CN106497623A - 一种环保型复合型煤粘合剂的制备方法 - Google Patents

一种环保型复合型煤粘合剂的制备方法 Download PDF

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许斌
邹宇帆
邹玉
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Abstract

本发明公开了一种环保型复合型煤粘合剂的制备方法，属于型煤粘合剂制备技术领域。本发明针对复合型煤粘合剂灰熔融性低，易结渣，制备成本高的弊端，本发明首先通过对蓖麻种子进行酸处理，再收集其内部特有脂肪和纤维燃烧后的剩余物，随后使用煅烧剩余物、链甘油三酯及均三嗪对小麦淀粉进行改性，提高粘结性及稳定性，最后于羟甲基纤维素钠、聚乙烯醇及腐植酸钠等混合制得复合型煤粘合剂的方法。本发明制备步骤简单，制备成本低，所得复合型煤粘合剂具有高灰熔融性，无结渣现象出现。

Description

一种环保型复合型煤粘合剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保型复合型煤粘合剂的制备方法，属于型煤粘合剂制备技术领域。
背景技术
型煤粘合剂（也称为型煤粘结剂、型煤粘接剂、型煤复合粘结剂等）是将煤粉等粉状的燃料粘合（结）、加固在一起的，利于成型成块的调和剂；成型后保证型煤具有特定的形状和性能的粉状或液态的型煤辅助原料；主要应用于型煤加工工艺中起到辅助作用。型煤粘合剂是决定型煤质量的关键辅助原料。型煤粘合剂是无机物与多种有机化工原料经过复杂的化学反应而成，加入粉煤迅速形成针网状结构，从而使型煤（煤球）具有很高的冷、热机械强度和热稳定性；很高的防潮、防水性能和水浸强度；投入炉内燃烧值高，燃烧后热强度高，下落破碎率低，不含灰，无污染，操作简单。
型煤粘合剂按其化学成分可分为有机类、无机类、复合类三大类。有机类主要用于民用、工业锅炉型煤、烧烤炭，作为燃料使用；无机类和复合类主要用于民用、工业锅炉、化肥造气等广泛领域。有机类粘合剂包括焦油沥青类粘结剂、生物质淀粉类粘结剂但成本高，容易污染环境，粘结性不佳，稳定性差。有机类粘合剂还存在热态强度和热稳定性较差，易潮解问题。无机类粘合剂来源广，包括石灰，粘土，水泥，陶土和多种无机盐等，该类粘结剂价格低廉，缺点是粘结性低，掺入量大，显著增加了型煤的灰分，防潮防水性能差。复合类粘合剂采用无机、有机化工原料，构成复合多元聚合物，以两种或两种以上的粘结剂组合成复合粘结剂，具有独特的理化性能。但其灰熔融性低，易结渣，制备成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对复合型煤粘合剂灰熔融性低，易结渣，制备成本高的弊端，本发明首先通过对蓖麻种子进行酸处理，再收集其内部特有脂肪和纤维燃烧后的剩余物，随后使用煅烧剩余物、链甘油三酯及均三嗪对小麦淀粉进行改性，提高粘结性及稳定性，最后于羟甲基纤维素钠、聚乙烯醇及腐植酸钠等混合制得复合型煤粘合剂的方法。本发明制备步骤简单，制备成本低，所得复合型煤粘合剂具有高灰熔融性，无结渣现象出现。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）按质量比1:3，取蓖麻种子和质量分数20％盐酸溶液放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，设定频率为1.0～1.5MHz，震荡20～25min，再进行过滤，使用蒸馏水洗涤过滤后的蓖麻种子至洗涤液呈中性，随后将洗涤后的蓖麻种子放入马弗炉中，设定温度为180～210℃，煅烧10～15min；
（2）在上述煅烧结束后，收集煅烧剩余物，按重量份数计，取40～45份蒸馏水、24～32份煅烧剩余物、13～16份中链甘油三酯、11～14份小麦淀粉、9～12份碳酸氢钠、2～4份均三嗪及4～7份丙二醇，放入高压反应釜中，使用氮气保护，设定温度为130～140℃，以180r/min搅拌反应4～6h；
（3）在上述反应结束后，自然冷却至80～90℃，使用氢气将高压反应釜中气体排出，自然冷却至室温后，静置20～25min，出料，将出料物置于冷藏室中，设定温度为3～6℃，静置1～2h，随后进行过滤，使用风干机将滤渣风干，再放入粉碎机中进行粉碎，过150目筛，收集过筛颗粒；
（4）按重量份数计，取60～80份蒸馏水、40～45份上述过筛颗粒、18～20份羟甲基纤维素钠、9～12份聚乙烯醇、4～6份腐植酸钠、2～4份硝酸钾及1～2份碳酸镁，放入搅拌机中，以200r/min搅拌30～40min，收集搅拌混合物，得环保型复合型煤粘合剂。
本发明的应用方法：将本发明制得的环保型复合型煤粘合剂添加至型煤制备原料中，添加量为型煤制备原料的1.1～1.5％，在300～500r/min下搅拌混合40～50min，得混合物，将其放入型煤成型机上压制成型，得型煤即可。本发明型煤粘合剂粘结性好，环保无污染，制得的型煤不仅具有较强的粘结性和稳定性，且具有较好的防潮防水性，可耐水浸没24～40h，冷强度为842～867N/球，热强度为338～385N/球，燃烧后经检测，二氧化硫排放量减少了70～72％，烟尘排放量减少了62～73％。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备步骤简单，制备成本低，所得复合型煤粘合剂环保无污染；
（2）本发明复合型煤粘合剂具有高灰熔融性，无结渣现象出现。
具体实施方式
