CN1150970A - 一种无粘结剂型煤及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不用粘结剂的型煤配方及其制作方法。所用的炭质固体燃料可以是各种劣质煤、泥煤、无烟煤、褐煤等其中几种的混合物，所用的木质纤维可以是农作物废弃物或木材加工废弃物。所采用的工艺是将所用的原料干燥、筛分、粉碎、混合，在100～500MPa压力下压制成型后在150～300℃温度下加热干燥10～60分钟后制成，也可以不进行干燥加热。这种型煤所用原料广泛、制作工艺简单，所制得的型煤性能优良。

Description

一种无粘结剂型煤及其制作工艺

本发明属于燃料加工领域，特别是一种无粘结剂型煤及其制作工艺。

型煤制作是燃料加工领域中研究开发工作很活跃的课题。主要有两个研究方向，一是掺入一定的粘结剂压制而成，二是不用粘结剂直接压制而成。

采用粘结剂的技术存在几个问题，例如在制作蜂窝煤中，需要掺入大量粘土作为粘结剂，这种型煤强度低、不防水，取粘土破坏农田，而且增加了大量原料及煤灰的运输量，同时造成环境污染。一般蜂窝煤只适合于民用，不能用于工业炉窑和工业锅炉。

也有采用沥青和纸浆废液作为粘结剂制作型煤的。由于粘结剂掺入量大，致使制作工艺复杂、成本高，并且带来二次污染等问题。例如申请号为CN86105707A专利，采用碱性造纸黑液作为粘结剂，要求粘结剂配入量为5～23％，申请号为CN86108971A专利，采用以造纸废液为主的粘结剂，要求粘结剂的配入量为10％。

也有不使用粘结剂制作型煤的技术，其主要缺点是型煤强度低、成型率低。也有采用热压成型的，如申请号为CN85103226A专利，在加压成型的同时要求加热到120～320℃，并且要求50秒～5分钟的压实时间，这种制作型煤技术的工艺过程复杂，制作成本高，生产率较低。

本发明的目的就是提供一种充分利用劣质散煤、泥煤等碳质固体燃料和农作物、木材加工之木质纤维废弃物和添加剂作为原料，不使用粘结剂，采用冷高压成型的方法，制作出强度高、防水性能好、成本低、燃烧性能好、环境污染少，既适合于民用，又适合于工业窑炉和工业锅炉的优质型煤。

按照本发明，碳质固体燃料可以是各种劣质煤、泥煤、无烟煤、烟煤、褐煤的一种或几种煤的混合物。木质纤维可以选用农作物废弃物，如稻壳、秸杆、甘蔗渣和木材加工废弃物，如木屑、锯末等一种或几种木质纤维所组成。

