CN109868169A - 一种型煤粘结剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种型煤粘结剂及其制备方法，在6％的氢氧化钠、30％固硫剂中加入研磨好的小麦秸秆，并加入聚丙烯酰胺0.4％、膨润土12％，加入水形成水固比为1∶40溶液，在90℃下加热5小时制作形成，其中加入固硫剂使得固硫率为60.5％；首先配料：按氢氧化钠6％、固硫剂30％、聚丙烯酰胺0.4％、膨润土12％配比取料待用；第二，研磨好秸秆粉料，并加入上述配料中；第三，加入水，形成水固比为1∶40的溶液；最后，通过正交实验，将溶液倒入烧瓶中，安装好回流冷凝装置，在回流冷凝装置中加热，在90度恒温水浴锅中连续搅拌5小时，拆卸装置，把粗制的粘结剂放入用蒸馏水洗干净的烧杯中，制成粘结剂。

Description

一种型煤粘结剂及其制备方法

技术领域

本发明属于型煤技术领域，具体涉及型煤粘结剂及其制备该粘结剂的方法。

背景技术

型煤技术是煤炭洁净利用的重要途径之一。发展型煤技术的关键是型煤粘结剂的研究，粘结剂的粘结性决定型煤成本及质量。近年来农业废弃物越来越多，用农业废弃物作型煤粘结剂不仅使废物得到利用，而且保护了环境，因而受到世界各国的普遍重视。我国有非常丰富的农作物秸杆，年产量7亿吨。目前农民把大量秸杆直接在田间燃烧，不仅浪费资源，而且污染环境，所以对秸杆进行改性即用碱液处理作型煤粘结剂具有良好的发展前途。生物质资源是非常丰富的可再生能源之一，生物质型煤技术可以充分利用煤和生物质自身的优势，既便于保证燃料热值，又能减少温室气体和SO₂的排放，具有显著的经济和社会效益。复合粘结剂是将两种或两种以上的粘结剂组合而成的。不同的粘结剂可以取长补短，互相补充，从而提高型煤的质量。

现有技术型煤粘结剂制备型煤，一定程度上提高了强度、热稳定性，但强度还不够、热稳定性也不足，并且并不能达到很好的固硫效果和环保效果。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种型煤粘结剂及其制备方法，具体方案如下：

一种型煤粘结剂，其特征在于：在6％的氢氧化钠、30％固硫剂中加入研磨好的小麦秸秆，并加入聚丙烯酰胺0.4％、膨润土12％，加入水形成水固比为1∶40溶液，在90℃下加热5小时制作形成，其中加入固硫剂使得固硫率为60.5％。

所述固硫剂采用CaCO₃固体。

为了提高型煤抗压强度和浸水强度，可添加聚乙烯醇。

一种型煤粘结剂制作方法，其特征在于：

1)配料：按氢氧化钠6％、固硫剂30％、聚丙烯酰胺0.4％、膨润土12％配比取料待用；

2)研磨好秸秆粉料，并加入上述配料中；

3)加入水，形成水固比为1∶40的溶液；

4)通过正交实验，将溶液倒入烧瓶中，安装好回流冷凝装置，在回流冷凝装置中加热，在90度恒温水浴锅中连续搅拌5小时，拆卸装置，把粗制的粘结剂放入用蒸馏水洗干净的烧杯中，制成粘结剂。

技术效果：

(1)经过对型煤性能的测试，型煤机械强度高，并且高发热量，低硫效果，添加聚乙烯醇后粘结性明显增强。

(2)型煤的灰分与型煤氢氧化钠溶液的浓度有很大的关系，浓度越大，灰分越大，而挥发分正好相反，但是均大于原煤的灰分和挥发分，本方案采用了最佳氢氧化钠配比6％，获得最佳效果。

(3)本方案采用了秸秆，充分利用现有的纤维作物，避免秸秆燃烧带来的环境污染。

附图说明

图1-4：型煤煤灰熔融性测定结果图

具体实施方式

一种型煤粘结剂，在6％的氢氧化钠、30％固硫剂中加入研磨好的小麦秸秆，并加入聚丙烯酰胺0.4％、膨润土12％，加入水形成水固比为1∶40溶液，在90℃下加热5小时制作形成，其中加入固硫剂使得固硫率为60.5％。

