CN110184102A - 一种型煤的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种型煤的生产方法，属于粉煤灰回收利用技术领域。括以下步骤：步骤一：将碎煤、粘结剂和粉煤灰集中，其中，碎煤的粒度≤3mm；步骤二：对步骤一所得物料进行搅拌混合，搅拌过程中，向混合的物料中加入水；步骤三：将步骤二所得物料压制成型，得到半成品；步骤四：对半成品进行干燥，得到型煤成品。

Description

一种型煤的生产方法

技术领域

本发明属于粉煤灰回收利用技术领域，具体地说，涉及一种型煤的生产方法。

背景技术

煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分，其包括固定床气化和流化床气化。由于流化床气化具有煤种适应广、可消耗高灰煤/劣质粉煤、物料混合均匀以及传热传质性能好等优点，因此，流化床气化成为煤炭清洁高效利用的重要方向。

流化床气化炉产生的煤气中会夹带大量的粉煤灰，粉煤灰具有粒径小、密度小、含碳量高、不亲水、不含挥发分等特点。流化床气化炉产生的粉煤灰因碳含量较高、化学成分、矿物组成和性能与普通锅炉产生的粉煤灰有所不同，故一直没有成熟的利用方法，造成资源浪费；并且，粉煤灰大量堆积，占地面积大；另外，粉煤灰遇风即飞扬，下雨天则随雨水流失，造成严重的环境污染。

专利公开号：CN1214361A，公开日：1999年4月21日，公开了一种粉煤灰型煤的生产方法。其中，一种粉煤灰型煤的生产方法，包括以下步骤：将35～50％(重量)碎煤、35～50％(重量)粉煤灰以及10～15％(重量)黏土混合均匀，加水后搅拌均匀，经型煤成型机压制成型，得到粉煤灰型煤。该技术虽然有效利用了粉煤灰，但在该方法中，碎煤的粒度控制在30～70目，即碎煤的粒度控制在0.6～0.212mm，由于碎煤的粒度较小，为保证黏土能够均匀分布在碎煤颗粒表面，需要提高黏土的使用量，使得型煤的热值低。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有型煤中黏土含量较高导致型煤热值低问题，本发明提供一种型煤的生产方法，该方法采用的碎煤的粒度≤3mm，有利于降低粘结剂的使用量。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种型煤的生产方法，包括以下步骤：步骤一：将碎煤、粘结剂和粉煤灰集中，其中，碎煤的粒度≤3mm；步骤二：对步骤一所得物料进行搅拌混合，搅拌过程中，向混合的物料中加入水；步骤三：将步骤二所得物料压制成型，得到半成品；步骤四：对半成品进行干燥，得到型煤成品。

较优选的，所述步骤一中，碎煤为气化用煤筛分后的碎煤。

较优选的，所述步骤一中，所述碎煤为烟煤，按重量份计，碎煤为6～7份，粉煤灰为3～4份，粘结剂的重量与碎煤和粉煤灰的总重量之比为1：25。

较优选的，所述步骤一中，所述粘结剂为复合粘结剂。

较优选的，所述步骤二中，水的重量与碎煤和粉煤灰的总重量之比为4～5：20。

较优选的，所述步骤二中，搅拌包括依次进行的第一阶段搅拌、第二阶段搅拌和第三阶段搅拌；第一阶段搅拌，物料上下翻滚，且边搅拌，边加入水；第二阶段搅拌，物料沿水平方向推进，且边搅拌，边加入水；第三阶段搅拌，对物料进行碾压、搅拌。

较优选的，所述水为雾化的水。

较优选的，所述步骤四中，干燥温度为100～120℃。

较优选的，所述步骤四中，型煤成品的水分低于5％。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明采用粒度≤3mm的碎煤，有利于降低粘结剂的使用量。需要说明的是，由于粉煤灰粒度小、质量轻，现有技术中，为了方便将粉煤灰与碎煤混合均匀，采用的碎煤的粒度很小，在此前提下，就需要大大增加粘接剂的使用量，使得型煤热值的提升较为困难，不利于型煤的使用推广。