首先按质量比1:3，取蓖麻种子和质量分数20％盐酸溶液放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，设定频率为1.0～1.5MHz，震荡20～25min，再进行过滤，使用蒸馏水洗涤过滤后的蓖麻种子至洗涤液呈中性，随后将洗涤后的蓖麻种子放入马弗炉中，设定温度为180～210℃，煅烧10～15min；然后在上述煅烧结束后，收集煅烧剩余物，按重量份数计，取40～45份蒸馏水、24～32份煅烧剩余物、13～16份中链甘油三酯、11～14份小麦淀粉、9～12份碳酸氢钠、2～4份均三嗪及4～7份丙二醇，放入高压反应釜中，使用氮气保护，设定温度为130～140℃，以180r/min搅拌反应4～6h；再在上述反应结束后，自然冷却至80～90℃，使用氢气将高压反应釜中气体排出，自然冷却至室温后，静置20～25min，出料，将出料物置于冷藏室中，设定温度为3～6℃，静置1～2h，随后进行过滤，使用风干机将滤渣风干，再放入粉碎机中进行粉碎，过150目筛，收集过筛颗粒；最后按重量份数计，取60～80份蒸馏水、40～45份上述过筛颗粒、18～20份羟甲基纤维素钠、9～12份聚乙烯醇、4～6份腐植酸钠、2～4份硝酸钾及1～2份碳酸镁，放入搅拌机中，以200r/min搅拌30～40min，收集搅拌混合物，得环保型复合型煤粘合剂。
实例1
首先按质量比1:3，取蓖麻种子和质量分数20％盐酸溶液放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，设定频率为1.0MHz，震荡20min，再进行过滤，使用蒸馏水洗涤过滤后的蓖麻种子至洗涤液呈中性，随后将洗涤后的蓖麻种子放入马弗炉中，设定温度为180℃，煅烧10min；然后在上述煅烧结束后，收集煅烧剩余物，按重量份数计，取40份蒸馏水、24份煅烧剩余物、13份中链甘油三酯、11份小麦淀粉、9份碳酸氢钠、2份均三嗪及4份丙二醇，放入高压反应釜中，使用氮气保护，设定温度为130℃，以180r/min搅拌反应4h；再在上述反应结束后，自然冷却至80℃，使用氢气将高压反应釜中气体排出，自然冷却至室温后，静置20min，出料，将出料物置于冷藏室中，设定温度为3℃，静置1h，随后进行过滤，使用风干机将滤渣风干，再放入粉碎机中进行粉碎，过150目筛，收集过筛颗粒；最后按重量份数计，取60份蒸馏水、40份上述过筛颗粒、18份羟甲基纤维素钠、9份聚乙烯醇、4份腐植酸钠、2份硝酸钾及1份碳酸镁，放入搅拌机中，以200r/min搅拌30min，收集搅拌混合物，得环保型复合型煤粘合剂。
将本发明制得的环保型复合型煤粘合剂添加至型煤制备原料中，添加量为型煤制备原料的1.1％，在300r/min下搅拌混合40min，得混合物，将其放入型煤成型机上压制成型，得型煤即可。本发明型煤粘合剂粘结性好，环保无污染，制得的型煤不仅具有较强的粘结性和稳定性，且具有较好的防潮防水性，可耐水浸没24h，冷强度为842N/球，热强度为338N/球，燃烧后经检测，二氧化硫排放量减少了70％，烟尘排放量减少了62％。
实例2
首先按质量比1:3，取蓖麻种子和质量分数20％盐酸溶液放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，设定频率为1.3MHz，震荡23min，再进行过滤，使用蒸馏水洗涤过滤后的蓖麻种子至洗涤液呈中性，随后将洗涤后的蓖麻种子放入马弗炉中，设定温度为195℃，煅烧13min；然后在上述煅烧结束后，收集煅烧剩余物，按重量份数计，取43份蒸馏水、28份煅烧剩余物、15份中链甘油三酯、13份小麦淀粉、10份碳酸氢钠、3份均三嗪及5份丙二醇，放入高压反应釜中，使用氮气保护，设定温度为135℃，以180r/min搅拌反应5h；再在上述反应结束后，自然冷却至85℃，使用氢气将高压反应釜中气体排出，自然冷却至室温后，静置23min，出料，将出料物置于冷藏室中，设定温度为5℃，静置2h，随后进行过滤，使用风干机将滤渣风干，再放入粉碎机中进行粉碎，过150目筛，收集过筛颗粒；最后按重量份数计，取70份蒸馏水、43份上述过筛颗粒、19份羟甲基纤维素钠、10份聚乙烯醇、5份腐植酸钠、3份硝酸钾及2份碳酸镁，放入搅拌机中，以200r/min搅拌35min，收集搅拌混合物，得环保型复合型煤粘合剂。
将本发明制得的环保型复合型煤粘合剂添加至型煤制备原料中，添加量为型煤制备原料的1.3％，在400r/min下搅拌混合45min，得混合物，将其放入型煤成型机上压制成型，得型煤即可。本发明型煤粘合剂粘结性好，环保无污染，制得的型煤不仅具有较强的粘结性和稳定性，且具有较好的防潮防水性，可耐水浸没32h，冷强度为853N/球，热强度为356N/球，燃烧后经检测，二氧化硫排放量减少了71％，烟尘排放量减少了68％。
实例3
首先按质量比1:3，取蓖麻种子和质量分数20％盐酸溶液放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，设定频率为1.5MHz，震荡25min，再进行过滤，使用蒸馏水洗涤过滤后的蓖麻种子至洗涤液呈中性，随后将洗涤后的蓖麻种子放入马弗炉中，设定温度为210℃，煅烧15min；然后在上述煅烧结束后，收集煅烧剩余物，按重量份数计，取45份蒸馏水、32份煅烧剩余物、16份中链甘油三酯、14份小麦淀粉、12份碳酸氢钠、4份均三嗪及7份丙二醇，放入高压反应釜中，使用氮气保护，设定温度为140℃，以180r/min搅拌反应6h；再在上述反应结束后，自然冷却至90℃，使用氢气将高压反应釜中气体排出，自然冷却至室温后，静置25min，出料，将出料物置于冷藏室中，设定温度为6℃，静置2h，随后进行过滤，使用风干机将滤渣风干，再放入粉碎机中进行粉碎，过150目筛，收集过筛颗粒；最后按重量份数计，取80份蒸馏水、45份上述过筛颗粒、20份羟甲基纤维素钠、12份聚乙烯醇、6份腐植酸钠、4份硝酸钾及2份碳酸镁，放入搅拌机中，以200r/min搅拌40min，收集搅拌混合物，得环保型复合型煤粘合剂。
将本发明制得的环保型复合型煤粘合剂添加至型煤制备原料中，添加量为型煤制备原料的1.5％，在500r/min下搅拌混合50min，得混合物，将其放入型煤成型机上压制成型，得型煤即可。本发明型煤粘合剂粘结性好，环保无污染，制得的型煤不仅具有较强的粘结性和稳定性，且具有较好的防潮防水性，可耐水浸没40h，冷强度为867N/球，热强度为385N/球，燃烧后经检测，二氧化硫排放量减少了72％，烟尘排放量减少了73％。

