CN111411008A - 一种环保固硫型煤添加剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保固硫型煤添加剂及其制备方法和使用方法，属于固硫型煤与减少煤炭燃烧SO2排放在配料中加入的添加物加工领域。所述固硫型煤添加剂由以下原料：CaCO3、Ca(OH)2、煤矸石、有机酸制备而成，各原料按重量配比为：CaCO3：50‑60份Ca(OH)2：20‑30份，煤矸石：15‑25份，有机酸与CaCO3的重量比为10‑30：100。该发明解决了CaCO3固硫型煤强度低并且固硫率较低的问题；可很好地用于工业和民用固硫型煤的生产领域。

Description

一种环保固硫型煤添加剂及其制备方法和使用方法
技术领域
本发明涉及一种环保固硫型煤添加剂及其制备方法和使用方法，属于固硫型煤加工领域。
背景技术
我国富煤缺油少气，煤炭作为主要能源，在相当长一段时间内，以煤为主的格局不会改变。我国北方大部分农村地区，受到位置偏远、居住分散、经济欠发达等因素限制，无法实现集中供暖，主要以燃烧散煤炊事取暖。这种民用散煤燃烧量大面广，冬季采暖期高度集中，导致供暖期北方，尤其是京津冀地区雾霾天气频发，以可吸入颗粒物( PM10) 和细颗粒物( PM2.5) 为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出，严重危害人民群众身体健康。另外我国采矿产生大量的煤矸石、洗煤留下大量的高灰分煤泥如不加以利用，必然产生严重的环境问题。型煤技术是一种适合中国国情的、经济实用的洁净煤技术，可以解决上述问题。型煤技术可以节约能源，提高煤炭利用效率（与原煤散烧相比， 燃用型煤锅炉的节煤率可达到15-23％ ）；可以有效地减少环境污染（可使原始排尘减少80-95％、烟气黑度降到林格曼级<1/2、总固硫率50%以上）；并且型煤技术的投资少，建厂周期短，见效快，在众多的洁净煤技术中名列前矛。随着我国煤矿采矿深度加大，硫含量提高，型煤固硫是必要的手段。虽然型煤固硫添加剂制备技术众多，在燃煤固硫方面均起到了较好的效果，对改善大气环境质量起到了一定的作用。由于资源和成本的限制，大多固硫剂为钙基物质，采用Ca/S比大于等于2，导致型煤强度降低50％之多，极大地影响了固硫型煤的推广使用。因此本发明的目的是提供一种型煤固硫添加剂的制备方法。
发明内容
本发明旨在提供一种脱硫率较高、原料易得并廉价的环保固硫型煤添加剂及其制备方法和使用方法，能提高型煤强度和固硫性能、减少煤炭燃烧SO2排放。
本发明的原理为：通过CaCO3与一定量有机酸反应后，表面生成醋酸钙，即表面上存在羧基官能团，改变了CaCO3表面亲水性，从而改善了CaCO3与水、煤的亲和性，有利于提高型煤强度；反应生成的醋酸钙与添加的Ca(OH)2具有低温固硫效率高的特点，并且部分钙以离子态存在，在型煤干燥过程中可以富集在型煤表面，有利于拓宽型煤脱硫温度范围和总体固硫效率。煤矸石起到分散钙基物料和型煤粘结剂的作用，有利于改善固硫剂使用率和型煤强度。
本发明提供了一种固硫型煤添加剂，所用原料为：CaCO3、Ca(OH)2、煤矸石、有机酸，各原料按重量配比为：50-60份CaCO3，20-30份Ca(OH)2，15-25份煤矸石；有机酸与碳酸钙的重量比为10-30：100。
本发明提供了上述固硫型煤添加剂的制备方法，是以CaCO3（或石灰石）、有机酸反应物、Ca(OH)2、煤矸石为原料，制备过程具体为：按重量份数计，将50-60份CaCO3破碎至粒径小于0.1mm与50-60份浓度10-30％的有机酸反应1小时，并于100oC下烘干；然后与粒径小于0.1mm的20-30份Ca(OH)2、15-25份煤矸石均匀混合。
本发明提供了上述固硫型煤添加剂的使用方法，当制作型煤原料煤硫含量<2.5％时按Ca/S摩尔比＝1.5～2配入该固硫添加剂，900-1100oC燃烧固硫率达到65-90％。进一步地，如果加入2％淀粉粘结剂时，型煤的强度大于400N/个。
本发明的有益效果：
本发明相比于现有技术具有以下特点：(1)本发明采用了三种钙的混合形态，旨在满足不同温度的固硫反应，并且离子钙在型煤干燥中向外迁移在外层富集，有利于提高固硫率。(2)所采用的固硫原料中煤矸石与钙化合物配伍，有利于钙化合物的分散，因而也可提高固硫率。(3)由于煤矸石的加入和碳酸钙的酸处理，在不增加粘合剂添加量的条件下既能提高型煤强度又能提高固硫性能。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：
按重量份数计，将60份CaCO3破碎至粒径小于0.1mm与60份浓度10％的醋酸反应1小时，并于100oC下烘干；然后与粒径小于0.1mm的20份Ca(OH)2、20份煤矸石均匀混合成为添加剂。以宁夏低硫煤为原料(Mad 1.32%, Aad 22.91%, Vad 13.01%, Sad 0.8%)，按Ca/S摩尔比＝1.5配入该添加剂，加入2％淀粉粘结剂时，型煤强度为415N/个，900oC燃烧固硫率82％；1100oC燃烧固硫率65％。
实施例2：
按重量份数计，将60份CaCO3破碎至粒径小于0.1mm与60份浓度20％的醋酸反应1小时，并于100oC下烘干；然后与粒径小于0.1mm的20份Ca(OH)2、20份煤矸石均匀混合成为添加剂。以宁夏低硫煤为原料(Mad 1.32%, Aad 22.91%, Vad 13.01%, Sad 0.8%)，按Ca/S摩尔比＝2配入该固硫添加剂，加入2％淀粉粘结剂时，型煤强度为510N/个，900oC燃烧固硫率86％；1100oC燃烧固硫率68％。
实施例3：
按重量份数计，将55份CaCO3破碎至粒径小于0.1mm与55份浓度20％的醋酸反应1小时，并于100oC下烘干；然后与粒径小于0.1mm的30份Ca(OH)2、15份煤矸石均匀混合成为添加剂。以宁夏高硫煤为原料(Mad 1.00%, Aad 23.19%, Vad 17.03%, Sad 2.53%)，按Ca/S摩尔比＝2配入该固硫添加剂，加入2％淀粉粘结剂时，型煤强度为523N/个，900oC燃烧固硫率88％；1100oC燃烧固硫率70％。
实施例4：
按重量份数计，将55份CaCO3破碎至粒径小于0.1mm与55份浓度30％的醋酸反应1小时，并于100oC下烘干；然后与粒径小于0.1mm的30份Ca(OH)2、15份煤矸石均匀混合。以宁夏高硫煤为原料(Mad 1.00%, Aad 23.19%, Vad 17.03%, Sad 2.53%)，按Ca/S摩尔比＝2配入该固硫添加剂，加入2％淀粉粘结剂时，型煤强度为562N/个，900oC燃烧固硫率90％；1100oC燃烧固硫率72％。
实施例5：
按重量份数计，将55份CaCO3破碎至粒径小于0.1mm与55份浓度20％的草酸反应1小时，并于100oC下烘干；然后与粒径小于0.1mm的30份Ca(OH)2、15份煤矸石均匀混合。以宁夏高硫煤为原料(Mad 1.00%, Aad 23.19%, Vad 17.03%, Sad 2.53%)，按Ca/S摩尔比＝2配入该固硫添加剂，加入2％淀粉粘结剂时，型煤强度为550N/个，900oC燃烧固硫率89％；1100oC燃烧固硫率69％。
实施例6：
按重量份数计，将50份CaCO3破碎至粒径小于0.1mm与50份浓度30％的草酸反应1小时，并于100oC下烘干；然后与粒径小于0.1mm的25份Ca(OH)2、25份煤矸石均匀混合。以宁夏高硫煤为原料(Mad 1.00%, Aad 23.19%, Vad 17.03%, Sad 2.53%)，按Ca/S摩尔比＝2配入该固硫添加剂，加入2％淀粉粘结剂时，型煤强度为572N/个，900oC燃烧固硫率86％；1100oC燃烧固硫率67％。

