CN110184103B - 一种型煤 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种型煤，属于粉煤灰回收利用技术领域。本发明一种型煤，组份及其重量配比如下：主原料，包括按重量份计的碎煤6～7份，粉煤灰3～4份，其中，碎煤的粒度≤5mm；还包括粘结剂，粘结剂与主原料的重量比为1：25。本发明通过提高碎煤的粒度大小，有利于降低粘结剂的使用量。

Description

一种型煤

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。

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，因此，为获得该方法所需的碎煤，需要对煤块进行充分研磨，加工时间较长。另外，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、孔隙率低，不适合作为电煤或气煤使用。

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，该型煤通过提高碎煤的粒度大小，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，组份及其重量配比如下：主原料，包括按重量份计的碎煤6～7份，粉煤灰3～4份，其中，碎煤的粒度≤5mm；还包括粘结剂，粘结剂与主原料的重量比为1：25。

较优选的，所述碎煤为气化用煤筛分后的碎煤。

较优选的，所述碎煤的粒度≤3mm。

较优选的，所述粘结剂为复合粘结剂。

较优选的，所述碎煤采用烟煤。

较优选的，所述主原料，包括按重量份计的碎煤6份，粉煤灰4份。

较优选的，所述主原料，包括按重量份计的碎煤7份，粉煤灰3份。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的型煤有利于降低粘结剂的使用量；本发明通过增大碎煤的粒度，减少粘接剂的使用；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)本发明的型煤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，有利于节约生产时间以及成本。

(3)本发明的型煤，采用粒度≤3mm的碎煤，碎煤的粒度过大，会增加碎煤与粉煤灰混合均匀的难度，碎煤的粒度过小，则碎煤无法作为型煤的骨架，使得型煤的强度较小，因此，本发明中，对碎煤粒度的选择作进一步优化。

(4)本发明的型煤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、热值低、孔隙率低的问题。

(5)本发明的型煤能够保证型煤具有足够的落下强度，同时，保证型煤的热稳定性，使型煤满足固定床的使用要求。这里，碎煤起到骨架的作用，能够保证型煤的强度，但在高温条件下，碎煤的挥发分较高，其热稳定性较差，容易碎裂，而粉煤灰不含挥发分，刚好弥补了碎煤制作的型煤在热稳定性方面的不足。在本发明中，碎煤采用烟煤，并且优化碎煤和粉煤灰以及粘结剂的配比，使得本发明的型煤能够满足固定床的使用要求。

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，包括主原料和粘结剂，其中，主原料包括按重量份计的碎煤6～7份，粉煤灰3～4份，并且，碎煤的粒度不宜超过5mm；粘结剂与主原料的重量比为1：25。

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。而本实施例通过增大碎煤的粒度，减少粘接剂的使用。

本实施例通过粘结剂将碎煤与粉煤灰进行粘结；目前，用于型煤的粘结剂在市场上较为常见，粘结剂一般分为三种：有机粘结剂、无机粘结剂和复合粘结剂，在本实施例中，选择复合粘结剂；除此之外，也可选择有机粘结剂或者无机粘结剂。另外，在本实施例中，碎煤可采用烟煤。当然，碎煤也可选择无烟煤或者褐煤。在本实施例中，碎煤起到骨架的作用，能够保证型煤的强度；但由于碎煤挥发分含量较高，在高温条件下，其稳定性较差，容易碎裂，而粉煤灰不含挥发分，以此弥补了碎煤制作的型煤在热稳定性方面的不足。

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。在本实施例中，碎煤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。

本实施例采用流化床气化炉产生的粉煤灰。

本实施例同时利用了流化床气化炉产生的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。

本实施例中，所述型煤的制备方法如下：对碎煤、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；将步骤一所得物料压制成型，得到半成品；对半成品进行干燥，得到型煤成品。

实施例2

一种型煤，包括主原料和粘结剂，其中，主原料包括碎煤和粉煤灰，这里，在本实施例中，碎煤粒度≤3mm。粘结剂采用复合粘结剂，其为粉末状，便于与碎煤、粉煤灰搅拌均匀。在本实施例中，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。

本实施例给出了多组实验，各实验的组份、配比以及所得型煤成品指标参见表1：

表1试验对比

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》。

烟煤是自然界分布最广和最多的煤种，含其用途广泛，是重要的锅炉燃料和造气原料，烟煤的各项指标参见表2：

表2烟煤碎煤指标

实验1至实验5中，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％

实验6至实验7中，碎煤采用褐煤，褐煤的各项指标参见表4：

表4褐煤碎煤指标

褐煤的粒度分析参见表5：

表5褐煤碎煤粒度分析

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6：

表6粉煤灰指标

粉煤灰的粒度分析参见表7：

表7粉煤灰粒度分析

粒度X	0.1mm≥X≥0.05mm	X＜0.05mm
			质量分数	10％	90％

根据MT/T 1010-2006《固定床气化用型煤技术条件》规定的要求，根据表1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；实验4至实验5中，碎煤采用烟煤，改变各组分的配比，实验4至实验5所得型煤成品均不符合固定床的使用要求；实验6与实验3进行对比，实验6中仅改变碎煤煤种，其他条件不变，实验6所得型煤成品不符合固定床的使用要求；实验7与实验1进行对比，实验7中仅改变碎煤煤种，其他条件不变，实验7所得型煤成品不符合固定床的使用要求。

根据表1中的数据可知，碎煤采用烟煤，并且碎煤和粉煤灰以及粘结剂采用特定的配比，才能够保证型煤满足固定床的使用要求。

为了充分公开本实施例，这里，提供所述型煤的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将碎煤、粘结剂和粉煤灰集中，在该步骤中，原料的选择按照表1进行配置。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；按照重量份计，水应控制在2～2.5份，在本步骤中，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，通过粘结液微粒的固化作用使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：将步骤一所得物料压制成型，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，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。

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 (6)

1.一种型煤，其特征在于，组份及其重量配比如下：

主原料，包括按重量份计的碎煤6～7份，粉煤灰3～4份，其中，在碎煤的组分中，粒度为3mm-1mm的碎煤质量分数为40％；粒度在1mm-0.1mm的碎煤质量分数为45％；粒度小于0.1mm的质量分数为15％；

还包括粘结剂，粘结剂与主原料的重量比为1：25；

并按照如下方法进行制备：

步骤一：将碎煤、粘结剂和粉煤灰集中；

步骤二：将碎煤、粘结剂和粉煤灰进行搅拌混合；其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；所述第一阶段搅拌通过第一双轴搅拌机进行，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；所述第二阶段搅拌通过第二双轴搅拌机进行，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；所述第三阶段通过轮碾机进行，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；

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，其特征在于：所述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，其特征在于：所述粘结剂为复合粘结剂。

4.根据权利要求1所述的型煤，其特征在于：所述碎煤采用烟煤。

5.根据权利要求1所述的型煤，其特征在于：所述主原料，包括按重量份计的碎煤6份，粉煤灰4份。

6.根据权利要求1所述的型煤，其特征在于：所述主原料，包括按重量份计的碎煤7份，粉煤灰3份。