(2)本发明同时利用了粉煤灰以及气化用煤筛分后的碎煤，有效提高了资源的利用率，同时，避免了粉煤灰排放造成的污染；另外，由于碎煤采用气化用煤筛分后的碎煤，无需另行对煤块研磨加工，有利于节约人力、物力以及成本。

(3)本发明能够满足气化用煤的需求，现有技术所述的型煤中含有较高成分的黏土，使得现有技术所述的型煤的透气性低，不能满足气化用煤的需求；而本发明采用复合粘结剂，解决了现有技术中由于使用黏土导致型煤透气性低的问题。

(4)本发明能够避免粉煤灰扬尘，同时保证搅拌后的物料能够抓握成型；在搅拌物料时，加入的水越多，越有利于抑制粉煤灰扬尘；同时，加入的水会增加物料的湿度，如果物料的湿度过大，则导致物料无法抓握成型，这里，水的重量与碎煤和粉煤灰的总重量之比为4～5：20，能够保证在搅拌过程中不会出现粉煤灰扬尘现象，同时搅拌后的物料能够抓握成型。

(5)本发明能够解决粉煤灰与碎煤分层的问题。由于碎煤的粒度远远大于粉煤灰的粒度，且碎煤的密度远远大于粉煤灰的密度，碎煤与粉煤灰容易产生分层。这里，对碎煤、粘结剂和粉煤分阶段搅拌，第一阶段搅拌，物料以上下翻滚的方式进行搅拌，使得粉煤灰、粘结剂以及碎煤混合均匀，避免了碎煤与粉煤灰分层，在该搅拌过程中，加入水，此时，粘结剂融于水，形成粘结液，在粘结液的作用下，物料的各颗粒之间粘结；通过第一阶段搅拌，物料已初步混合、粘结，为避免已粘结的物料被打散，进行第二阶段搅拌，改变物料的搅拌方向，使物料沿水平方向推进。

(6)本发明采用雾化的水，粘结剂颗粒融于雾化的水，形成微小的粘结液微粒，该粘结液微粒能够进入物料各颗粒之间的微小间隙中，能够提高物料的粘结性。由于粉煤灰不亲水，若水不经过雾化直接加入物料中，此时，粉煤灰漂浮在水面上，碎煤沉入水底，粉煤灰容易与碎煤产生分层，不利于将粉煤灰与碎煤混合均匀，导致型煤成品的成分不均匀。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

一种型煤的生产方法，包括以下步骤：

步骤一：将碎煤、粘结剂和粉煤灰集中，其中，碎煤的粒度≤3mm，碎煤采用气化用煤筛分后的碎煤。

步骤二：对步骤一所得物料进行搅拌混合，搅拌过程中，向混合的物料中加入水；

步骤三：将步骤二所得物料压制成型，得到半成品；步骤四：对半成品进行干燥，得到型煤成品。

现有技术中，碎煤的粒度一般控制在0.6mm以内，在此前提下，就需要大大增加粘接剂的使用量，使得型煤热值的提升较为困难，不利于型煤的使用推广。本实施例利用了粒度≤3mm的碎煤与粉煤灰混合，有利于降低粘结剂的使用量。

当气化用煤的粒度较小时，会使气化炉内料层的气流阻力增大，导致炉况不稳定；当气化用煤的粒度过大时，不利于气化炉内煤料的气化。因此，为保证气化炉的正常运转，对气化用煤的粒度有所要求，例如固定床气化用煤的粒度≥13mm，在此前提下，气化用煤筛分后所得碎煤的利用成为困扰企业的难题。为了解决这个难题，本实施例采用气化用煤筛分后的碎煤，一方面，提高了资源的利用率；另一方面，无需另行对煤块研磨加工，有利于节约人力、物力。