Claims (6)

1.一种固硫型煤添加剂，其特征在于由以下原料：CaCO3、Ca(OH)2、煤矸石、有机酸制备而成，各原料按重量配比为：
CaCO3：50-60份
Ca(OH)2：20-30份
煤矸石：15-25份
有机酸与CaCO3的重量比为10-30：100。
2.根据权利要求1所述的固硫型煤添加剂，其特征在于：所述有机酸为醋酸、草酸中的一种。
3.一种权利要求1或2所述的固硫型煤添加剂的制备方法，其特征在于：以CaCO3、有机酸反应物、Ca(OH)2、煤矸石为原料，按重量份数计，将50-60份CaCO3破碎至粒径小于0.1mm与50-60份浓度10-30％的有机酸反应，并烘干；然后与粒径小于0.1mm的20-30份Ca(OH)2、15-25份煤矸石均匀混合。
4.根据权利要求3所述的固硫型煤添加剂的制备方法，其特征在于：反应时间为1小时，烘干温度为100oC。
5.一种权利要求1或2所述的固硫型煤添加剂的使用方法，其特征在于：当制作型煤原料煤硫含量<2.5％时按Ca/S摩尔比＝1.5～2配入该固硫型煤添加剂，900-1100oC燃烧固硫率达到65-90％。
6.根据权利要求5所述的固硫型煤添加剂的使用方法，其特征在于：制作型煤原料时，加入2％淀粉粘结剂时，型煤的强度大于400N/个。
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