CN106010705A - 用于型焦成型的复合粘结剂、型焦及型焦的制备方法 - Google Patents

用于型焦成型的复合粘结剂、型焦及型焦的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了用于型焦成型的复合粘结剂、包含该复合粘结剂的型焦及型焦的制备方法。本发明的型焦由半焦和以下重量配比的原料组成的复合粘结剂按照以下步骤制得：将40～65wt％的煤液化残渣和3～30wt％煤矸石粉末的混合物放入半焦粉末中；随后继续加入10～30wt％的煤焦油和3～12wt％的蒽油，获得半焦粉末混合物；将获得的半焦粉末混合物搅拌均匀后放入对辊成型压球机中压制成型。本发明中，因原料来源广泛，所以成本低廉；另外，与半焦混合制备半焦型煤时不需要再额外加入水分，制备过程简便；此外，本发明的型焦强度高、含水量低。

Description

用于型焦成型的复合粘结剂、型焦及型焦的制备方法
技术领域
本发明属于煤炭成型技术研究领域，具体涉及用于型焦成型的复合粘结剂、型焦及型焦的制备方法。
背景技术
半焦又称兰炭、焦炭，是由煤低温干馏所得的可燃固体产物，是很好的高热值无烟燃料，主要用作工业或民用燃料。制备出的半焦有部分为粉末状，粉末状的半焦难以直接燃烧，需要将其成型后才能有效利用。
粘结剂的成本和成型工艺是制约半焦成型的关键。在保证成型效果的前提下，粘结剂越便宜、成型工艺越简单，成型方法越能工业化推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本低廉、使用方便的型焦成型用的粘结剂。以此为基础，本发明进一步提供一种包含该粘结剂的型焦以及用该粘结剂制备型焦的制备方法。
按照本发明，首先提供一种用于型焦成型的复合粘接剂。
本发明的用于型焦成型的复合粘接剂，包括的原料及原料配比如下：
优选地，所述复合粘结剂各原料的配比还可以如下：
进一步地，上述原料中的煤液化残渣的颗粒尺寸≤100目；煤矸石的颗粒尺寸≤100目。
进一步地，煤焦油的含水量为20～60wt％。
进一步地，煤焦油可以为高温煤焦油、中温煤焦油或低温煤焦油。
本发明还提供一种型焦，所述型焦包括半焦和上述复合粘结剂。
进一步地，上述型焦中，半焦与复合粘结剂的重量配比范围在1:0.05～0.2。
此外，上述型焦中，所述半焦的颗粒尺寸≤3mm。
本发明的型焦含水量低，无需进一步烘干，可直接用于燃烧。
本发明还提供一种制备上述型焦的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，将煤液化残渣和煤矸石粉末的混合物放入半焦粉末中；
步骤2，随后继续加入煤焦油和蒽油，获得半焦粉末混合物；
步骤3，将步骤2获得的半焦粉末混合物搅拌均匀；
步骤4，将搅拌均匀的半焦粉末混合物放入成型设备中压制成型。
进一步地，步骤3中进行搅拌的时间为10～20分钟；优选的搅拌时间为15分钟。
本发明技术方案的有益效果在于：使用的复合粘结剂原料容易获得，价格低廉，从而降低粘结剂的成本；将煤液化残渣和煤矸石粉末的混合物放入半焦粉末中，随后继续加入煤焦油和蒽油，获得半焦粉末混合物，将半焦粉末混合物搅拌均匀后制得型焦的制备工艺步骤简单，容易操作，对成型设备要求低；制备出的型焦强度好、含水量低，便于储存、运输和使用，而且无需后续除水干燥，简化工艺步骤，提高工作效率。
具体实施方式
下面具体说明本发明的实施例，以更明晰地阐述本发明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开一种用于型焦成型的复合粘接剂，包含煤液化残渣、煤焦油、蒽油、煤矸石粉，其原料及配比如下：
