.根据权利要求1所述的型煤制备方法，其中，

在提供所述原糖粘合剂的步骤包括：

利用70℃至120℃的蒸汽熔化原糖以提供熔融液的步骤；及

在所述熔融液中添加水并在60℃至70℃中进行搅拌以提供所述原糖粘合剂的步骤。

9.根据权利要求8所述的型煤制备方法，其中，

提供所述原糖粘合剂的步骤进一步包括在原糖溶液中添加水以调节所述原糖溶液的浓度的步骤。

10.根据权利要求1所述的型煤制备方法，其中，

提供所述原糖粘合剂的步骤包括：

注入水的同时粉碎甘蔗的步骤；

压榨经过粉碎的所述甘蔗以提供甘蔗汁的步骤；及

除去所述甘蔗汁的杂质，并浓缩所述甘蔗汁以提供甘蔗糖浆的步骤，

并且将所述甘蔗糖浆作为所述原糖粘合剂来提供。

11.根据权利要求10所述的型煤制备方法，其中，

在提供所述甘蔗汁的步骤中，所述甘蔗汁中含有的固形物的量为10wt％至30wt％。

12.根据权利要求11所述的型煤制备方法，其中，

在提供所述甘蔗糖浆的步骤中，所述甘蔗汁中含有的固形物的量为10wt％至30wt％。

13.根据权利要求11所述的型煤制备方法，其中，

所述还原炉为流化床型还原炉或者填充床型还原炉。

14.根据权利要求1所述的型煤制备方法，其中，

在提供所述型煤的步骤中，所述原糖粘合剂的量为所述型煤的3重量份至10重量份。

15.根据权利要求14所述的型煤制备方法，其中，

所述原糖粘合剂的量为所述型煤的3重量份至5重量份。

16.根据权利要求14所述的型煤制备方法，其中，

所述糖蜜的量为所述混合物的5重量份至15重量份，所述原糖粘合剂的量为所述糖蜜的量以下。

17.根据权利要求1所述的型煤制备方法，其中，

在提供所述原糖粘合剂的步骤中，所述原糖粘合剂包含蔗糖，相对于所述微粉煤100重量份，所述蔗糖的量为2重量份至5重量份。

18.根据权利要求1所述的型煤制备方法，其中，

在提供所述原糖粘合剂的步骤中，所述原糖粘合剂包含葡萄糖，相对于所述微粉煤100重量份，所述葡萄糖的量为2重量份至4重量份。

19.根据权利要求1所述的型煤制备方法，其中，

在提供所述原糖粘合剂的步骤中，所述原糖粘合剂包含果糖，相对于所述微粉煤100重量份，所述果糖的量为2重量份至4重量份。

20.一种型煤，所述型煤在铁水制备装置中被装入熔融气化炉的圆顶部并被急剧加热，所述铁水制备装置包括：用于装入还原铁的熔融气化炉；及连接于所述熔融气化炉且用于提供还原铁的还原炉，其中，

所述型煤包含微粉煤、糖蜜、原糖粘合剂及固化剂，

当所述原糖粘合剂包含蔗糖时，相对于所述微粉煤100重量份，所述蔗糖的量为1.35重量份至9重量份。

21.根据权利要求20所述的型煤，其中，

所述蔗糖的量为2.7重量份至9重量份。

22.根据权利要求21所述的型煤，其中，

所述蔗糖的量为3.6重量份至9重量份。

23.根据权利要求21所述的型煤，其中，

所述固化剂为选自生石灰、消石灰、碳酸钙、水泥、膨润土、黏土、硅石、硅酸盐、白云石、磷酸及硫酸中的一种以上的物质，相对于所述微粉煤100重量份，所述固化剂的量为1重量份至5重量份。

24.一种型煤制备装置，包括：

一个以上的原糖溶液储存槽，用于储存原糖溶液；

微粉煤储存槽，用于储存微粉煤；

糖蜜储存槽，用于储存糖蜜；

搅拌器，与所述原糖溶液储存槽、所述微粉煤储存槽及所述糖蜜储存槽分别连接，用于接收所述原糖溶液、所述微粉煤及所述糖蜜而制备混合物；及

一对辊，连接于所述搅拌器，用于接收混合物后进行压缩。

25.根据权利要求24所述的型煤制备方法，其中，

所述原糖溶液储存槽包括：

壳体；

输送螺杆，位于所述壳体内，沿所述原糖溶液储存槽的长度方向长长地延伸；及

蒸汽供给管，连通于所述壳体，用于向所述壳体内供给蒸汽。

26.根据权利要求24所述的型煤制备装置，其中，进一步包括：

原糖储存槽，用于供给原糖；及

预混合器，用于将所述原糖储存槽和所述原糖溶液储存槽相互连接，事先搅拌原糖的同时输送所述原糖。

27.根据权利要求26所述的型煤制备装置，其中，

所述预混合器沿水平方向长长地延伸。

28.根据权利要求26所述的型煤制备装置，其中，

所述一个以上的原糖溶液储存槽包括相互隔开设置的一对原糖溶液储存槽，

所述预混合器与所述一对原糖溶液储存槽分别连接。

29.根据权利要求24所述的型煤制备装置，其中，

进一步包括原糖溶液浓度调节器，所述原糖溶液浓度调节器连接于所述原糖溶液储存槽，并且具备给水线。

30.一种型煤制备装置，包括：

原糖储存槽，用于储存原糖；

糖蜜储存槽，用于储存糖蜜且连接于所述原糖储存槽而接收所述原糖，并在所述糖蜜储存槽内设置有加热线圈，用于加热并熔化所述糖蜜和所述原糖；

微粉煤储存槽，用于储存微粉煤；

搅拌器，与所述微粉煤储存槽及所述糖蜜储存槽分别连接，用于接收所述原糖、所糖蜜及所述微粉煤而制备混合物；及

一对辊，连接于搅拌器，用于接收混合物后进行压缩。