CN109385289A - 一种以无烟煤为主要原料生产半焦的方法 - Google Patents

一种以无烟煤为主要原料生产半焦的方法 Download PDF

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黄张根
孟佳文
曾泽泉
宁卫云
韩小金
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/04—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of powdered coal

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Abstract

一种以无烟煤为主要原料生产半焦的方法是将无烟煤煤粉、焦煤煤粉与腐植酸钠、羧甲基纤维素钠、沥青混合后，另加入水将其搅拌均匀；在10‑30MPa的压力下压制成型，脱水干燥，经过炭化制得半焦。本发明具有硫含量低，容易点燃，强度高的优点。

Description

一种以无烟煤为主要原料生产半焦的方法
技术领域
本发明涉及一种以无烟煤为原料的半焦的生产方法。所生产的半焦用于民用取暖领域。
背景技术
煤炭是我国能源消费的主体，尽管近年来煤炭在中国能源结构中的占比有所下降，但仍有60％以上的占比。其中，大约有20％的煤作为散烧煤，用于民用取暖等领域。民用散烧煤多为无组织低空排放，燃煤消耗量大、污染源分散、污染面积广，造成严重的大气污染。因此，为降低燃煤排放中污染物的含量，减少雾霾，保护大气环境，亟待寻求更为清洁环保的民用燃料。
半焦/型焦，是以煤粉为原料，适当配以焦煤等粘结性较强的煤种，再加入特定的粘结剂加工压制成型后，再经炭化工艺得到的产品。粉煤通过热解转化后，约60％的硫、30％的氮可被其中脱除处理，所得的半焦/型焦具有低硫、低氮、易燃、热值高、灰分少的特点，且在生产过程中没有“三废”的形成，对于减缓污染，提高大气质量也有积极的作用。与型焦相比，半焦在生产过程中的炭化温度相对较低，炭化时间相对较短，因此更容易被点燃，适合替代散烧煤，作为民用燃料使用。CN101397502A公开了一种利用卧式回转窑工艺生产型焦的方法，其炭化温度可以达到1200℃，炭化时间可以达到25个小时。这种方法生产的型焦挥发分极低，不易被点燃，不适合作为民用燃烧。
无烟煤，固定碳含量高，挥发分低，硬度大，燃烧时不冒烟。受热后只产生微量的焦油，而且具有一定的强度，可以承受一定的负荷。但是无烟煤受热后不粘结，这就需要挑选合适的粘结剂来增加半焦的强度。
我国的无烟煤储量丰富，大小煤田遍布全国，块状的无烟煤适用于各种工业生产使用。而粉末状的无烟煤却得不到合理的应用，并且粉煤的价格要比块煤低50％左右，因此粉状的无烟煤是半焦原料煤的良好选择。
CN201510621730.8公开了一种环保固硫固尘半焦型煤的生产方法，以无烟煤末和烟煤末为原料制得的焦型煤固硫固尘，环保无污染，但是其成品强度较低，只有≥80N，不能满足民用半焦存储、运输和使用的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种硫含量低，容易点燃，强度高的以无烟煤为主要原料生产半焦的方法。
本发明的半焦生产方法，包括以下步骤：
(1)将无烟煤与焦煤分别粉碎至1mm以下；
(2)将上述粉碎后的无烟煤煤粉、焦煤煤粉与腐植酸钠、羧甲基纤维素钠、沥青混合后，另加入无烟煤煤粉、焦煤煤粉与粘结剂总量15wt％的水将其搅拌均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合物在10-30MPa的压力下压制成型；
(4)上述成型后的型煤脱水干燥；
(5)将上述干燥后的型煤经过炭化制得半焦，炭化时的炭化温度为600-900℃，炭化时间为30-90min。
进一步的，上述步骤中，所选用的焦煤的粘结性指数为20-95，焦渣特征为4-7；
进一步的，上述步骤中，各原料组成为(重量百分比)：无烟煤40－70wt％，焦煤20－55wt％，腐植酸钠1-4wt％，羧甲基纤维素钠0.5-2wt％，沥青1-4wt％。
