CN107779233A

CN107779233A - 一种鲁奇炉用气化型煤的黏结剂以及包含所述黏结剂的鲁奇炉用气化型煤

Info

Publication number: CN107779233A
Application number: CN201710901356.6A
Authority: CN
Inventors: 王东升; 王安民; 刘明锐; 安田; 白向飞; 李兴玉; 王晨; 潘涛; 朱川; 奚道华; 蔡志丹; 武琳琳
Original assignee: China Coal Research Institute CCRI; Xinwen Mining Group Co Ltd
Current assignee: China Coal Research Institute CCRI; Xinwen Mining Group Co Ltd
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2018-03-09

Abstract

本发明涉及一种鲁奇炉用气化型煤的黏结剂，尤其是涉及一种以长焰煤为原料的鲁奇炉用气化型煤的黏结剂，以及包含所述黏结剂的鲁奇炉用气化型煤，所述型煤的制备方法。本发明的黏结剂价格相对较低，由本发明黏结剂制备的型煤具有高机械强度、高热稳定性和高防水性能的特点。

Description

一种鲁奇炉用气化型煤的黏结剂以及包含所述黏结剂的鲁奇炉用气化型煤

技术领域

本发明涉及一种鲁奇炉用气化型煤的黏结剂，尤其是涉及一种以长焰煤为原料的鲁奇炉用气化型煤的黏结剂，以及包含所述黏结剂的鲁奇炉用气化型煤，所述型煤的制备方法。

背景技术

随着煤炭开采机械化程度的提高，开采出的煤炭中块煤的比例较低，仅为30％左右，从而造成以块煤为原料的固定床气化块煤原料紧缺。将粉煤制成型煤，可以替代块煤用作气化炉原料。

目前，我国常压固定床造气型煤技术已经比较成熟。全国每年使用的造气型煤在2000万吨左右。随着现代煤化工产业的发展，使用大型加压气化炉是一个发展方向。鲁奇加压气化炉由于其技术成熟、投资低、有效气体产率高的特点，在越来越多的企业得到推广和应用。目前，世界上已在运行的鲁奇炉有200多台，全部采用块煤做原料。

采用鲁奇炉气化工艺的企业面临的问题是块煤资源有限。另一方面，生产的粉煤价格低廉，难以销售，大量积压，还会带来自燃以及粉尘污染等问题。将粉煤制成型煤，不仅能够缓解块煤紧缺的问题，还能降低气化原料成本。

因此，鲁奇炉专用气化型煤的开发研究越来越受到重视。鲁奇炉使用型煤造气，可以充分利用资源，有效降低原料成本，提高粉煤的附加值。因此，鲁奇炉造气型煤技术的开发和应用是型煤技术未来发展的一个重要方向。

鲁奇气化炉内为高温、高压、水蒸气氛围。鲁奇炉用气化型煤不仅要求要有较高的机械强度，还要有一定的热稳定性和防水性能，以保证型煤在鲁奇炉内不会受到水蒸汽的侵蚀和受热破损。

现有技术已提出了一系列型煤及型煤黏结剂：

CN1033863C公开了一种型煤黏结剂及其制备方法，所述型煤黏结剂由聚乙醇缩醛水溶液与腐植酸盐混合反应而成。

CN1057065A公开了一种复合型煤黏结剂，其中所述黏结剂由水泥与 2-10％的聚乙烯醇组成。由于该黏结剂中使用水泥作为粘合组分，因此其灰分含量较高，不适用于鲁奇炉。

CN1037615C公开了一种气化用型煤，其以京西无烟粉煤为原料，通过添加剂京西煤矸石及木质素磺酸钙组成的复合黏结剂而制成。该黏结剂适用于无烟煤，其中所述的气化用型煤适用于中小型合成氨厂，不适用于鲁奇炉。

CN1032971C公开了一种加气高效型煤，其中使用了型煤黏结剂，所述型煤黏结剂由硅酸盐、稀硫酸、磷酸盐、氯化钠、阴离子表面活性剂构成。

CN1033756C公开了一种防水高强度型煤黏结剂，其化学成分为固化剂、增强剂和活化剂；其中固化剂由MgO和Mg(SO₄)₂·6H₂O组成；增强剂由粘土矿、炼铁水渣、Ca(SO₄)₂·2H₂O和CaF₂组成，活化剂由MgCl₂和H₂O组成。其原料成本较高，制备工艺复杂，不适于大规模工业应用。

CN1034512C公开了一种型煤黏结剂，其由15-40％的膨润土、40-80％的电石渣和5-30％的菱铁矿粉组成。该专利声称由所述黏结剂制备的型煤点火、着火容易；但其落下强度较低，仅为51.7％(大于130厘米)。

CN100535088C公开了一种型煤黏结剂，其由超级分离器焦油渣、氨水澄清槽焦油渣和软沥青组成。由其实施例可以看出，该专利所公开黏结剂制备的型煤冷球跌落强度均远远小于90％。