经过试验验证，本发明复合粘结剂各原料的重量配比为以下范围时，粘结效果更优：
上述原料中的煤液化残渣的尺寸小于等于100目；煤矸石的尺寸小于等于100目；煤焦油的含水量为20～60wt％；煤焦油可以为高温煤焦油、中温煤焦油或低温煤焦油。
煤液化残渣为煤加氢液化产物经过减压蒸馏后得到的残渣。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。这两种物质都属于煤加工后的废弃物，本发明采用该两种物质作为原料，不仅价格低廉，还能实现废物资源化。
煤焦油是煤焦化过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体，价格较低，可作为粘结剂使用。用焦化温度来区分，可分为低温煤焦油、中低温煤焦油、中温煤焦油、高温煤焦油四大类。本发明所述的低温煤焦油是在煤气发生炉在450～650℃之间由煤经过低温干馏而得，是人造石油来源之一，其密度在0.95～1.0之间；中低温煤焦油是煤气发生炉在600～800℃之间产生的焦油，是制取煤气的副产物，它是一种混合产品，既有低温煤焦油，又有中温煤焦油；中温煤焦油是煤气发生炉在900～1000℃之间产生的焦油，通常也是燃烧煤炭产生的，是制取半焦或者蒸汽的副产物，其密度在1.05左右；高温煤焦油是煤焦化在高温1000℃分解下的产物，组分含量复杂，目前市场上深加工较多的是高温煤焦油，主要是提炼各种化合物，其密度在1.15～1.2之间。煤焦油的凝固力、润湿能力一般。本发明采用高、中、低温煤焦油。
蒽油是煤焦油分馏中280～360℃的馏分，粘度大。
煤液化残渣和煤矸石的颗粒尺寸越小，形成的复合粘结剂的效果越好，本发明中，煤液化残渣和煤矸石的颗粒尺寸≤100目时，就能获得较好的粘结效果，满足生产要求。此外，本发明的复合粘接剂，因其原料中的煤焦油含有一定水分，如煤焦油的含水量为20～60wt％时，故复合粘结剂与半焦混合制备型焦时不需要再额外加入水分，使得制备型焦的过程更加简便。
本发明还公开一种型焦，由半焦和上述复合粘结剂构成。所述半焦与所述复合粘结剂的重量配比范围在1:0.05～0.2。所述半焦的颗粒尺寸≤3mm。
型焦的质量主要通过其抗摔强度和抗压强度来评价。抗摔强度是型焦在规定条件下跌落而受冲击力时的耐破碎性能；抗压强度是指型焦抗挤压和冲击的能力。抗摔强度的测定方法有两种：1)将煤样至50公分高处跌落至橡胶板上，跌落至碎的次数为抗摔强度；2)按照GB/T 15459规定的方法进行，测试要点为：取煤样10个称重，装在箱底可以打开的箱子里，在离地2.0m高处打开箱底，让煤样自由跌落到12mm厚的钢板上，反复跌落三次后，用筛子筛分，分别取>5mm和>13mm的重量百分数作为煤样的跌落强度指标(在结果中分别用M5和M13表示)。本发明中型焦的抗摔强度采用后一种方法进行测试。本发明中型焦的抗压强度的测定方法为：将型焦置于型号为LDS～Y10A球团压力试验机上，在压力试验机施载速度为10mm/min的条件下进行测试。
煤的水分越高其燃烧发热量越低，而且不利于储存及运输。本发明中型焦的水分含量测定方法为：取一定量的型焦，于105～110℃烘干至恒定，然后置于干燥器中冷却，根据烘干后型焦的质量损失计算水分的含量。
本发明的型焦具有较好的抗摔强度、抗压强度，便于运输、储存及使用。此外，本发明的型焦含水量低，无需进一步烘干，可直接用于燃烧，大大简化了制备过程。
本发明进一步公开了制备上述型焦的方法，包括以下步骤：
步骤1，将煤液化残渣和煤矸石粉末的混合物放入半焦粉末中；
步骤2，随后继续加入煤焦油和蒽油，获得半焦粉末混合物；
步骤3，将步骤2获得的半焦粉末混合物搅拌均匀；
步骤4，将搅拌均匀的半焦粉末混合物放入成型设备中压制成型。