本实施例同时利用了粉煤灰以及气化用煤筛分后的碎煤，有效提高了资源的利用率，同时，避免了粉煤灰排放造成的污染。

实施例2

一种型煤的生产方法，包括以下步骤：

步骤一：将碎煤、粘结剂和粉煤灰集中，其中，碎煤的粒度≤3mm，碎煤采用气化用煤筛分后的碎煤；粉煤灰是指流化床气化炉产生的粉煤灰。具体的来说，粉煤灰存储在缓冲仓中，通过缓冲仓的星型卸灰阀，将粉煤灰定量输入到第一级双轴搅拌机中，第一级双轴搅拌机易于在市场上获得，例如，郑州长城冶金设备有限公生产的型号为WJH2300的搅拌机。通过筛分机筛下的粒度≤3mm的碎煤，通过第一定量给料机将碎煤输送到第一皮带机上。通过第二定量给料机将粘结剂输送到第一皮带机上，通过第一皮带机将碎煤连同粘结剂一起输入到第一双轴搅拌机中。

步骤二：将碎煤、粘结剂和粉煤灰进行搅拌混合，搅拌过程中，向混合的物料中加入水。在该步骤中，搅拌包括依次进行的第一阶段搅拌、第二阶段搅拌和第三阶段搅拌。

具体的来说，通过第一双轴搅拌机进行第一阶段搅拌，物料以上下翻滚的方式进行搅拌，且边搅拌，边加入雾化的水。由于本实施例中所采用的碎煤的粒度远远大于粉煤灰的粒度，且碎煤的密度远远大于粉煤灰的密度，碎煤与粉煤灰容易产生分层，无法使碎煤与粉煤灰混合均匀。因此，本实施例在搅拌初期，将物料以上下翻滚的方式进行搅拌，粉煤灰、粘结剂以及碎煤混合均匀，避免了碎煤与粉煤灰分层；同时，在该搅拌过程中，加入雾化的水，粘结剂颗粒融于雾化的水，形成微小的粘结液微粒，该粘结液微粒进入粉煤灰颗粒与碎煤颗粒之间的间隙中，在粘结液微粒作用下，粉煤灰颗粒与碎煤颗粒粘结，使得粉煤灰颗粒能够均匀的粘附在碎煤颗粒的外表面。

经过第一双轴搅拌机搅拌后的物料输入到第二双轴搅拌机中，第二级双轴搅拌机易于在市场上获得，例如，郑州长城冶金设备有限公生产的型号为DLJ2300的搅拌机。上述搅拌阶段，物料已初步混合、粘结，为避免已粘结的物料被打散。这里，通过第二双轴搅拌机进行第二阶段搅拌，改变物料的搅拌方向，使物料沿水平方向推进，且边搅拌，边加入雾化的水；在该搅拌过程中，各颗粒之间进行有效粘结。

经过第二双轴搅拌机搅拌后的物料输入到轮碾机中，通过轮碾机进行第三阶段搅拌，对物料进行碾压、搅拌。

步骤三：将步骤二所得物料压制成型，得到半成品。具体的来说，经轮碾机混合的物料通过第二皮带机输入到料仓中，经短暂储存后进入型煤成型机中压制成型。这里，型煤成型机易于在市场上获得，例如，郑州长城冶金设备有限公生产的型号为10XMQ的成型机，该型煤成型机可将不满足尺寸要求的半成品筛分出来。不满足尺寸要求的半成品可返回到第二皮带机上，重新进入型煤成型机再次压制。除此之外，不满足尺寸要求的半成品还可以返回到轮碾机中，再次进行碾压、搅拌。