长焰煤变质程度较低，块煤机械强度较低，弹性大、塑性差，成型性能较差。同时，长焰煤挥发分较高，热稳定性较低。现有长焰煤制备的气化型煤机械强度、热稳定性和防水性能均不理想，无法满足鲁奇炉使用要求。因此，本发明的目的是开发一种长焰煤制备的气化型煤，尤其是鲁奇炉用气化型煤，型煤指标满足鲁奇炉用原料技术要求。用本发明型煤黏结剂制备的型煤具有高机械强度、高热稳定性和高防水性能。

本发明的目的通过一种型煤黏结剂实现，所述型煤黏结剂包含糊精、硬脂酸钙、酚醛树脂和含尘焦油。

发明内容

本发明涉及一种鲁奇炉用气化型煤的黏结剂，所述黏结剂包含糊精、硬脂酸钙、酚醛树脂和含尘焦油。

本发明的黏结剂中所用的糊精没有特别的限制，其可为任何市售的糊精，例如获自河北华晨淀粉糖有限公司的糊精。所述糊精可为任何形状，如粉状、颗粒状等。

本发明黏结剂中所用的酚醛树脂没有特别限制，例如来自济南大晖化工科技有限公司。酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。本发明所用的酚醛树脂可为热固性或热塑性的。所述酚醛树脂为粉状、颗粒状。

本发明型煤使用的黏结剂中含尘焦油没有特别限制，例如来自伊犁新天化工有限公司生产的含尘焦油。含尘焦油为鲁奇气化炉副产物，主要组分为煤焦油和焦粉颗粒。所述含尘焦油为液态粘稠状。

本发明型煤黏结剂中的糊精含量可为10-60重量％，优选15-55重量％，更优选20-50重量％，在每种情况下基于该型煤黏结剂的总重量。

本发明型煤黏结剂中的硬脂酸钙含量可为10-70重量％，优选20-65 重量％，更优选25-60重量％，最优选25-55重量％，在每种情况下基于该型煤黏结剂的总重量。

本发明型煤黏结剂中的酚醛树脂含量可为1-40重量％，优选2-35重量％，更优选3-30重量％，最优选5-20重量％，在每种情况下基于该型煤黏结剂的总重量。

本发明型煤黏结剂中的含尘焦油含量可为5-30重量％，优选8-25重量％，更优选10-20重量％，最优选10-15重量％，在每种情况下基于该型煤黏结剂的总重。

需要提及的是，上文所述的各组分含量和优选含量可以以任意方式加以组合而不偏离本发明的范围。此外，在本发明中，如果没有特别指明的话，本发明型煤黏结剂的各组分之和为100重量％。

在本发明的另一方面中，本发明涉及一种鲁奇炉用气化型煤，其包含本发明的黏结剂和长焰煤。本发明型煤黏结剂的用量通常为1-30重量％，优选2-25重量％，更优选2.5-20重量％，进一步优选2.5-15重量％，最优选2.5-10重量％，基于所用长焰煤的重量。

在本发明的另一方面中，本发明还涉及本发明型煤的制备方法，包括将长焰煤与本发明的黏结剂混合并成型。

在所述制备方法中，将所用的长焰煤破碎，例如破碎至3mm以下，然后将破碎的煤与本发明黏结剂混合并成型。

通常在混合前，在破碎的原料煤中加入适当的水。成型水分的量以物料压制时不出水、不沾球窝、将黏结剂与原料煤充分接触为限，通常为1-30 重量％，优选为5-25重量％，更优选为8-20重量％，最优选为10-15重量％，基于所用长焰煤的重量。

本发明型煤通常在对辊机上成型。所用对辊机及其成型工艺是本领域技术人员所熟知的。

在所述型煤成型后，可对其进行干燥也可免烘干。干燥可为晾晒，也可为烘干。烘干方法及条件是本领域技术人员所熟知的。

本发明型煤可为各种形状的，包括但不限于圆球形、椭球形、枕形、多面体形等。

本发明研究开发出的鲁奇炉用气化型煤技术，将长焰煤粉煤制成型煤，用作鲁奇炉气化原料，从而进一步扩大了鲁奇炉的原料范围。不仅缓解了各个煤化工企业鲁奇炉块煤原料紧缺的局势，降低气化原料成本，还解决了长焰煤粉煤因大量积压造成的自燃、粉尘污染和资源浪费的问题，同时提高长焰煤粉煤的价值。本发明能够为企业带来显著的经济效益、环境效益和社会效益，具有广阔的推广应用前景。

与现有技术相比，本发明的黏结剂价格相对较低，由本发明黏结剂制备的型煤具有高机械强度、高热稳定性和高防水性能的特点。由本发明黏结剂制备的型煤具有≥90％的型煤落下强度，且热稳定性BTS₊₁₃≥80％，浸水强度SSC≥150N/个，且其他工艺指标均符合鲁奇气化的要求。

