CN106590793A - 提高不粘煤与生石灰混合球团高温强度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了提高不粘煤与生石灰混合球团高温强度的方法。本发明公开了应用复合粘结剂提高不粘煤与生石灰混合球团高温强度的方法，包括：(1)将岩棉、生物质分别粉碎后，混合，得到复合粘结剂；(2)将不粘煤以及生石灰粉碎后与所述的复合粘结剂混合，得到混合料；(3)将混合料进行加热预处理；(4)将加热预处理后的产物挤压成型形成成型棒；(5)将成型棒热解，得到高抗压强度的不粘煤与生石灰混合棒状球团。本发明方法原料经济、工艺可行，能够显著提高不粘煤与生石灰混合球团的高温强度。

Description

提高不粘煤与生石灰混合球团高温强度的方法
技术领域
本发明涉及一种提高不粘煤与生石灰混合球团高温强度的方法，属于制备球团的粘结剂领域。
背景技术
烟煤在隔绝空气的条件下加热时，煤中的有机质大分子受热分解，形成气、液、固三相共存的混合物，称为胶质体，胶质体粘结其本身或外来惰性物质的能力称之为煤的粘结性。对于粘结性强的煤，胶质体中液态产物多且流动性适宜，能较好地充入固体颗粒间隙且有一定粘度；但是此时，胶质体透气性差，胶质体中的气态产物不能自由析出，因此出现膨胀现象，随着温度升高，胶质体中的液态产物产生进一步分解。一部分热解产物呈气态继续析出；另一部分则与固态颗粒融为一体，热缩聚而固化，生成高强度的半焦。对于无粘结性或者弱粘结性煤，胶质体中的液态产物很少，远远不能充满固态颗粒间隙甚至不能浸润固态颗粒表面，气态产物自由析出，固体颗粒各自分散，导致生成的半焦强度很差。
目前，对于不粘煤而言，其与生石灰的成型球团经过热解以后，强度很差，如何维持其与生石灰混合球团热解以后的高温强度是生产实践中亟待需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的之一是针对不粘煤与生石灰的混合球团热解以后、球团的抗压强度很差等问题，旨在提供一种应用复合粘结剂提高不粘煤与生石灰混合球团高温强度的方法。
本发明的目的之二是提供一种实现所述方法的专用系统。
本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：
一种应用复合粘结剂提高不粘煤与生石灰混合球团高温强度的方法，包括：(1)将岩棉、生物质分别粉碎后，混合，得到复合粘结剂；(2)将不粘煤以及生石灰粉碎后与所述的复合粘结剂混合，得到混合料；(3)将混合料进行加热预处理；(4)将加热预处理后的产物挤压成型形成成型棒；(5)将成型棒热解，得到高抗压强度的不粘煤与生石灰混合棒状球团。
进一步，步骤(1)中将岩棉粉碎处理，至粉碎后岩棉的粒度小于3mm。
步骤(1)中将生物质粉碎处理，至粉碎后生物质的粒度小于1mm。
优选的，按质量比计，岩棉和生物质的比例为(1～3):(2～4)。
优选的，所述的岩棉是以天然岩石如玄武岩、辉长石、白云石、铁矿石、铝矾土等为主要原料，经过高温熔化、纤维化而制成的无机质纤维。
优选的，所述的生物质包括但不限于芦竹、锯末或作物秸秆中的任何一种或一种以上按照任意比例组成的混合物。
进一步，步骤(2)中将不粘煤、生石灰与复合粘结剂按照100:(90～120):(15～35)的质量比例进行混合。优选的，所述不粘煤的粘结指数GR.I为0。进一步优选的，所述不粘煤包括但不限于长焰煤或褐煤。
所述生石灰粉碎后的粒度小于0.15mm。
所述不粘煤粉碎后粒度小于0.15mm。所述不粘煤的水分含量为5％以下。
进一步，步骤(3)中所述加热预处理的加热温度为200℃～300℃。
进一步，步骤(4)中将加热预处理的产物放入环模式挤压机中进行挤压成型处理，成型棒的直径为10mm～30mm。
进一步，步骤(5)中将成型棒放入电炉内进行热解。优选的，所述热解温度为700～900℃。
本发明进一步提供了实现应用复合粘结剂提高不粘煤与生石灰混合球团高温强度的方法的专用系统，包括：