本发明所生产的半焦主要用于民用取暖领域。
本发明的有益效果在于：
1.利用无烟煤煤末作为原料煤，不但充分利用了粉末状的煤粉，节约了资源，而且价格低廉，储量丰富；并且无烟煤燃烧时不冒烟，利用无烟煤作为原料煤可以利用无烟煤的这一优点，降低燃煤排放中污染物的含量，减少雾霾，保护大气环境；
2.使用半焦作为民用燃料，可以降低生产过程中的炭化温度，缩短炭化时间，从而使得制得的半焦挥发分不至于过低，更易被点燃；
3.使用腐植酸钠，羧甲基纤维素钠和沥青作为粘结剂，制得的半焦强度均在700N以上，满足存储、运输和使用的要求；并且来源广泛，价格低廉。
具体实施方式
实施例1
无烟煤的性质如下：
水分0.81％，灰分18.58％，挥发分11.93％，固定碳68.68％。
焦煤的性质如下：
水分4.33％，灰分15.32％，挥发分30.29％，固定碳50.06％；焦渣特征7，粘结性指数80。
(A)型煤制备
按照重量百分比，分别称取无烟煤40wt％，介休焦煤55wt％，腐植酸钠1wt％，羧甲基纤维素钠0.5wt％，沥青3.5wt％。将无烟煤和焦煤分别粉碎至1mm以下，再将以上组分混合，另加入15wt％的水将混合物搅拌均匀。再在15MPa压力下压制成型。之后再将型煤在烘箱内干燥后取出。
(B)半焦制备
将上述制备的型煤进行炭化，炭化温度为600℃，炭化时间为90min。得到最终的半焦成品，其机械强度、含硫量和燃点列在表1。
实施例2
无烟煤的性质如下：
水分0.91，灰分13.71％，挥发分11.43％，固定碳73.95％。
焦煤的性质如下：
水分3.23％，灰分13.87％，挥发分15.36％，固定碳67.54％；焦渣特征7，粘结性指数86。
按表1的制备条件重复实施例1的步骤，所得半焦的机械强度、含硫量和挥发分列在表1。
实施例3
无烟煤的性质如下：
水分1.14％，灰分5.84％，挥发分11.78％，固定碳81.24％。
焦煤的性质如下：
水分0.80％，灰分11.59％，挥发分24.00％，固定碳63.61％；焦渣特征7，粘结性指数76。
按表1的制备条件重复实施例1的步骤，所得半焦的机械强度、含硫量和挥发分列在表1。
实施例4
无烟煤的性质如下：
水分0.67％，灰分4.33％，挥发分7.78％，固定碳87.22％。
焦煤的性质如下：
水分0.75％，灰分16.22％，挥发分23.68％，固定碳59.35％；焦渣特征7，粘结性指数83。
按表1的制备条件重复实施例1的步骤，所得半焦的机械强度、含硫量和挥发分列在表1。
实施例5
无烟煤的性质如下：
水分1.33％，灰分6.72％，挥发分6.13％，固定碳85.82％。
焦煤的性质如下：
水分5.32％，灰分15.52％，挥发分20.76％，固定碳58.40％；焦渣特征7，粘结性指数70。
按表1的制备条件重复实施例1的步骤，所得半焦的机械强度、含硫量和挥发分列在表1。
表1
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种以无烟煤为主要原料生产半焦的方法,其特征在于包括如下步骤：
（1）将无烟煤与焦煤分别粉碎至1mm以下；
（2）将上述粉碎后的无烟煤煤粉、焦煤煤粉与腐植酸钠、羧甲基纤维素钠、沥青混合后，另加入无烟煤煤粉、焦煤煤粉与粘结剂总量15wt%的水将其搅拌均匀；
（3）将步骤（2）得到的混合物在10-30MPa的压力下压制成型；
（4）上述成型后的型煤脱水干燥；
（5）将上述干燥后的型煤经过炭化制得半焦，炭化时的炭化温度为600-900℃，炭化时间为30-90min。
2.如权利要求1所述的一种以无烟煤为主要原料生产半焦的方法,其特征在于焦煤的粘结性指数为20-95，焦渣特征为4-7。
3.如权利要求1所述的一种以无烟煤为主要原料生产半焦的方法,其特征在于无烟煤煤粉、焦煤煤粉与腐植酸钠、羧甲基纤维素钠、沥青混合比例为：无烟煤40－70wt%，焦煤20－55wt%，腐植酸钠1-4wt%，羧甲基纤维素钠0.5-2wt%，沥青1-4wt%。
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