CN110272773B - 一种民用高强度固硫型煤及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种民用高强度固硫型煤及其制备方法，所述型煤是由下列重量份数比的组分混合制成：无烟煤粉65‑70份、肥煤粉12‑15份、钠基膨润土1‑2份、氧化钙1‑2份、玉米预糊化淀粉0.5‑1.0份、二氧化硅0.2‑0.5份、氯化钠0.2‑0.5份、十二烷基苯磺酸钠0.1‑0.2份、水13‑15份。所述型煤的制备方法为：先将无烟煤、肥煤煤粉粉碎至粒径为3mm以下，再将粉碎后的无烟煤粉、肥煤煤粉与钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠和十二烷基苯磺酸钠的固体粉末按照比例加入搅拌器中混匀，再按比例加入水，混匀，放置，制得混合物料；最后将混合物料压制成型，烘干后得到型煤产品。本发明制备的民用型煤，可显著增强型煤强度，提高固硫率，减少燃烧中的SO2排放。

Description

一种民用高强度固硫型煤及其制备方法
技术领域
本发明涉及煤产品加工技术领域，尤其涉及一种民用高强度固硫型煤及其制备方法。
背景技术
随着近年来环境污染程度日趋严重，特别是雾霾对人们身体健康和生活生产造成了严重的负面影响，人们对环境保护的关注程度逐渐增强。
煤炭作为我国第一能源，在国民生产和社会发展过程中起着关键作用，在煤炭工业利用过程中，例如火力发电和炼焦，对于生产过程中产生的污染物有严格的控制标准和成熟的处理设备，基本可以做到达标排放。但是在民用燃煤过程中，由于分布面广、散点分布，特别是在农村地区，无法进行有效的监管，并鉴于使用成本和居民技术水平限制，在燃煤过程中基本无除尘、脱硫等环保设施，燃烧产生的污染物直接排放到大气中，造成严重的环境污染，特别是每年冬季进入取暖期后，雾霾频发，除了气候因素外，民用散烧煤污染也是主要原因之一。
国家针对民用煤燃烧污染问题，严格规定了民用煤质的选用标准，对于灰分含量、挥发分含量和含硫量都作出了严格的规定，但是这些优质块煤资源有限，而且价格高昂增加了居民生活负担。目前，普遍将一些粒度较细的粉煤制成型煤，用于民用取暖和炊事，缓解了优质块煤短缺和居民经济压力，但是型煤普遍存在热强度低、固硫率低等问题，造成型煤燃烧过程中容易塌炉、煤炭燃烧效率低、SO2排放超标等问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种民用高强度固硫型煤及其制备方法，采用本发明方法制备的型煤，其抗压强度、热强度和固硫率等性能指标均优于普通民用型煤，本发明解决了目前民用型煤因热强度低、固硫率低而造成型煤燃烧过程中容易塌炉、煤炭燃烧效率低、SO2排放超标等问题。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种民用高强度固硫型煤，所述型煤是由无烟煤粉、肥煤粉、钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠、十二烷基苯磺酸钠和水混合制成。
进一步地，所述型煤的各组分重量份数为：无烟煤粉65-70份、肥煤粉12-15份、钠基膨润土1-2份、氧化钙1-2份、玉米预糊化淀粉0.5-1.0份、二氧化硅0.2-0.5份、氯化钠0.2-0.5份、十二烷基苯磺酸钠0.1-0.2份、水13-15份。
更进一步地，所述无烟煤粉、肥煤粉的粒径为3mm以下，钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠和十二烷基苯磺酸钠为固体粉末。
一种民用高强度固硫型煤的制备方法，包括如下步骤：
(1)分别将无烟煤、肥煤煤粉粉碎；
(2)将粉碎后的无烟煤粉、肥煤煤粉与钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠和十二烷基苯磺酸钠的固体粉末按照比例加入搅拌器中混匀，再按比例加入水，混匀，放置，制得混合物料；
(3)将步骤(2)制得的混合物料压制成型，烘干后得到民用高强度固硫型煤产品。
进一步地，所述步骤(1)中分别将无烟煤、肥煤煤粉粉碎，粉碎后的无烟煤、肥煤煤粉的粒径均为3mm以下。
进一步地，所述步骤(2)中，无烟煤粉、肥煤煤粉、钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠、十二烷基苯磺酸钠和水的重量份数为：无烟煤粉65-70份、肥煤粉12-15份、钠基膨润土1-2份、氧化钙1-2份、玉米预糊化淀粉0.5-1.0份、二氧化硅0.2-0.5份、氯化钠0.2-0.5份、十二烷基苯磺酸钠0.1-0.2份、水13-15份；所述放置的时间为1-2小时。