粉碎装置，所述粉碎装置设有待粉碎物料进料口和粉碎后产物的出口；
混合装置，所述混合装置设有待混合物料进料口和混合后产物的出口；
热处理装置，所述热处理装置设有待热处理物料进料口和热处理后产物的出口；
挤压成型装置，所述挤压成型装置设有待挤压成型物料进料口和挤压成型后产物的出口；
热解装置，所述热解装置设有待热解物料进料口和热解后产物的出口。
其中，粉碎装置的粉碎后产物的出口与混合装置的待混合物料进料口相连；混合装置的混合后产物的出口与热处理装置的待热处理物料进料口相连；热处理装置的热处理后产物的出口与挤压成型装置的待挤压成型物料进料口相连；挤压成型装置的挤压成型后产物的出口与热解装置的待热解物料进料口相连。
优选的，所述的挤压成型装置是环模式挤压机。所述的热解装置是热解炉。
本发明加入的岩棉和生物质复合粘结剂，在加热的过程中时，岩棉会发生熔融，能较好地充入固体颗粒间隙又有一定粘度，令成型棒中的气态产物不能自由析出，相当于粘结性煤的胶质体，随着温度的进一步升高，生物质会发生炭化反应，热缩聚而固化。正是因为这种复合粘结剂有效的模拟了烟煤的结焦过程，所以使得热解后球团的抗压强度与不加粘结剂相比得到大幅的提高。此外，岩棉和生物质都是非常普遍的化工和农业产物，来源广泛，成本低廉。
本发明采用环模式挤压机成型，可大幅提高成型棒的冷强度，且大幅降低返料率，提高块料产率。
附图说明
图1本发明应用复合粘结剂提高不粘煤与生石灰混合球团高温强度的方法的专用系统的结构示意图；
图2本发明应用复合粘结剂提高不粘煤与生石灰混合球团高温强度的方法的工艺流程图。
附图标记说明：S100-粉碎装置，S200-混合装置，S300-热处理装置，S400-挤压成型装置，S500-热解装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。
参考图1，本发明所提供的应用复合粘结剂提高不粘煤与生石灰混合球团高温强度的方法的专用系统，包括：
粉碎装置S100，所述粉碎装置S100设有待粉碎物料进料口和粉碎后产物的出口；
混合装置S200，所述混合装置S200设有待混合物料进料口和混合后产物的出口；
热处理装置S300，所述热处理装置S300设有待热处理物料进料口和热处理后产物的出口；
挤压成型装置S400，所述挤压成型装置S400设有待挤压成型物料进料口和挤压成型后产物的出口；
热解装置S500，所述热解装置S500设有待热解物料进料口和热解后产物的出口。
作为本发明所述专用系统的一种优选结构，粉碎装置S100的粉碎后产物的出口与混合装置S200的待混合物料进料口相连；混合装置S200的混合后产物的出口与热处理装置S300的待热处理物料进料口相连；热处理装置S300的热处理后产物的出口与挤压成型装置S400的待挤压成型物料进料口相连；挤压成型装置S400的挤压成型后产物的出口与热解装置S500的待热解物料进料口相连。
所述的挤压成型装置S400优选是环模式挤压机。所述的热解装置S500优选是热解炉。
以下结合具体的实施例对本发明的应用复合粘结剂提高不粘煤与生石灰混合球团高温强度的方法进行具体说明：
实施例1
将粉碎的岩棉和生物质按照1:2的质量比例混合均匀，形成复合粘结剂，然后将粉碎的不粘煤、生石灰与制备好的复合粘结剂按照1:0.9:0.15的质量比例进行混合，待混合均匀后，预热至200℃进行热处理，通过环模挤压机进行挤压成型，成型棒的抗压强度如表1所示，然后将成型棒放入热解炉内，设定干馏终温为700℃，停留时间为1.5小时。热解完成后，取出热解后的成型棒进行抗压强度检测，其抗压强度见表2所示。
表1实施例1成型棒抗压强度检测
表2实施例1成型棒热解后抗压强度检测
实施例2
将粉碎的岩棉和生物质按照1:1的质量比例混合均匀，形成复合粘结剂，然后将粉碎的不粘煤、生石灰与制备好的复合粘结剂按照1:1.2:0.25的质量比例进行混合，待混合均匀后，预热至240℃进行热处理，通过环模挤压机进行挤压成型，成型棒的抗压强度如表3所示，然后将成型棒放入热解炉内，设定干馏终温为800℃，停留时间为1.5小时。热解完成后，取出热解后的成型棒进行抗压强度检测，其抗压强度见表4所示。