步骤四：对半成品进行干燥，得到型煤成品。具体的来说，符合尺寸要求的半成品通过第三皮带机输入到干燥窑中，通过干燥窑中的热烟气对半成品进行加热干燥。

将本实施例所得型煤成品进行燃烧，可知该型煤成品的成分均匀，热值稳定。

实施例3

一种型煤的生产方法，包括以下步骤：

步骤一：将碎煤、粘结剂和粉煤灰集中。具体的来说，粉煤灰存储在缓冲仓中，通过缓冲仓的星型卸灰阀，将粉煤灰定量输入到第一级双轴搅拌机中，第一级双轴搅拌机易于在市场上获得，例如，郑州长城冶金设备有限公生产的型号为WJH2300的搅拌机。通过筛分机筛下的粒度≤3mm的碎煤，通过第一定量给料机将碎煤输送到第一皮带机上。通过第二定量给料机将粘结剂输送到第一皮带机上，通过第一皮带机将碎煤连同粘结剂一起输入到第一双轴搅拌机中。

在步骤一中，碎煤的粒度≤3mm，碎煤采用气化用煤筛分后的碎煤，所述碎煤为烟煤，按重量份计，碎煤为6～7份，粉煤灰为3～4份，粘结剂的重量与碎煤和粉煤灰的总重量之比为1：25；在步骤一中，原料的选择分别按照表1进行配置，进行多组试验。

表1成分及配比

步骤二：将碎煤、粘结剂和粉煤灰进行搅拌混合，搅拌过程中，向混合的物料中加入水；按照重量份计，实验1分别加入1.5份、1.75份、2份、2.25份、2.5份、2.7份的水，实验2分别加入1.5份、1.75份、2份、2.25份、2.5份、2.7份的水，实验3分别加入1.5份、1.75份、2份、2.25份、2.5份、2.7份的水。

在步骤二中，搅拌包括依次进行的第一阶段搅拌、第二阶段搅拌和第三阶段搅拌。

具体的来说，通过第一双轴搅拌机进行第一阶段搅拌，物料以上下翻滚的方式进行搅拌，且边搅拌，边加入雾化的水。由于本实施例中所采用的碎煤的粒度远远大于粉煤灰的粒度，且碎煤的密度远远大于粉煤灰的密度，碎煤与粉煤灰容易产生分层，无法使碎煤与粉煤灰混合均匀。因此，本实施例在搅拌初期，将物料以上下翻滚的方式进行搅拌，粉煤灰、粘结剂以及碎煤混合均匀，避免了碎煤与粉煤灰分层；同时，在该搅拌过程中，加入雾化的水，粘结剂颗粒融于雾化的水，形成微小的粘结液微粒，该粘结液微粒进入粉煤灰颗粒与碎煤颗粒之间的间隙中，在粘结液微粒作用下，粉煤灰颗粒与碎煤颗粒粘结，使得粉煤灰颗粒能够均匀的粘附在碎煤颗粒的外表面。

经过第一双轴搅拌机搅拌后的物料输入到第二双轴搅拌机中，第二级双轴搅拌机易于在市场上获得，例如，郑州长城冶金设备有限公生产的型号为DLJ2300的搅拌机。上述搅拌阶段，物料已初步混合、粘结，为避免已粘结的物料被打散。这里，通过第二双轴搅拌机进行第二阶段搅拌，改变物料的搅拌方向，使物料沿水平方向推进，且边搅拌，边加入雾化的水。

经过第二双轴搅拌机搅拌后的物料输入到轮碾机中，通过轮碾机进行第三阶段搅拌，对物料进行碾压、搅拌。

根据搅拌结果，加入1.5份重量的水时，会出现扬尘现象；加入1.75份重量的水时，无扬尘现象，但物料较干，无法抓握成型；加入2份、2.25份、2.5份重量的水时，无扬尘现象，物料可以抓握成型；加入2.7份重量的水时，物料湿度较大，无法抓握成型。因此，该本实施方式的步骤二中，按照重量份计，各组实验加入的水应控制在2～2.5份。