进一步地，所述步骤(3)中烘干的温度为90-105℃，烘干时间为3-4小时。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明利用十二烷基苯磺酸钠作为粘结添加剂，可降低玉米预糊化淀粉在煤粒表面的表面张力，提高对煤料的湿润能力，从而提高淀粉粘结力，也能降低淀粉粘结剂添加量。
利用氯化钠和二氧化硅作为固硫添加剂，氯化钠可使固硫剂氧化钙晶格重排，形成了有利于固硫剂的孔分布和孔径尺寸，固硫剂利用率得以提高。同时氯化钠可与煤灰中的高岭石、粘土类矿物质等发生低温共熔反应生成液态熔融物，SO2分子与熔融态产物层表面接触后被吸收的概率增大，进而提高了型煤的固硫率；而二氧化硅则能与固硫产物硫酸钙结合形成固硫产物复盐，提高了固硫产物高温二次分解温度，避免了SO2高温二次释放，从而提高固硫率。
利用本发明制备的民用型煤，可显著增强型煤强度，提高固硫率，解决目前民用型煤因热强度低、固硫率低而造成型煤燃烧过程中容易塌炉、煤炭燃烧效率低、SO2排放超标等问题，利于型煤大规模推广利用。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述具体实施方式仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1：
一种民用高强度固硫型煤，所述型煤是由下列重量份数的组分制成：无烟煤粉60份、肥煤粉12份、钠基膨润土1份、氧化钙1份、玉米预糊化淀粉0.5份、二氧化硅0.2份、氯化钠0.2份、十二烷基苯磺酸钠0.1份、水13份。其中无烟煤粉选用晋城无烟煤、肥煤粉选用山西东曲肥煤，无烟煤粉和肥煤煤粉的粒径均为3mm以下，钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠和十二烷基苯磺酸钠为固体粉末。
一种民用高强度固硫型煤的制备方法，包括如下步骤：
(1)分别将无烟煤、肥煤煤粉粉碎，粉碎至无烟煤、肥煤煤粉的粒径为3mm以下；
(2)将粉碎后的无烟煤粉、肥煤煤粉与钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠和十二烷基苯磺酸钠的固体粉末按照比例加入搅拌器中混匀，再按比例加入水，混匀，放置1小时，制得混合物料；其中上述各组分的重量份数为：无烟煤粉60份、肥煤粉12份、钠基膨润土1份、氧化钙1份、玉米预糊化淀粉0.5份、二氧化硅0.2份、氯化钠0.2份、十二烷基苯磺酸钠0.1份、水13份。
(3)将步骤(2)制得的混合物料在成型机上压制成型，在90℃下烘干4小时后得到民用高强度固硫型煤产品。
实施例2：
一种民用高强度固硫型煤，所述型煤是由下列重量份数的组分制成：无烟煤粉65份、肥煤粉13份、钠基膨润土1.5份、氧化钙1.5份、玉米预糊化淀粉0.8份、二氧化硅0.35份、氯化钠0.3份、十二烷基苯磺酸钠0.15份、水14份。其中无烟煤粉选用晋城无烟煤、肥煤粉选用山西东曲肥煤，无烟煤粉和肥煤煤粉的粒径均为3mm以下，钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠和十二烷基苯磺酸钠为固体粉末。
一种民用高强度固硫型煤的制备方法，包括如下步骤：
(1)分别将无烟煤、肥煤煤粉粉碎，粉碎至无烟煤、肥煤煤粉的粒径为3mm以下；
(2)将粉碎后的无烟煤粉、肥煤煤粉与钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠和十二烷基苯磺酸钠的固体粉末按照比例加入搅拌器中混匀，再按比例加入水，混匀，放置1.5小时，制得混合物料；其中上述各组分的重量份数为：无烟煤粉65份、肥煤粉13份、钠基膨润土1.5份、氧化钙1.5份、玉米预糊化淀粉0.8份、二氧化硅0.35份、氯化钠0.3份、十二烷基苯磺酸钠0.15份、水14份。
(3)将步骤(2)制得的混合物料在成型机上压制成型，在100℃下烘干3.5小时后得到民用高强度固硫型煤产品。
实施例3：
一种民用高强度固硫型煤，所述型煤是由下列重量份数的组分制成：无烟煤粉70份、肥煤粉15份、钠基膨润土2份、氧化钙2份、玉米预糊化淀粉1.0份、二氧化硅0.5份、氯化钠0.5份、十二烷基苯磺酸钠0.2份、水15份。其中无烟煤粉选用晋城无烟煤、肥煤粉选用山西东曲肥煤，无烟煤粉和肥煤煤粉的粒径均为3mm以下，钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠和十二烷基苯磺酸钠为固体粉末。