表3实施例2成型棒抗压强度检测
表4实施例2成型棒热解后抗压强度检测
实施例3
将粉碎的岩棉和生物质按照1:3的质量比例混合均匀，形成复合粘结剂，然后将粉碎的不粘煤、生石灰与制备好的复合粘结剂按照1:1:0.3的比例进行混合，待混合均匀后，预热至300℃进行热处理，通过高压压球机进行压球，球团的抗压强度如表5所示，然后将球团放入热解炉内，设定干馏终温为900℃，停留时间为1.5小时。热解完成后，取出热解后的球团进行抗压强度检测，其抗压强度见表6所示。
表5实施例3成型棒抗压强度检测
表6实施例3成型棒热解后抗压强度检测
对比例1
将粉碎的不粘煤、生石灰按照1:1的质量比例进行混合，待混合均匀后，预热至300℃进行热处理，通过环模挤压机进行挤压成型，成型棒的抗压强度如表7所示，然后将成型棒放入热解炉内，设定干馏终温为900℃，停留时间为1.5小时。热解完成后，取出热解后的成型棒进行抗压强度检测，其抗压强度见表8。
表7对比例1成型棒抗压强度检测
表8对比例1成型棒热解后抗压强度检测
对比例2
将粉碎的不粘煤、生石灰、膨润土按照1:1:0.3的质量比例进行混合，待混合均匀后，预热至300℃进行热处理，通过环模挤压机进行挤压成型，成型棒的抗压强度如表9所示，然后将成型棒放入热解炉内，设定干馏终温为900℃，停留时间为1.5小时。热解完成后，取出热解后的成型棒进行抗压强度检测，其抗压强度见表10。
表9对比例2冷球抗压强度检测
表10对比例2球团热解后抗压强度检测
将实施例1～3和对比例1～2中所得到的冷球和热解后球团的生产条件和抗压强度进行汇总，如表11所示：
表11冷球和热解后球团的抗压强度检测汇总
经过对比发现：实施例1～3的冷球抗压强度和球团热解后抗压强度明显高于对比例1和2中球团的抗压强度，其岩棉和生物质构成的复合粘结剂的粘结性明显优于膨润土粘结剂(对比例2)。而岩棉和生物质构成的复合粘结剂在球团热解后抗压强度相对于冷球抗压强度的下降程度明显低于未添加粘结剂(对比例1)和膨润土粘结剂(对比例2)的抗压强度。

Claims (7)

1.一种应用复合粘结剂提高不粘煤与生石灰混合球团高温强度的方法，其特征在于，包括：(1)将岩棉、生物质分别粉碎后，混合，得到复合粘结剂；(2)将不粘煤以及生石灰粉碎后与所述的复合粘结剂混合，得到混合料；(3)将混合料进行加热预处理；(4)将加热预处理后的产物挤压成型形成成型棒；(5)将成型棒热解，得到高抗压强度的不粘煤与生石灰混合棒状球团。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，将岩棉粉碎处理，至粉碎后岩棉的粒度小于3mm；将生物质粉碎处理，至粉碎后生物质的粒度小于1mm。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，按质量比计，岩棉和生物质的比例为(1～3):(2～4)。
4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的生物质包括但不限于芦竹、锯末或作物秸秆中的任何一种或一种以上按照任意比例组成的混合物。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中将不粘煤、生石灰与复合粘结剂按照100:(90～120):(15～35)的质量比例进行混合。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中生石灰粉碎后的粒度小于0.15mm；不粘煤粉碎后粒度小于0.15mm。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不粘煤的水分含量为5％以下。
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