步骤三：将步骤二所得能够抓握成型的物料压制成型，得到半成品。具体的来说，经轮碾机混合的物料通过第二皮带机输入到料仓中，经短暂储存后进入型煤成型机中压制成型。这里，型煤成型机易于在市场上获得，例如，郑州长城冶金设备有限公生产的型号为10XMQ的成型机，该型煤成型机可将不满足尺寸要求的半成品筛分出来。不满足尺寸要求的半成品可返回到第二皮带机上，重新进入型煤成型机再次压制。除此之外，不满足尺寸要求的半成品还可以返回到轮碾机中，再次进行碾压、搅拌。

步骤四：半成品进行干燥，得到型煤成品。具体的来说，符合尺寸要求的半成品通过第三皮带机输入到干燥窑中，通过干燥窑中的热烟气对半成品进行加热干燥。

实施例4

一种型煤的生产方法，包括以下步骤：

步骤一：将碎煤、粘结剂和粉煤灰集中。具体的来说，粉煤灰存储在缓冲仓中，通过缓冲仓的星型卸灰阀，将粉煤灰定量输入到第一级双轴搅拌机中，第一级双轴搅拌机易于在市场上获得，例如，郑州长城冶金设备有限公生产的型号为WJH2300的搅拌机。通过筛分机筛下的粒度≤3mm的碎煤，通过第一定量给料机将碎煤输送到第一皮带机上。通过第二定量给料机将粘结剂输送到第一皮带机上，通过第一皮带机将碎煤连同粘结剂一起输入到第一双轴搅拌机中。

在步骤一中，碎煤的粒度≤3mm，碎煤采用气化用煤筛分后的碎煤，所述碎煤为烟煤，按重量份计，碎煤为6～7份，粉煤灰为3～4份，粘结剂的重量与碎煤和粉煤灰的总重量之比为1：25；在步骤一中，原料的选择分别按照表1进行配置，进行多组试验。

表1成分及配比

其中，烟煤的各项指标参见表2：

表2烟煤碎煤指标

碎煤采用气化用煤筛分后的烟煤，其粒度分析参见表3：

表3烟煤碎煤粒度分析

粒度X	3mm≥X≥1mm	1mm＞X≥0.1mm	X＜0.1mm
				质量分数	40％	45％	15％

各组实验均采用流化床气化炉产生的粉煤灰，粉煤灰的各项指标参见表4：

表4粉煤灰指标

步骤二：将碎煤、粘结剂和粉煤灰进行搅拌混合，搅拌过程中，向混合的物料中加入水；在本步骤中，按照重量份计，各组实验加入的水均为2.5份。在该步骤中，搅拌包括依次进行的第一阶段搅拌、第二阶段搅拌和第三阶段搅拌。

具体的来说，通过第一双轴搅拌机进行第一阶段搅拌，物料以上下翻滚的方式进行搅拌，且边搅拌，边加入雾化的水。由于本实施例中所采用的碎煤的粒度远远大于粉煤灰的粒度，且碎煤的密度远远大于粉煤灰的密度，碎煤与粉煤灰容易产生分层，无法使碎煤与粉煤灰混合均匀。因此，本实施例在搅拌初期，将物料以上下翻滚的方式进行搅拌，粉煤灰、粘结剂以及碎煤混合均匀，避免了碎煤与粉煤灰分层；同时，在该搅拌过程中，加入雾化的水，粘结剂颗粒融于雾化的水，形成微小的粘结液微粒，该粘结液微粒进入粉煤灰颗粒与碎煤颗粒之间的间隙中，在粘结液微粒作用下，粉煤灰颗粒与碎煤颗粒粘结，使得粉煤灰颗粒能够均匀的粘附在碎煤颗粒的外表面。

