CN111996055A - 一种石灰竖窑用复合清洁型煤及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石灰竖窑用复合清洁型煤，成分为：无烟煤、牛粪、艾草粉、秸秆粉、高岭土、高锰酸钾、氯酸钾、聚乙二醇、木质素、镁粉、碳酸钠、氯化钙、水适量。制备过程包括以下步骤：（1）将碳酸钠和氯化钙分别溶于水配成碳酸钠溶液和氯化钙溶液，粉碎高岭土后依次加入碳酸钠溶液和氯化钙溶液搅匀，过滤，将滤渣干燥，研磨得到高岭土‑碳酸钙复合物料；（2）将牛粪晒干粉碎与无烟煤、艾草粉、秸秆粉、水、木质素混匀，将高锰酸钾、氯酸钾加入混匀，再加入聚乙二醇混匀，加入高岭土‑碳酸钙复合物料和镁粉混匀后得到混合物料；（3）将混合物料送入成型机在常温下成型，干燥，包装即可得到复合清洁型煤。本发明制备得到的煤有效改善煤燃烧性能，减少燃煤对环境的污染，作用效果好。

Description

一种石灰竖窑用复合清洁型煤及其制备方法

技术领域

本发明属于清洁煤技术领域，具体涉及一种石灰竖窑用复合清洁型煤及其制备方法。

背景技术

石灰竖窑通常采用优质块煤作为燃料，对优质块煤的需求量较大。但煤炭作为一种不可再生的资源，随着人们的不断开采会逐渐减少，这将导致优质块煤的价格上涨，石灰竖窑的生产成本增加。而廉价劣质块煤由于含硫高、灰分多、污染物排放量大、环境污染严重，使其无法应用于石灰竖窑。

本发明的目的在于针对现有石灰竖窑用煤含硫高，污染较严重等问题，提供一种石灰竖窑用复合清洁型煤及其制备方法。

本发明的方案是通过这样实现的：

一种石灰竖窑用复合清洁型煤，各组成成分及其重量份数比为：牛粪20～30份、艾草粉13～17份、秸秆粉12～16份、无烟煤10～14份、高岭土8～12份、高锰酸钾8～11份、氯酸钾8～11份、聚乙二醇7～10份、木质素7～10份、镁粉6～10份、碳酸钠3～5份、氯化钙3～5份、水适量。

作为本发明的进一步说明，所述秸秆粉为玉米秸秆粉、大豆秸秆粉、小麦秸秆粉、向日葵秸秆粉中的一种或两种以上的组合。

作为本发明的进一步说明，所述高锰酸钾、氯酸钾、镁粉的粒径大小均为100～150目。

作为本发明的进一步说明，所述无烟煤、艾草粉和秸秆粉的粒径大小均为100～150目。

一种制备石灰竖窑用复合清洁型煤的方法，包括以下步骤：

步骤一：高岭土-碳酸钙复合物料的制备：将碳酸钠3～5份溶于水中配成浓度为0.5mol/L的碳酸钠溶液，将氯化钙3～5份溶于水中配成浓度为0.5mol/L的氯化钙溶液，将高岭土8～12份粉碎成100～200目的粉末后加入碳酸钠溶液中搅拌均匀，然后再加入氯化钙溶液混合均匀，反应50～60min后进行过滤，将滤渣在100～105℃下干燥至恒重，再研磨成100～200目的粉末得到高岭土-碳酸钙复合物料；

步骤二：将牛粪20～30份在太阳光下晒干然后粉碎成100～150目的牛粪粉，加入无烟煤10～14份、艾草粉13～17份、秸秆粉12～16份、水20～25份、木质素7～10份混匀后将高锰酸钾7～11份、氯酸钾8～11份加入混匀，再加入聚乙二醇7～10份混匀，最后再加入高岭土-碳酸钙复合物料和镁粉6～10份混匀后得到混合物料；