上述制备方法中，步骤3中进行搅拌的时间为10～20分钟；优选的搅拌时间为15分钟。
本发明提供的型焦的制备方法，用于制备上述型焦，因此具有上述型焦相同的有有益效果，而且本制备方法操作简便，制备时间短，对成型设备的要求低，容易工业化应用。
实施例1
首先，准备复合粘结剂的原料。将煤液化残渣和煤矸石分别破碎，过100目筛，取过筛粉末。然后，按重量份分别称取下列各物质：
煤液化残渣40份、煤焦油30份、蒽油12份、煤矸石18份。
其中，煤焦油为含水量为20％的高温煤焦油。
进一步，准备尺寸≤0.5mm的半焦粉末500份。
在搅拌机中混合上述复合粘结剂中的煤液化残渣和煤矸石过筛粉末20分钟(第一次搅拌)。再将混合均匀的粉末加入上述半焦粉末中，随后加入煤焦油和蒽油，制得半焦混合物。将上述半焦混合物继续搅拌20分钟(第二次搅拌)。最后，将搅拌好的半焦混合物放入对辊成型压球机中压制成型，然后测试制得的型焦的抗摔强度、抗压强度和水分。在表1中给出了测试效果。
实施例2
按以下表1中指定的各原料重复实施例1的步骤，在表1中列出了测试结果。
实施例3
按以下表1中指定的各原料重复实施例1的步骤，在表1中列出了测试结果。
实施例4
按以下表1中指定的各原料重复实施例1的步骤，在表1中列出了测试结果。
实施例5
按以下表1中指定的各原料重复实施例1的步骤，在表1中列出了测试结果。
实施例6
按以下表1中指定的各原料重复实施例1的步骤，在表1中列出了测试结果。
实施例7
按以下表1中指定的各原料重复实施例1的步骤，在表1中列出了测试结果。
表1
从表1中可看出，本发明所列举的实施例制备出的型焦的抗摔强度M5均大于80％，抗压强度均大于180N，由此可见，本发明提供的复合粘结剂粘结效果好，制备出的型焦便于运输、储存和燃烧使用。
从表1中还可看出，本发明所列举的实施例制备出的型焦的水分均不大于10％，后续不用再进行除水干燥，可直接用于燃烧。
再次说明，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于型焦成型的复合粘结剂，包括以下配比的原料：
2.根据权利要求1所述的用于型焦成型的复合粘结剂，其特征在于，各原料的配比如下：
3.根据权利要求1所述的用于型焦成型的复合粘结剂，其特征在于，煤液化残渣的颗粒尺寸≤100目，煤矸石的颗粒尺寸≤100目。
4.根据权利要求1所述的用于型焦成型的复合粘结剂，其特征在于，所述煤焦油的含水量为20～60wt％。
5.根据权利要求1所述的用于型焦成型的复合粘结剂，其特征在于，所述煤焦油为高温煤焦油、中温煤焦油或低温煤焦油。
6.一种型焦，所述型焦由半焦和复合粘结剂制成，其特征在于，所述复合粘结剂为权利要求1～5任一项所述的复合粘结剂。
7.根据权利要求6所述的型焦，其特征在于，半焦与复合粘结剂的重量配比范围在1:0.05～0.2。
8.据权利要求6所述的型焦，其特征在于，所述半焦的颗粒尺寸≤3mm。
9.一种制备权利要求6～8中任一项所述的型焦的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，将煤液化残渣和煤矸石粉末的混合物放入半焦粉末中；
步骤2，继续加入煤焦油和蒽油，获得半焦粉末混合物；
步骤3，将步骤2获得的半焦粉末混合物搅拌均匀；
步骤4，将搅拌均匀的半焦粉末混合物放入成型设备中压制成型。
10.根据权利要求9所述的制备权利要求6～8中任一项所述的型焦的方法，其特征在于，步骤3中进行搅拌的时间为10～20分钟；优选的搅拌时间为15分钟。
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