添加剂可以根据需要可选用固硫剂(例如氧化钙CaO)、助燃剂(例如金属锌Zn)，防焦防渣剂(例如氧化镁等镁基添加剂)的一种或几种。

按照本发明，其原料构成比例为：碳质固体燃料重量百分比为50～90％，木质纤维的重量百分比为10～50％，添加剂的重量百分比为0～5％。

按照本发明的型煤制作工艺，采用冷高压成型方法，成型压力要求在100～500MPa之间，成型过程中不加热。其具体工艺过程是：

1)将碳质固体燃料干燥→筛分→粉碎后备用，粉末粒度≤3mm，

2)将木质纤维干燥→筛分→粉碎后备用，粉末粒度≤3mm，

3)按所规定的重量百分比分别称量出碳质固体燃料粉，木质纤维粉和添加剂粉进行混合；

4)在100～500MPa压力下将上述混合料在模具中加压成型，制成型煤，压力大小取决于型煤尺寸；

5)将上述型煤在150～300℃的温度下干燥加热10～60分钟，冷却后即制成高强度优质型煤。

也可以不进行干燥加热，直接将压制出的型煤用于工业炉窑和工业锅炉。

按照本发明的配方和制作工艺所制得的型煤，除具有一般型煤所具有的优点之外，还具有以下优点：

1.充分有效地利用和节约资源，可以利用劣质粉煤或泥煤等碳质固体燃料和农作物、木材加工废弃物制成优质型煤；

2.不用粘结剂，没有二次污染；

3.制作工艺简单，生产成本低；

4.所制得的型煤强度高，防水性能好，燃烧性能好，不仅适合于民用，而且适合于工业窑炉和工业锅炉用。

5.可以根据具体使用要求，在配料中加入少量固硫剂、助燃剂、除焦剂、清灰剂等的一种或几种，以提高型煤的性能。

按照本发明，可以根据所用的碳质固体燃料和木质纤维种类的不同，以及型煤尺寸的不同，选用不同的原料配比和压制-干燥加热过程的工艺参数，可获得最佳的优质型煤。

下面给出两个实施例，对本发明的实施方法进行举例说明。

例1

采用某热力总公司2号锅炉房煤场混合煤作为碳质固体燃料，采用锯末作为木质纤维。按重量百分比为70∶30称量出混合煤和锯末，型煤模具尺寸为40×25×15mm扁鸭蛋圆形。将混合煤干燥、筛分、粉碎，和干燥后的锯末按上述比例混合，在上述模具内，在300MPa压力下制成成型。此时单个型煤的压溃强度为123kg。将冷压成型后的型煤装入恒温干燥箱内干燥加热。加热温度和加热时间关系(加热制度)如下表所示：

温度，℃    加热时间，分钟

240              15

220              20

200              30

180              45

在上述各种加热制度下所得到的型煤均具有良好强度和防水性能。以在220℃加热20分钟的加热制度为例，所成型干燥加热后的型煤与原混合煤相比，挥发份从12.0％增加到30.1％，灰份从45.0％减少到35.2％，热值从11077kJ/kg增加到13643kJ/kg，可燃硫从0.45％减少到0.10％。此型煤耐水性能好，将此型煤置入盛满200ml量杯中，待杯中的水全部自然蒸发干后，型煤尚保持完整，未有破损。

例2

采用某热力总公司1号锅炉房煤场的混合煤作为碳质固体燃料，采用锯末作为木质纤维，按70∶30的重量比例混合，型煤尺寸为为40×25×15mm扁鸭蛋圆形，在200MPa压力下冷压成型。不进行干燥加热。经分析成型后的型煤与原煤比较，挥发份从11.2％增加到32.3％，灰份从38.9％减少到27.4％，热值从18183kJ/kg增加到18559kJ/kg，可燃硫从0.3％减少到0.11％。此型煤着火、燃烧性能均有明显改善，易烧透，燃烧过程中不发生崩塌。

Claims (7)

1、一种由碳质固体燃烧和木质纤维所组成的型煤，其特征在于其原料构成比例为：碳质固体燃料的重量百分比为50～90％，木质纤维的重量百分比为10～50％，添加剂的重量百分比为0～5％。

2、根据权利要求1的型煤，其特征在于所述的碳质固体燃料可以选用各种劣质煤、泥煤、无烟煤、烟煤、褐煤的一种或几种煤的混合物。

3、根据权利要求1的型煤，其特征在于木质纤维可以选用木材加工废弃物，如锯末、木屑，农作物废弃物，如稻壳、秸杆、甘蔗渣。

4、根据权利要求1的型煤，其特征在于添加剂可以根据需要选用固硫剂，如氧化钙，助燃剂，如金属锌，防焦防渣剂，如氧化镁之类镁基添加剂。

5、一种制造权利要求1所述的型煤的工艺方法，其特征在于：

1)将碳质固体燃烧干燥→筛分→粉碎后备用，粉末粒度≤3mm，

2)将木质纤维干燥→筛分→粉碎后备用，粉末粒度≤3mm，

3)按规定的重量百分比分别称量出碳质固体燃料粉，木质纤维粉和添加剂粉进行混合，

4)在100～500MPa压力下将上述混合料在模具中加压，

5)将上述型煤在150～300℃的温度下干燥加热10～60分钟后冷却，制成型煤。

6、根据权利要求5的工艺方法，其特征在于：

1)将碳质固体燃料干燥→筛分→粉碎后备用，粉末粒度≤3mm，

2)将木质纤维干燥→筛分→粉碎后备用，粉末粒度≤3mm，

3)按规定的重量百分比分别称量出碳质固体燃料粉、木质纤维粉和添加剂粉进行混合，

4)在100～500MPa压力下将上述混合料在模具中加压成型，制成型煤。

7、根据权利要求5的工艺方法，其特征在于按重量百分比为70∶30称量出混合煤和锯末粉，装入40×25×15mm扁鸭蛋圆形模具内，在300MPa压力下压制成型，选用下述加热制度之一进行干燥加热：

温度，℃    加热时间，分钟

240               15

220               20

200               30

180               45