CN107523369A - 一种免沤制的兰炭型煤生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种免沤制的兰炭型煤生产方法，其包括：将兰炭破碎至3mm以下后送至原料仓中，将破碎后的兰炭和配置好的添加剂按其原料组分及其重量百分比配比后于常温下进行混合搅拌，然后送入混碾机并加水调制成湿料。将混碾后的湿料送入成型机压制成型，无需沤制(腐化)，将成型机出来的湿型煤送入封闭式烘干炉内进行烘干处理，烘干后的型煤直接装车或包装。本发明通过免沤制得兰炭型煤，提供了一种工艺简单、低成本、高效率的方法。

Description

一种免沤制的兰炭型煤生产方法
技术领域
本发明属于洁净煤生产技术领域，具体涉及一种免沤制兰炭型煤的生产方法。
背景技术
我国型煤按具体用途所要求的配比，机械强度和形状大小主要以粉煤原料经机械加工压制成型的，具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。常见的有煤砖、蜂窝煤和煤球等。型煤能提高燃烧效率、减少环境污染、扩大瘦煤、气煤、长焰煤和褐煤等高挥发分弱粘结性煤的应用范围，合理利用煤资源。其传统加工工艺是用机械方法将沫煤或粉煤加粘结剂压制成型，先沤制12-16小时，然后入轮碾进行混料碾压，压制成型，但是这种工艺有诸多弊端：粉煤或沫煤本身的加工周期长，无烟煤价格高，工艺繁琐，轮碾产量小，耗电量大，又不能形成连续生产，况且原料的碾压时间以及粘结剂、加水的量均不易控制，对产品质量会产生一定的影响。
我国是一个产煤大国，在未来一定时期内，煤炭仍将是是我国的主体能源，电力、冶金、建材等行业都离不开煤炭，而随着煤炭机械化开采技术的应用，沫煤所占比重超过70％。随着雾霾、温室效应等环境问题的日益严重，国家对煤的清洁利用越来越重视和支持。煤的分质分级是煤的清洁利用方案之一，基于此，煤的热解技术不断开发完善，粉煤热解主要产品就是兰炭沫，兰炭沫由于大量含尘使其应用受到一定限制，因此兰炭沫成型制造兰炭型煤可以大大拓宽利用领域，具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、低成本、高效率且适用范围广的以兰炭为原料的型煤生产方法，通过采用特定的粘结剂使得生产出的型煤，不增加灰份、挥发份、硫，有害气体含量低，强度高、不易返潮等优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种免沤制兰炭型煤生产方法，由以下步骤实现：
1)将兰炭破碎至3mm以下，将破碎后的兰炭和配制好的添加剂在常温下混合搅拌5-7分钟，其中兰炭占总质量的95～99％，添加剂占总质量的1～5％；
2)将步骤(1)所得到的兰炭与添加剂的混合物送入混碾机并加水调制成含水重量比为18-20％的湿料，搅拌5-7分钟；
3)将混碾后的物料送入成型机压制成型，成型机压力为5-8MPa；
4)将成型机出来的湿型煤送入封闭式烘干炉内进行烘干处理，烘干温度为85-95℃，停留时间为5-8小时，连续进料，烘干后得到兰炭型煤。
进一步限定，上述步骤1)中兰炭粒径＜2mm，添加剂100目以下。
进一步限定，所述添加剂包括粘结剂和膨润土，其中粘结剂与膨润土的质量比为1:1-2.33。
进一步限定，所述添加剂包括粘结剂和膨润土，其中粘结剂与膨润土的质量比为1:1.5。
进一步限定，所述添加剂还包括高铝土，其中粘结剂与膨润土、高铝土的质量比为1:1-2.33:0.5。
更进一步限定，所述粘结剂包括改性淀粉、纤维素和碱金属氧化物，其质量比为1:0.1-1:0.05-0.1。
进一步限定，所述改性淀粉为预糊化淀粉、交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉、氧化交联淀粉、交联酯化淀粉、羟丙基淀粉的一种或几种的混合物。
