CN116948716A - 一种力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤及其制备方法，涉及型煤技术领域。本发明是利用矿渣粉、水泥、元明粉、羟乙基甲基纤维素醚、魔芋粉、减水剂混合得到的甲组分，以偏硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、钠基膨润土混合而成的乙组分结合三乙醇胺作为助剂，添加到煤粉中，从而得到一种力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤。本发明通过造粒机即可制成一种力学性能优良且热稳定优良、可燃性高的清洁环保型煤产品。本发明显著性降低了型煤的加工成本以及操作难度，具有较高的经济价值。
Description
技术领域
本发明属于型煤加工技术领域，具体涉及一种力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤及其制备方法。
背景技术
型煤就是将具有一定粒度组成的粉煤和添加剂按照合适的比例混合均匀，在适当的工艺和设备条件下，得到具有一定形状、尺寸、强度和理化特性的人工“块煤”，最常见的有煤砖、蜂窝煤和煤球等。型煤用途分为：工业和民用两大类。工业型煤有气化型煤、燃料型煤和炼焦型煤之分，用于化肥造气、工业燃料，锅炉、窑炉和蒸汽机的燃料，冷压、热压型焦及配用型煤。民用型煤，又称为生活用煤，用于炊事和取暖，以蜂窝煤和煤球为主。
型煤能够显著提高细粒煤的利用效率，解决了煤粉在运输、加工、储存和燃烧过程中产生大量烟尘的难题，其排放的SO2等有害气体量减少一半以上，大大减轻了环境污染。型煤不仅弥补了我国块煤资源不足、煤粉难以利用的缺陷，受到了广泛的关注。
目前型煤的技术开发大体分为三代：第一代为粉煤加粘结剂成型以替代块煤作燃料等用，对原煤性质未作改变；第二代是在成型过程中单项改变煤质，以提高煤的使用性能；第三代对原煤进行多项改质，实现清洁、高效燃烧。目前中国的型煤技术已达到可以控制型煤的燃烧性能，改善型煤的结渣性、结焦性、反应活性、热稳定性等技术性能。
现有型煤制备技术仍旧存在一定的缺陷，例如型煤的力学性能较低；使用大量昂贵的添加剂，进一步增加了成本同时环保性能仍有待进一步提高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤及其制备方法。
本发明是采用以下技术方案实现的：
一种力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤，包括以下质量百分数的原料：
甲组分4.5%~13.45%
乙组分0.4%~1.45
三乙醇胺 0.1%~0.35
其余为煤粉。
所述甲组分是由矿渣粉、水泥、元明粉、羟乙基甲基纤维素醚、魔芋粉、减水剂混合而成；其中，本发明所采用的水泥包括但不限于硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中一种或两种。
所述乙组分是由偏硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、钠基膨润土混合而成。
优选的，所述减水剂为木质素磺酸盐减水剂、萘磺酸盐减水剂、聚羧酸系减水剂中的一种或几种。
优选的，所述煤粉为烟煤、无烟煤、褐煤中的一种或几种混合物，其中煤粉中的颗粒小于3mm，含水量小于2.0%。
优选的，本发明所述矿渣粉为S105级矿渣粉或S95剂矿渣粉。
优选的，所述甲组分中矿渣粉、水泥、元明粉、羟乙基甲基纤维素醚、魔芋粉、减水剂的质量比为2~6:2~6:0.1~0.3:0.05~0.25:0.05~0.1:0.3~1.0。
优选的，所述乙组分中偏硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、钠基膨润土的质量比为0.1~0.3:0.1~0.75:0.1~0.25:0.1~0.2。
本发明还提供了所述力学性能优良和热稳定性能高的环保清洁型煤的制备方法，包括以下步骤：
（1）按比例称取矿渣粉、水泥、元明粉、羟乙基甲基纤维素醚、魔芋粉、减水剂，混合均匀后制成甲组分，备用；
（2）按比例称取偏硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、钠基膨润土，混合均匀或制成乙组分，备用；
（3）在搅拌机中加入煤粉，按比例添加三乙醇胺，边搅拌边加入甲组份；最后加入乙组份，在搅拌机中搅拌均匀，得到粉料；
（4）在所述粉料加入适量水并进行造粒；优选的，所述颗粒大小为30mm～50mm；
（5）将得到的颗粒经烘干、过筛、养护后得到环保清洁型煤，储存。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明是利用矿渣粉、水泥、元明粉、羟乙基甲基纤维素醚、魔芋粉、减水剂混合得到的甲组分，以偏硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、钠基膨润土混合而成的乙组分结合三乙醇胺作为助剂，添加到煤粉中，从而得到一种力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤。本发明通过调整型煤的原料组成以及配比，使得该原料体系通过造粒机即可制成一种力学性能优良且热稳定优良、可燃性高的清洁环保型煤产品。本发明显著性降低了型煤的加工成本以及操作难度，具有较高的经济价值。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
实施例1
一种力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤，其原料体系是由4.50wt%的甲组分、0.4wt%的乙组分、0.1wt%的三乙醇胺，95wt%的烟煤煤粉，具体制备方法如下：
（1）首先称取占型煤总质量2%的S105级矿渣粉、占型煤总质量2.00%的P.O42.5普通硅酸盐水泥；占型煤总质量0.1%的元明粉，占型煤总质量0.05%的羟乙基甲基纤维素醚、占型煤总质量0.05%的魔芋粉、占型煤总质量0.30%的聚羧酸系减水剂，使用粉体混合设备进行混合并搅拌均匀，得到甲组份，备用；