所述固硫剂采用CaCO₃固体。

为了提高型煤抗压强度和浸水强度，可添加聚乙烯醇。

一种型煤粘结剂制作方法，其特征在于：

1)配料：按氢氧化钠6％、固硫剂30％、聚丙烯酰胺0.4％、膨润土12％配比取料待用

2)研磨好秸秆粉料，并加入上述配料中；

3)加入水，形成水固比为1∶40的溶液；

4)通过正交实验，将溶液倒入烧瓶中，安装好回流冷凝装置，在回流冷凝装置中加热，在90度恒温水浴锅中连续搅拌5小时，拆卸装置，把粗制的粘结剂放入用蒸馏水洗干净的烧杯中，制成粘结剂。

其中氢氧化钠浓度的确定方法如下：

固水比为1∶40，分别称取质量为5g的研磨好的小麦秸秆5份，加入配比为：固硫剂30％、聚丙烯酰胺0.4％、膨润土12％的配料，分别加入200ml水，倒入三口烧瓶中，安装好回流冷凝装置，在回流冷凝装置中加热。分别加入已配置好的NaOH溶液25ml，其浓度分别为2％、4％、6％、8％、10％，分别在90℃恒温水浴锅中连续搅拌5小时，拆卸装置，把粗制的粘结剂放入用蒸馏水洗干净的烧杯中，制成复合粘结剂，待其冷却后放入密封瓶中保存，并对做好的粘结剂进行编号。

表1 不同氢氧化钠浓度对抗压强度的影响

当氢氧化钠浓度达到6％时抗压强度达到最大值，抗压强度随着氢氧化钠浓度的增大而增大，然后到达6％后，又随浓度的增大而减小。从而最佳浓度为6％。

对采用上述粘结剂所制型煤性能测试结果

l型煤黏结指数的测定结果

将型煤研磨至0.2mm以下，将1g的待测煤样和5g专用无烟煤，在规定条件下混合均匀，在马弗炉中加热形成焦块，将所得焦块在转鼓内进行强度测定，计算出黏结指数，以此表示煤样的黏结能力。

(1)计算公式

m₁-第一次转鼓试验后，筛上物的质量，g；

m₂-第二次转鼓试验后，筛上物的质量，g；

m-焦化处理后焦渣总质量，g.

(2)实验结果

表2 黏结指数测试结果

国标规定，按照煤的黏结指数将煤分成无黏结性煤(0～5)、弱黏结煤(5～20)、中黏结煤(20～50)、强黏结煤(50～85)、特强黏结煤(大于85)。根据本实验的结果，所制型煤为弱黏结性煤。其结焦性能也较弱。

2型煤发热量测定结果

单位质量的待测煤样在氧气流中完全燃烧释放出的热量，称为可燃物质的发热量(或称热值)。

测定型煤的发热量，是将1g的型煤试样置于密封的氧弹中，事先给氧弹充氧，使试样能够完全燃烧，燃烧后发出的热量被内桶里的水吸收，使得内桶的温度升高。水的温升与试样燃烧释放出的热量成正比。

(1)计算公式

式中：Qb---弹筒发热量MJ/Kg

G---试样质量g

t0---点火时的内筒温度℃

tn---终点时的内筒温度℃

E---量热仪的热容量J/K

q1---点火丝热值

q2---添加物热值

(2)实验结果

表3 发热量测试结果

Claims (4)

1.一种型煤粘结剂，其特征在于：在6％的氢氧化钠、30％固硫剂中加入研磨好的小麦秸秆，并加入聚丙烯酰胺0.4％、膨润土12％，加入水形成水固比为1∶40溶液，在90℃下加热5小时制作形成，其中加入固硫剂使得固硫率为60.5％。

2.如权利要求1所述的一种型煤粘结剂，其特征在于：所述固硫剂采用CaCO₃固体。

3.如权利要求1所述的一种型煤粘结剂，其特征在于：为了提高型煤抗压强度和浸水强度，可添加聚乙烯醇。

4.一种型煤粘结剂制作方法，其特征在于：

1)配料：按氢氧化钠6％、固硫剂30％、聚丙烯酰胺0.4％、膨润土12％配比取料待用

2)研磨好秸秆粉料，并加入上述配料中；

3)加入水，形成水固比为1∶40的溶液；

4)通过正交实验，将溶液倒入烧瓶中，安装好回流冷凝装置，在回流冷凝装置中加热，在90度恒温水浴锅中连续搅拌5小时，拆卸装置，把粗制的粘结剂放入用蒸馏水洗干净的烧杯中，制成粘结剂。