进一步限定，所述纤维素为甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚阴离子纤维素、羟丙基甲基纤维素的一种或几种混合物。
进一步限定，所述碱金属氧化物为氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化钡的一种或几种混合物。
与现有技术相比，本发明的技术优点在于：
(1)采用我国资源丰富且价格低廉的兰炭作为制造型煤的原料与特定添加剂和水，通过配比、混合、成型和烘干，制备洁净型煤。
(2)本发明提供了一种无需沤制(腐蚀)的洁净煤制备方法，只需将兰炭粉碎至3mm以下，并配比特定剂量的添加剂和水，通过混合搅拌、混碾、压制成型、烘干就可制得洁净型煤，整个过程操作简单，自动化操作，生产周期短，可连续生产。
(3)本发明采用特定添加剂，其以改性淀粉、纤维素和碱金属氧化物，通过特定剂量配置成的添加剂具有很强的粘结性，制得的型煤不增加灰份、硫份和一些有害气体，热值高、不易返潮，所制得的型煤，经检验，其空气干燥基成分为：含水量Mad≤3.5％，灰分Aad≤20％，挥发分Vad≤12％，硫含量St.ad≤0.4％，固定碳Fcd≥70％，发热量Qgr.ad≥24KJ/Kg，冷压强度＞800N，以上指标完全符合洁净煤炭的标准，是良好的民用型煤、工业燃料型煤以及工业造气型煤。
附图说明
图1为本发明的免沤制兰炭型煤生产流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于这些实施例。
实施例1
制备洁净型煤的原料：
Mad＝10-15％、Aad＝10-13％、Vad≤10％、St.ad≤0.4％兰炭沫95kg；
本实施例采用FR101添加剂，该添加剂中粘结剂占添加剂总质量的30％，膨润土占添加剂总质量70％，其中粘结剂是由预糊化淀粉、羧甲基纤维素以及氧化钙按照质量比为1:0.3：0.05的配比组成。
参见图1，步骤1：将兰炭沫通过破碎机粉碎成粒径小于3mm的兰炭粉末，将备用的兰炭粉末与添加剂FR101按照兰炭95％，添加剂5％的比例混合，室温下进行混合搅拌，搅拌时间5分钟。
步骤2：将步骤1得到的混合均匀的兰炭与添加剂的混合物送入混碾机并加水调制成含水20％的湿料，混碾机搅拌5分钟。
步骤3：将步骤2的产物送入成型机压制成型，成型机压力为8MPa；其中配备两台混碾机并联使用，通过DCS系统控制进料、出料、加水、搅拌，进而实现连续自动运行。
步骤4：将成型机出来的湿型煤送入封闭式烘干炉内进行烘干处理，烘干温度为95℃，停留时间为5小时，连续进料，连续出料，烘干后的型煤直接装车或包装，无需冷却，得到民用型煤成品。
实施例2：
制备洁净型煤的原料：
Mad＝10-15％、Aad＝10-13％、Vad≤10％、St.ad≤0.4％兰炭沫95kg；
本实施例采用FR102添加剂，添加剂中粘结剂占添加剂总质量的40％，膨润土占添加剂总质量的60％，其中粘结剂是由交联淀粉、羟丙基淀粉、羧甲基纤维素以及氧化镁按照质量比为0.8:0.2:0.2：0.05的比例组成。
步骤1：将兰炭沫通过破碎机粉碎成粒径小于3mm的兰炭粉末，然后送入原料仓中备用，将备用的兰炭粉末与添加剂FR102按照兰炭99％，添加剂1％的比例混合，室温下进行混合搅拌，搅拌时间7分钟。
步骤2：将步骤1得到的混合均匀的兰炭与添加剂的混合物送入混碾机并加水调制成含水18％的湿料，混碾机搅拌7分钟。
步骤3：将步骤2的产物送入成型机压制成型，成型机压力为5MPa；其中配备两台混碾机并联使用，通过DCS系统控制进料、出料、加水、搅拌，进而实现连续自动运行。
步骤4：将成型机出来的湿型煤送入封闭式烘干炉内进行烘干处理，烘干温度为85℃，停留时间为8小时，连续进料，连续出料，烘干后的型煤直接装车或包装，无需冷却，得到民用型煤成品。