经过第一双轴搅拌机搅拌后的物料输入到第二双轴搅拌机中，第二级双轴搅拌机易于在市场上获得，例如，郑州长城冶金设备有限公生产的型号为DLJ2300的搅拌机。上述搅拌阶段，物料已初步混合、粘结，为避免已粘结的物料被打散。这里，通过第二双轴搅拌机进行第二阶段搅拌，改变物料的搅拌方向，使物料沿水平方向推进，且边搅拌，边加入雾化的水；在该搅拌过程中，各颗粒之间进行有效粘结。

经过第二双轴搅拌机搅拌后的物料输入到轮碾机中，通过轮碾机进行第三阶段搅拌，对物料进行碾压、搅拌。

步骤三：将步骤二所得物料压制成型，得到半成品。具体的来说，经轮碾机混合的物料通过第二皮带机输入到料仓中，经短暂储存后进入型煤成型机中压制成型。这里，型煤成型机易于在市场上获得，例如，郑州长城冶金设备有限公生产的型号为10XMQ的成型机，该型煤成型机可将不满足尺寸要求的半成品筛分出来。不满足尺寸要求的半成品可返回到第二皮带机上，重新进入型煤成型机再次压制。除此之外，不满足尺寸要求的半成品还可以返回到轮碾机中，再次进行碾压、搅拌。

步骤四：半成品进行干燥，得到型煤成品，干燥温度一般控制在100～120℃即可，在本步骤中，干燥温度为105℃，型煤成品的水分低于5％。具体的来说，符合尺寸要求的半成品通过第三皮带机输入到干燥窑中，通过干燥窑中的热烟气对半成品进行加热干燥。

各组试验所得型煤成品指标参加表5：

表5型煤成品指标

其中，型煤成品落下强度的测试方法采用MT/T925-2004《工业型煤落下强度测定方法》，型煤成品热稳定性的测试方法采用MT/T 924-2004《工业型煤热稳定性测定方法》，型煤成品灰分的测试方法采用GB212-91《煤的工业分析方法》。

根据MT/T 1010-2006《固定床气化用型煤技术条件》规定的要求，从表5中的数据可知，实验1至实验3所得型煤成品均符合固定床的使用要求。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种型煤的生产方法，包括以下步骤：

步骤一：将碎煤、粘结剂和粉煤灰集中，其中，碎煤的粒度≤3mm；

步骤二：对步骤一所得物料进行搅拌混合，搅拌过程中，向混合的物料中加入水；

步骤三：将步骤二所得物料压制成型，得到半成品；

步骤四：对半成品进行干燥，得到型煤成品。

2.根据权利要求1所述的型煤的生产方法，其特征在于：所述步骤一中，碎煤为气化用煤筛分后的碎煤。

3.根据权利要求1所述的型煤的生产方法，其特征在于：所述步骤一中，所述碎煤为烟煤，按重量份计，碎煤为6～7份，粉煤灰为3～4份，粘结剂的重量与碎煤和粉煤灰的总重量之比为1：25。

4.根据权利要求3所述的型煤的生产方法，其特征在于：所述步骤一中，所述粘结剂为复合粘结剂。

5.根据权利要求3所述的型煤的生产方法，其特征在于：所述步骤二中，水的重量与碎煤和粉煤灰的总重量之比为4～5：20。

6.根据权利要求1～5任一项所述的型煤的生产方法，其特征在于：所述步骤二中，搅拌包括依次进行的第一阶段搅拌、第二阶段搅拌和第三阶段搅拌；

第一阶段搅拌，物料上下翻滚，且边搅拌，边加入水；

第二阶段搅拌，物料沿水平方向推进，且边搅拌，边加入水；

第三阶段搅拌，对物料进行碾压、搅拌。

7.根据权利要求6所述的型煤的生产方法，其特征在于：所述水为雾化的水。

8.根据权利要求5所述的型煤的生产方法，其特征在于：所述步骤四中，干燥温度为100～120℃。

9.根据权利要求5所述的型煤的生产方法，其特征在于：所述步骤四中，型煤成品的水分低于5％。