Claims (1)

1.一种环保型复合型煤粘合剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按质量比1:3，取蓖麻种子和质量分数20％盐酸溶液放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，设定频率为1.0～1.5MHz，震荡20～25min，再进行过滤，使用蒸馏水洗涤过滤后的蓖麻种子至洗涤液呈中性，随后将洗涤后的蓖麻种子放入马弗炉中，设定温度为180～210℃，煅烧10～15min；
（2）在上述煅烧结束后，收集煅烧剩余物，按重量份数计，取40～45份蒸馏水、24～32份煅烧剩余物、13～16份中链甘油三酯、11～14份小麦淀粉、9～12份碳酸氢钠、2～4份均三嗪及4～7份丙二醇，放入高压反应釜中，使用氮气保护，设定温度为130～140℃，以180r/min搅拌反应4～6h；
（3）在上述反应结束后，自然冷却至80～90℃，使用氢气将高压反应釜中气体排出，自然冷却至室温后，静置20～25min，出料，将出料物置于冷藏室中，设定温度为3～6℃，静置1～2h，随后进行过滤，使用风干机将滤渣风干，再放入粉碎机中进行粉碎，过150目筛，收集过筛颗粒；
（4）按重量份数计，取60～80份蒸馏水、40～45份上述过筛颗粒、18～20份羟甲基纤维素钠、9～12份聚乙烯醇、4～6份腐植酸钠、2～4份硝酸钾及1～2份碳酸镁，放入搅拌机中，以200r/min搅拌30～40min，收集搅拌混合物，得环保型复合型煤粘合剂。
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