实施例3：
制备洁净型煤的原料：
Mad＝10-15％、Aad＝10-13％、Vad≤10％、St.ad≤0.4％兰炭沫95kg；
本实施例采用FR103添加剂，添加剂中粘结剂占添加剂总质量的40％，膨润土占添加剂总质量的40％，高铝土占添加剂总质量的20％。其中粘结剂是由预糊化淀粉、羟丙基淀粉、聚阴离子纤维素、氧化铝按照质量比为0.65:0.35:0.5:0.1的比例组成。
步骤1：将兰炭沫通过破碎机粉碎成粒径小于3mm的兰炭粉末，然后送入原料仓中备用；将备用的兰炭粉末与添加剂FR103按照兰炭98％，添加剂2％的比例混合，室温下进行混合搅拌，搅拌时间5分钟。
步骤2：将步骤1得到的混合均匀的兰炭与添加剂的混合物送入混碾机并加水调制成含水20％的湿料，混碾机搅拌5分钟。
步骤3：将混碾后的物料送入成型机压制成型，成型机压力为6MPa；
步骤4：将成型机出来的湿型煤送入封闭式烘干炉内进行烘干处理，烘干温度为90℃，停留时间为6小时，连续进料，连续出料，烘干后的型煤直接装车或包装，无需冷却，得到民用型煤成品。
实施例4：
本实施例采用FR104添加剂，添加剂中粘结剂占添加剂总质量的40％，膨润土占添加剂总质量的40％，高铝土占添加剂总质量的20％。其中粘结剂是由预糊化淀粉、羟丙基淀粉、聚阴离子纤维素、乙基纤维素、氧化钙按照质量比为0.65:0.35:0.5:0.5:0.1的比例组成。
步骤1：将兰炭沫通过破碎机粉碎成粒径小于3mm的兰炭粉末，然后送入原料仓中备用；将备用的兰炭粉末与添加剂FR104按照兰炭98％，添加剂2％的比例混合，室温下进行混合搅拌，搅拌时间6分钟。
步骤2：将步骤1得到的混合均匀的兰炭与添加剂的混合物送入混碾机并加水调制成含水20％的湿料，混碾机搅拌6分钟。
步骤3：将混碾后的物料送入成型机压制成型，成型机压力为6MPa；
步骤4：将成型机出来的湿型煤送入封闭式烘干炉内进行烘干处理，烘干温度为90℃，停留时间为6小时，连续进料，连续出料，烘干后的型煤直接装车或包装，无需冷却，得到民用型煤成品。
实施例5：
本实施例采用FR105添加剂，添加剂中粘结剂占添加剂总质量的26％，膨润土占添加剂总质量的61％，高铝土占添加剂总质量的13％。其中粘结剂是由醚化淀粉、羟丙基淀粉、交联酯化淀粉、甲基纤维素、氧化铝、氧化钙按照质量比为0.3:0.3:0.4:1:0.04:0.04的比例组成。
步骤1：将兰炭沫通过破碎机粉碎成粒径小于3mm的兰炭粉末，然后送入原料仓中备用；将备用的兰炭粉末与添加剂FR105按照兰炭98％，添加剂2％的比例混合，室温下进行混合搅拌，搅拌时间5分钟。
步骤2：将步骤1得到的混合均匀的兰炭与添加剂的混合物送入混碾机并加水调制成含水20％的湿料，混碾机搅拌5分钟。
步骤3：将混碾后的物料送入成型机压制成型，成型机压力为8MPa；
步骤4：将成型机出来的湿型煤送入封闭式烘干炉内进行烘干处理，烘干温度为95℃，停留时间为5小时，连续进料，连续出料，烘干后的型煤直接装车或包装，无需冷却，得到民用型煤成品。
上述实施例中添加剂的成分可以根据处理兰炭的性能不同在合理范围内进行适当调整，不限于上述的配比。
对于添加剂中粘结剂的改性淀粉还可以在预糊化淀粉、交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉、氧化交联淀粉、交联酯化淀粉、羟丙基淀粉中任意选择或复配。粘结剂的纤维素也可以在甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚阴离子纤维素、羟丙基甲基纤维素中任意选择或复配，碱金属氧化物是在氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化钡中任意选择或复配。对于不同的改性淀粉、纤维素以及碱金属氧化物的种类和配方，对兰炭的粘结性能稍有差异，但是均比普通市售使用的添加剂的效果要好，而且对兰炭成型均有较好的辅助效果。