一种民用高强度固硫型煤的制备方法，包括如下步骤：
(1)分别将无烟煤、肥煤煤粉粉碎，粉碎至无烟煤、肥煤煤粉的粒径为3mm以下；
(2)将粉碎后的无烟煤粉、肥煤煤粉与钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠和十二烷基苯磺酸钠的固体粉末按照比例加入搅拌器中混匀，再按比例加入水，混匀，放置2小时，制得混合物料；其中上述各组分的重量份数为：无烟煤粉70份、肥煤粉15份、钠基膨润土2份、氧化钙2份、玉米预糊化淀粉1.0份、二氧化硅0.5份、氯化钠0.5份、十二烷基苯磺酸钠0.2份、水15份。
(3)将步骤(2)制得的混合物料在成型机上压制成型，在105℃下烘干3小时后得到民用高强度固硫型煤产品。
本发明的民用高强度固硫型煤性能检测：
利用WQYC-10C型智能球团抗压强度测试仪、SDS820/720自动定硫仪和HR-8000B微机灰熔点测定仪，对实施例1至3的民用高强度固硫型煤性能进行检测，同时选用三种普通民用型煤进行性能检测，检测结果如下表所示：
本发明的民用高强度固硫型煤与普通民用型煤性能检测结果
Figure BDA0002120480060000061
Figure BDA0002120480060000071
由上表可以看出，本发明的单个型煤产品的抗压强度达到503-515N/个，热强度达到351-405N/个，固硫率达到73-76％，灰熔点T2达到1350-1401，本发明的型煤产品与普通民用型煤比较，上述各项性能指标均优于普通民用型煤，可以大力推广应用。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种民用高强度固硫型煤，其特征在于，所述型煤是由无烟煤粉、肥煤粉、钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠、十二烷基苯磺酸钠和水混合制成；所述型煤的各组分重量份数为：无烟煤粉65-70份、肥煤粉12-15份、钠基膨润土1-2份、氧化钙1-2份、玉米预糊化淀粉0.5-1.0份、二氧化硅0.2-0.5份、氯化钠0.2-0.5份、十二烷基苯磺酸钠0.1-0.2份、水13-15份。
2.根据权利要求1所述的一种民用高强度固硫型煤，其特征在于，所述无烟煤粉、肥煤粉的粒径均为3mm以下，钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠和十二烷基苯磺酸钠为固体粉末。
3.一种民用高强度固硫型煤的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)分别将无烟煤、肥煤粉碎；
(2)将粉碎后的无烟煤粉、肥煤粉与钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠和十二烷基苯磺酸钠的固体粉末按照比例加入搅拌器中混匀，再按比例加入水，混匀，放置，制得混合物料；其中，无烟煤粉、肥煤粉、钠基膨润土、氧化钙、玉米预糊化淀粉、二氧化硅、氯化钠、十二烷基苯磺酸钠和水的重量份数为：无烟煤粉65-70份、肥煤粉12-15份、钠基膨润土1-2份、氧化钙1-2份、玉米预糊化淀粉0.5-1.0份、二氧化硅0.2-0.5份、氯化钠0.2-0.5份、十二烷基苯磺酸钠0.1-0.2份、水13-15份；
(3)将步骤(2)制得的混合物料压制成型，烘干后得到民用高强度固硫型煤产品。
4.根据权利要求3所述的一种民用高强度固硫型煤的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中分别将无烟煤、肥煤粉碎，粉碎后的无烟煤粉、肥煤粉的粒径均为3mm以下。
5.根据权利要求3所述的一种民用高强度固硫型煤的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的放置时间为1-2小时。
6.根据权利要求3所述的一种民用高强度固硫型煤的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中烘干的温度为90-105℃，烘干时间为3-4小时。
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