步骤三：将混合物料送入成型机在常温下成型，在40～55℃干燥，包装即可得到复合清洁型煤。

本发明实现的技术原理是：

本发明以无烟煤、艾草粉和秸秆粉进行混合作为主要的燃烧物料，燃烧性能好并且以可再生的生物质牛粪、艾草、秸秆原料代替不可再生的煤炭资源，能够起到节约能源的作用；加入的高锰酸钾和氯酸钾是在高温时会分解出氧气，为石灰坚窑中提供氧气，使得煤燃烧得更加充分，并且高锰酸钾和氯酸钾分解温度不同可以在不同时段释放氧气，提高煤燃烧的持续性，加入的镁粉能够起到助燃的作用使得牛粪等煤燃料燃烧得更加充分；在燃烧过程中碳酸钙受热分解成的氧化钙能够吸收燃烧过程中释放出来的二氧化硫，减少二氧化硫对环境的污染，高岭土具有较大的比表面积可孔隙结构，在燃烧过程中也能够吸收一定的氮氧化物、二氧化硫等挥发性成分，减少对环境的污染并且能够使得燃煤中的灰分进行固定，减少飞灰；聚乙二醇和木质素的加入能够使得原料各组分之间分散得更加均匀，提高制备得到的煤的粘结强度，方便保存和运输，并且聚乙二醇和木质素为无毒物质并且在高温下能够分解，对环境污染小。

在制备过程中将高岭土和碳酸钙复合能够提高碳酸钙和高岭土的稳定性，有利于高锰酸钾和氯酸钾释放出的氧气流动性更好，改善没燃烧的特性，使得煤燃烧得更加充分，提高燃烧热值；将牛粪、艾草粉、秸秆粉等燃烧的原料进行混合后通过木质素的粘结作用与高锰酸钾、氯酸钾以及镁粉均匀混合在燃烧过程中能够使高锰酸钾和氯酸钾释放出的氧气更加均匀地接触燃烧原料，燃烧得更加充分，提高煤燃烧的热值，最后在聚乙二醇的作用下与高岭土-碳酸钙复合物料和镁粉混匀，能够提高制备得到的清洁型煤的强度，在燃烧过程中不易崩塌，燃烧得更加充分。

本发明具备以下良好效果：

本发明将燃烧性能好并且以可再生的生物质牛粪、艾草、秸秆原料代替不可再生的煤炭资源，能够起到节约能源的作用，通过高锰酸钾和氯酸钾分解温度不同可以在不同时段释放氧气，提高煤燃烧的持续性，加入的镁粉能够起到助燃的作用使得牛粪等煤燃料燃烧得更加充分，提高燃烧的热值，碳酸钙受热分解成的氧化钙能够吸收燃烧过程中释放出来的二氧化硫，减少二氧化硫对环境的污染，高岭土具有较大的比表面积可孔隙结构，在燃烧过程中也能够吸收一定的氨氮等挥发性成分，减少对环境的污染，达到清洁的效果。

具体实施方式

以下结合实施例描述本发明一种石灰竖窑用复合清洁型煤及其制备方法，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。

实施例1：

本实施例的石灰竖窑用复合清洁型煤，各组成成分及其重量份数比为：牛粪20份、艾草粉13份、玉米秸秆粉和大豆秸秆粉混合成的秸秆粉12份、无烟煤10份、高岭土8份、高锰酸钾8份、氯酸钾8份、聚乙二醇7份、木质素7份、镁粉6份、碳酸钠3份、氯化钙3份、水适量；所述无烟煤、艾草粉、秸秆粉、高锰酸钾、氯酸钾、镁粉的粒径大小均为100目。

制备该石灰竖窑用复合清洁型煤的方法，包括以下步骤：

步骤一：高岭土-碳酸钙复合物料的制备：将碳酸钠3份溶于水中配成浓度为0.5mol/L的碳酸钠溶液，将氯化钙3份溶于水中配成浓度为0.5mol/L的氯化钙溶液，将高岭土8份粉碎成100目的粉末后加入碳酸钠溶液中搅拌均匀，然后再加入氯化钙溶液混合均匀，反应50min后进行过滤，将滤渣在100℃下干燥至恒重，再研磨成100目的粉末得到高岭土-碳酸钙复合物料；

步骤二：将牛粪20份在太阳光下晒干然后粉碎成100目的牛粪粉，加入无烟煤10份、艾草粉13份、秸秆粉12份、水20份、木质素7份混匀后将高锰酸钾7份、氯酸钾8份加入混匀，再加入聚乙二醇7份混匀，最后再加入高岭土-碳酸钙复合物料和镁粉6份混匀后得到混合物料；

步骤三：将混合物料送入成型机在常温下成型，在40℃干燥，包装即可得到复合清洁型煤。

实施例2：

本实施例的石灰竖窑用复合清洁型煤，各组成成分及其重量份数比为：牛粪30份、艾草粉17份、小麦秸秆粉和向日葵秸秆粉混合成的秸秆粉16份、无烟煤14份、高岭土12份、高锰酸钾11份、氯酸钾11份、聚乙二醇10份、木质素10份、镁粉10份、碳酸钠5份、氯化钙5份、水适量；所述无烟煤、艾草粉、秸秆粉、高锰酸钾、氯酸钾、镁粉的粒径大小均为150目。