对比例1
兰炭沫：含水量Mad＝10-15％、灰分Aad＝10-13％、挥发分Vad≤10％、硫含量St.ad≤0.4％；
步骤1：将兰炭沫通过破碎机粉碎成粒径小于3mm的兰炭粉末，备用。
步骤2：将步骤1兰炭送入混碾机，加入市售粘结剂(氢氧化钠、糊精、淀粉、聚丙烯酰胺复配的复合粘结剂)并加水调制成含水20％的湿料，混碾机搅拌5分钟。
步骤3：将步骤2的产物送入成型机压制成型，成型机压力为8MPa。
步骤4：将成型机出来的湿型煤送入封闭式烘干炉内进行烘干处理。
为了验证本发明的技术效果，以上述实施例1～3为例，将实施例1～3生产的型煤与对比例1进行了对比，结果如下：
表1为各实施例与对比例所生产型煤的工艺条件
表2为各实施例与对比例所生产型煤的性能对比
通过上述表2的实验数据对比可知，在原料相同的情况下，本发明所生产的洁净型煤质量指标均优于对比例1所使用粘结剂氢氧化钠、糊精、淀粉、聚丙烯酰胺生产的型煤，尤其是冷压强度明显高，且硫含量较低、发热量较大，完全符合洁净煤炭的标准，是良好的民用型煤、工业燃料型煤以及工业造气型煤。

Claims (9)

1.一种免沤制的兰炭型煤生产方法，其特征在于由以下步骤实现：
1)将兰炭破碎至3mm以下，将破碎后的兰炭和配制好的添加剂在常温下混合搅拌5-7分钟，其中兰炭占总质量的95～99％，添加剂占总质量的1～5％；
2)将步骤(1)所得到的兰炭与添加剂的混合物送入混碾机并加水调制成含水重量比为18-20％的湿料，搅拌5-7分钟；
3)将混碾后的物料送入成型机压制成型，成型机压力为5-8MPa；
4)将成型机出来的湿型煤送入封闭式烘干炉内进行烘干处理，烘干温度为85-95℃，停留时间为5-8小时，连续进料，烘干后得到兰炭型煤。
2.根据权利要求1所述的免沤制的兰炭型煤生产方法，其特征在于，步骤1)中兰炭粒径＜2mm，添加剂100目以下。
3.根据权利要求1所述的免沤制的兰炭型煤生产方法，其特征在于，所述添加剂包括粘结剂和膨润土，其中粘结剂与膨润土的质量比为1:1-2.33。
4.根据权利要求3所述的免沤制的兰炭型煤生产方法，其特征在于，所述添加剂包括粘结剂和膨润土，其中粘结剂与膨润土的质量比为1:1.5。
5.根据权利要求3所述的免沤制的兰炭型煤生产方法，其特征在于，所述添加剂还包括高铝土，其中粘结剂与膨润土、高铝土的质量比为1:1-2.33:0.5。
6.根据权利要求3～5任一项所述的免沤制的兰炭型煤生产方法，其特征在于，所述粘结剂包括改性淀粉、纤维素和碱金属氧化物，其质量比为1:0.1-1:0.05-0.1。
7.根据权利要求6所述的免沤制的兰炭型煤生产方法，其特征在于，所述改性淀粉为预糊化淀粉、交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉、氧化交联淀粉、交联酯化淀粉、羟丙基淀粉的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求6所述的免沤制的兰炭型煤生产方法，其特征在于，所述纤维素为甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚阴离子纤维素、羟丙基甲基纤维素的一种或几种混合物。
9.根据权利要求6所述的免沤制的兰炭型煤生产方法，其特征在于，所述碱金属氧化物为氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化钡的一种或几种混合物。
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