（2）将占型煤总质量0.10%的偏硅酸钠、占型煤总质量0.10%的氢氧化钠、占型煤总质量0.10%的碳酸钠、占型煤总质量0.10%的钠基膨润土混合均匀，得到乙组分，备用；
（3）在搅拌机中加入占型煤总质量95%的烟煤煤粉，再依次加入占型煤总质量0.1%的三乙醇胺，边搅拌边加入上述预配好的甲组份；最后加入乙组份，在搅拌机中搅拌均匀，得到粉料；
（4）在所述粉料加入适量水并进行造粒；
（5）将得到的颗粒经烘干、过筛得到大小为50mm的颗粒，并在室温下养护14天后得到环保清洁型煤，储存。
实施例2
一种力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤，其原料体系是由13.45wt%的甲组分、1.20wt%的乙组分、0.35wt%的三乙醇胺，85wt%的烟煤煤粉，具体制备方法如下：
（1）首先称取占型煤总质量6%的S95级矿渣粉、占型煤总质量3.00%的P.O42.5普通硅酸盐水泥和占型煤总质量3%的双快硫铝酸盐水泥（强度为42.5MPa）；占型煤总质量0.3%的元明粉，占型煤总质量0.05%的羟乙基甲基纤维素醚、占型煤总质量0.1%的魔芋粉、占型煤总质量1.0%的聚羧酸系减水剂，使用粉体混合设备进行混合并搅拌均匀，得到甲组份，备用；
（2）将占型煤总质量0.30%的偏硅酸钠、占型煤总质量0.50%的氢氧化钠、占型煤总质量0.20%的碳酸钠、占型煤总质量0.20%的钠基膨润土混合均匀，得到乙组分，备用；
（3）在搅拌机中加入占型煤总质量85%的烟煤煤粉，再依次加入占型煤总质量0.35%的三乙醇胺，边搅拌边加入上述预配好的甲组份；最后加入乙组份，在搅拌机中搅拌均匀，得到粉料；
（4）在所述粉料加入适量水并进行造粒；
（5）将得到的颗粒经烘干、过筛得到大小为50mm的颗粒，并在室温下养护14天后得到环保清洁型煤，储存。
实施例3
一种力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤，其原料体系是由11.20wt%的甲组分、1.45%的乙组分、0.35wt%的三乙醇胺，43.50wt%的烟煤煤粉和43.50wt%的褐煤煤粉，具体制备方法如下：
（1）首先称取占型煤总质量6%的S95级矿渣粉、占型煤总质量4.00%的P.O42.5普通硅酸盐水泥、占型煤总质量0.25%的元明粉，占型煤总质量0.25%的羟乙基甲基纤维素醚、占型煤总质量0.1%的魔芋粉、占型煤总质量0.6%的聚羧酸系减水剂，使用粉体混合设备进行混合并搅拌均匀，得到甲组份，备用；
（2）将占型煤总质量0.30%的偏硅酸钠、占型煤总质量0.75%的氢氧化钠、占型煤总质量0.25%的碳酸钠、占型煤总质量0.15%的钠基膨润土混合均匀，得到乙组分，备用；
（3）在搅拌机中加入占型煤总质量43.5%的烟煤煤粉和43.50wt%的褐煤煤粉，再依次加入占型煤总质量0.35%的三乙醇胺，边搅拌边加入上述预配好的甲组份；最后加入乙组份，在搅拌机中搅拌均匀，得到粉料；
（4）在所述粉料加入适量水并进行造粒；
（5）将得到的颗粒经烘干、过筛，得到大小为50mm的颗粒并在室温下养护14天后得到环保清洁型煤，储存。
将实施例1-3制备的环保清洁型煤依照GB/T 9143—2008 标准进行检测，检测结果如下表所示：
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤，其特征在于，包括以下质量百分数的原料:
甲组分4.5%~13.45%
乙组分0.4%~1.45%
三乙醇胺 0.1%~0.35%
其余为煤粉；
所述甲组分是由矿渣粉、水泥、元明粉、羟乙基甲基纤维素醚、魔芋粉、减水剂混合而成；
所述乙组分是由偏硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、钠基膨润土混合而成。
2.根据权利要求1所述力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤，其特征在于，所述减水剂为木质素磺酸盐减水剂、萘磺酸盐减水剂、聚羧酸系减水剂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤，其特征在于，所述煤粉为烟煤、无烟煤、褐煤中的一种或几种混合物，其中煤粉中的颗粒小于3mm，含水量小于2.0%。
4.根据权利要求1所述力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤，其特征在于，所述矿渣粉为S105级矿渣粉或S95剂矿渣粉。
5.根据权利要求4所述力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤，其特征在于，所述甲组分中矿渣粉、水泥、元明粉、羟乙基甲基纤维素醚、魔芋粉、减水剂的质量比为2~6:2~6:0.1~0.3:0.05~0.25:0.05~0.1:0.3~1.0。
6.根据权利要求1所述力学性能和热稳定性能高的环保清洁型煤，其特征在于，所述乙组分中偏硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、钠基膨润土的质量比为0.1~0.3:0.1~0.75:0.1~0.25:0.1~0.2。
7.根据权利要求1~6任意一项所述力学性能优良和热稳定性能高的环保清洁型煤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按比例称取矿渣粉、水泥、元明粉、羟乙基甲基纤维素醚、魔芋粉、减水剂，混合均匀后制成甲组分，备用；
（2）按比例称取偏硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、钠基膨润土，混合均匀或制成乙组分，备用；
（3）在搅拌机中加入煤粉，按比例添加三乙醇胺，边搅拌边加入甲组份；最后加入乙组份，在搅拌机中搅拌均匀，得到粉料；
（4）在所述粉料加入适量水并进行造粒；
（5）将得到的颗粒经烘干、过筛、养护后得到环保清洁型煤，储存。
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