制备该石灰竖窑用复合清洁型煤的方法，包括以下步骤：

步骤一：高岭土-碳酸钙复合物料的制备：将碳酸钠5份溶于水中配成浓度为0.5mol/L的碳酸钠溶液，将氯化钙5份溶于水中配成浓度为0.5mol/L的氯化钙溶液，将高岭土12份粉碎成200目的粉末后加入碳酸钠溶液中搅拌均匀，然后再加入氯化钙溶液混合均匀，反应60min后进行过滤，将滤渣在105℃下干燥至恒重，再研磨成200目的粉末得到高岭土-碳酸钙复合物料；

步骤二：将牛粪30份在太阳光下晒干然后粉碎成150目的牛粪粉，加入无烟煤14份、艾草粉17份、秸秆粉16份、水25份、木质素10份混匀后将高锰酸钾11份、氯酸钾11份加入混匀，再加入聚乙二醇10份混匀，最后再加入高岭土-碳酸钙复合物料和镁粉10份混匀后得到混合物料；

步骤三：将混合物料送入成型机在常温下成型，在55℃干燥，包装即可得到复合清洁型煤。

实施例3：

本实施例的石灰竖窑用复合清洁型煤，各组成成分及其重量份数比为：牛粪25份、艾草粉15份、玉米秸秆粉和小麦秸秆粉混合成的秸秆粉14份、无烟煤12份、高岭土10份、高锰酸钾9份、氯酸钾9份、聚乙二醇8份、木质素8份、镁粉8份、碳酸钠4份、氯化钙4份、水适量；所述无烟煤、艾草粉、秸秆粉、高锰酸钾、氯酸钾、镁粉的粒径大小均为150目。

制备该石灰竖窑用复合清洁型煤的方法，包括以下步骤：

步骤一：高岭土-碳酸钙复合物料的制备：将碳酸钠4份溶于水中配成浓度为0.5mol/L的碳酸钠溶液，将氯化钙4份溶于水中配成浓度为0.5mol/L的氯化钙溶液，将高岭土10份粉碎成150目的粉末后加入碳酸钠溶液中搅拌均匀，然后再加入氯化钙溶液混合均匀，反应55min后进行过滤，将滤渣在103℃下干燥至恒重，再研磨成150目的粉末得到高岭土-碳酸钙复合物料；

步骤二：将牛粪25份在太阳光下晒干然后粉碎成125目的牛粪粉，加入无烟煤12份、艾草粉15份、秸秆粉14份、水23份、木质素8份混匀后将高锰酸钾9份、氯酸钾9份加入混匀，再加入聚乙二醇8份混匀，最后再加入高岭土-碳酸钙复合物料和镁粉8份混匀后得到混合物料；

步骤三：将混合物料送入成型机在常温下成型，在48℃干燥，包装即可得到复合清洁型煤。

实施例4：

本实施例的石灰竖窑用复合清洁型煤，各组成成分及其重量份数比为：牛粪22份、艾草粉16份、大豆秸秆粉和小麦秸秆粉混合成的秸秆粉13份、无烟煤11份、高岭土9份、高锰酸钾10份、氯酸钾9份、聚乙二醇10份、木质素9份、镁粉7份、碳酸钠5份、氯化钙3份、水适量；所述无烟煤、艾草粉、秸秆粉、高锰酸钾、氯酸钾、镁粉的粒径大小均为120目。

制备该石灰竖窑用复合清洁型煤的方法，包括以下步骤：

步骤一：高岭土-碳酸钙复合物料的制备：将碳酸钠5份溶于水中配成浓度为0.5mol/L的碳酸钠溶液，将氯化钙3份溶于水中配成浓度为0.5mol/L的氯化钙溶液，将高岭土9份粉碎成170目的粉末后加入碳酸钠溶液中搅拌均匀，然后再加入氯化钙溶液混合均匀，反应60min后进行过滤，将滤渣在101℃下干燥至恒重，再研磨成170目的粉末得到高岭土-碳酸钙复合物料；

步骤二：将牛粪22份在太阳光下晒干然后粉碎成130目的牛粪粉，加入无烟煤11份、艾草粉16份、秸秆粉13份、水24份、木质素9份混匀后将高锰酸钾10份、氯酸钾9份加入混匀，再加入聚乙二10份混匀，最后再加入高岭土-碳酸钙复合物料和镁粉7份混匀后得到混合物料；