以下实施例阐述本发明，而非对其进行限制。

实施例

测量方法

1.型煤落下强度(DS)的测试方法依据MT/T 925规定的方法执行。

2.型煤热稳定性(BST₊₁₃)的测试方法依据行业标准MT/T 924规定的方法执行。

3.型煤浸水强度(SSC)测试方法依据行业标准MT/T 749规定的方法执行。

黏结剂原料：

1.糊精：河北华晨淀粉糖有限公司，有效物质含量>98.5％；

2.硬脂酸钙：淄川瑞丰塑料助剂厂，钙含量6.5％，游离酸<0.5％；

3.酚醛树脂：济南大晖化工科技有限公司，软化点：95-110℃，游离酚

<4.5％，水分<1.5％，灰分<0.2％；

4.含尘焦油：伊犁新天煤化工有限公司，水分<5％，灰分<1.5％。

黏结剂的制备

按下表1配方分别称取各组分，其中糊精、硬脂酸钙和酚醛树脂三种干粉混合，含尘焦油单独使用。

表1 黏结剂配方(重量％)

黏结剂编号	糊精	硬脂酸钙	酚醛树脂	含尘焦油
					A1	20	55	10	15
A2	35	45	5	15
					A3	40	30	20	10
A4	50	25	15	10

原料煤

原料煤采用长焰煤，来自新疆伊犁新矿煤业伊犁四矿。

型煤的制备

采用如下程序制备型煤：

1、利用破碎机将长焰煤破碎到3mm以下，通过皮带机输送至备煤仓；

2、将各种黏结剂按照比例混合均匀后，输送至黏结剂仓；

3、煤仓中的原料煤通过定量皮带机输送至1#双轴搅拌机(如郑州长城冶金设备有限公司生产的双轴搅拌机)中，同时通过定量给料机将糊精、硬脂酸钙和酚醛树脂混合干粉黏结剂按照比例加入到1#双轴搅拌机中，原料煤与黏结剂混合均匀后进入2#双轴搅拌机(如郑州长城冶金设备有限公司生产的双轴搅拌机)，同时，外加水按照比例加入到2#双轴搅拌机中，再进入3#双轴搅拌机(如郑州长城冶金设备有限公司生产的双轴搅拌机)，同时按照比例加入含尘焦油，搅拌均匀；

4、混合均匀的成型原料通过皮带机输送至对辊成型机(如郑州长城冶金设备有限公司生产的对辊成型机)，压制出型煤；

5、压制出的型煤经皮带机输送至烘干炉顶部进行烘干，烘干后的型煤从烘干炉底部经皮带输送至产品仓。

成型过程中黏结剂的用量以如下表2所示。测量所得型煤的性能，结果示于下表2中。

表2 型煤配方(重量％)及型煤指标

	型煤1	型煤2	型煤3	型煤4	型煤5	型煤6	型煤7
								A1	4	6
A2			5.5
								A3				3	4.5
A4						4.5	7
								DS(％)	78.3	92.3	96.6	75.3	93.8	85.6	95.7
BST₊₁₃(％)	69.3	83.5	86.9	62.3	86.2	80.3	88.2
								SSC(N/个)	80	160	170	90	190	120	180

在表2中，黏结剂A1-A4的用量基于100％原料煤。由上表可以看出，添加量为6％的A1黏结剂、添加量为5.5％的A2黏结剂、添加量为4.5％的A3黏结剂和添加量为7％的A4黏结剂制备的型煤的落下强度≥90％，热稳定性BST₊₁₃≥80％，浸水强度SSC≥150N/个，其中以A2配方的型煤指标最优。满足鲁奇气化炉用原料技术条件。

Claims

1.一种长焰煤成型黏结剂，其包含糊精、硬脂酸钙、酚醛树脂和含尘焦油。

2.如权利要求1的黏结剂，其中糊精含量为10-60重量％，优选15-55重量％，更优选20-50重量％，在每种情况下基于黏结剂的总重。

3.如权利要求1或2的黏结剂，其中硬脂酸钙含量为10-70重量％，优选20-65重量％，更优选25-60重量％，最优选25-55重量％，在每种情况下基于黏结剂的总重。

4.如权利要求1-3中任一项的黏结剂，其中酚醛树脂含量为1-40重量％，优选2-35重量％，更优选3-30重量％，最优选5-20重量％，在每种情况下基于黏结剂的总重。

5.如权利要求1-4中任一项的黏结剂，其中含尘焦油含量可为5-30重量％，优选8-25重量％，更优选10-20重量％，最优选10-15重量％，在每种情况下基于黏结剂的总重。

6.一种鲁奇气化炉气化型煤，其包含长焰煤原料煤和权利要求1-5中任一项的黏结剂。

7.一种制备如权利要求7的型煤的方法，包括将所述原料煤与黏结剂混合的步骤。

8.如权利要求1-5中任一项的黏结剂在制备用于鲁奇气化炉气化型煤中的用途。