步骤三：将混合物料送入成型机在常温下成型，在45℃干燥，包装即可得到复合清洁型煤。

实施例5：

本实施例的石灰竖窑用复合清洁型煤，各组成成分及其重量份数比为：牛粪28份、艾草粉16份、玉米秸秆粉、大豆秸秆粉、小麦秸秆粉和向日葵秸秆粉混合成的秸秆粉16份、无烟煤11份、高岭土11份、高锰酸钾9份、氯酸钾10份、聚乙二醇8份、木质素7份、镁粉9份、碳酸钠4份、氯化钙5份、水适量；所述无烟煤、艾草粉、秸秆粉、高锰酸钾、氯酸钾、镁粉的粒径大小均为110目。

制备该石灰竖窑用复合清洁型煤的方法，包括以下步骤：

步骤一：高岭土-碳酸钙复合物料的制备：将碳酸钠4份溶于水中配成浓度为0.5mol/L的碳酸钠溶液，将氯化钙5份溶于水中配成浓度为0.5mol/L的氯化钙溶液，将高岭土11份粉碎成110目的粉末后加入碳酸钠溶液中搅拌均匀，然后再加入氯化钙溶液混合均匀，反应50min后进行过滤，将滤渣在105℃下干燥至恒重，再研磨成170目的粉末得到高岭土-碳酸钙复合物料；

步骤二：将牛粪28份在太阳光下晒干然后粉碎成140目的牛粪粉，加入无烟煤11份、艾草粉16份、秸秆粉16份、水25份、木质素7份混匀后将高锰酸钾9份、氯酸钾10份加入混匀，再加入聚乙二醇8份混匀，最后再加入高岭土-碳酸钙复合物料和镁粉9份混匀后得到混合物料；

步骤三：将混合物料送入成型机在常温下成型，在50℃干燥，包装即可得到复合清洁型煤。

将本发明实施例1～5制备得到的复合清洁型煤进行燃烧并测定相应的指标，同时以市售的复合清洁煤作为对照例并按照相同的方式进行燃烧，测定的情况如下表1所示。

表1复合清洁型煤性能指标

本发明上述实施例方案仅是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求中指出了本发明产品组成成分、成分比例、制备方法参数的范围，而上述的说明并未指出本发明参数的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应当认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (5)

1.一种石灰竖窑用复合清洁型煤，其特征在于，各组成成分及其重量份数比为：牛粪20～30份、艾草粉13～17份、秸秆粉12～16份、无烟煤10～14份、高岭土8～12份、高锰酸钾8～11份、氯酸钾8～11份、聚乙二醇7～10份、木质素7～10份、镁粉6～10份、碳酸钠3～5份、氯化钙3～5份、水适量。

2.根据权利要求1所述的石灰竖窑用复合清洁型煤，其特征在于，所述秸秆粉为玉米秸秆粉、大豆秸秆粉、小麦秸秆粉、向日葵秸秆粉中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的石灰竖窑用复合清洁型煤，其特征在于，所述高锰酸钾、氯酸钾、镁粉的粒径大小均为100～150目。

4.根据权利要求1所述的石灰竖窑用复合清洁型煤，其特征在于，所述无烟煤、艾草粉和秸秆粉的粒径大小均为100～150目。

5.一种制备石灰竖窑用复合清洁型煤的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：高岭土-碳酸钙复合物料的制备：将碳酸钠3～5份溶于水中配成浓度为0.5mol/L的碳酸钠溶液，将氯化钙3～5份溶于水中配成浓度为0.5mol/L的氯化钙溶液，将高岭土8～12份粉碎成100～200目的粉末后加入碳酸钠溶液中搅拌均匀，然后再加入氯化钙溶液混合均匀，反应50～60min后进行过滤，将滤渣在100～105℃下干燥至恒重，再研磨成100～200目的粉末得到高岭土-碳酸钙复合物料；

步骤二：将牛粪20～30份在太阳光下晒干然后粉碎成100～150目的牛粪粉，加入无烟煤10～14份、艾草粉13～17份、秸秆粉12～16份、水20～25份、木质素7～10份混匀后将高锰酸钾7～11份、氯酸钾8～11份加入混匀，再加入聚乙二醇7～10份混匀，最后再加入高岭土-碳酸钙复合物料和镁粉6～10份混匀后得到混合物料；

步骤三：将混合物料送入成型机在常温下成型，在40～55℃干燥，包装即可得到复合清洁型煤。