本公開涉及民用清潔型煤領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于制備清潔型煤的組合物以及制備清潔型煤的方法和清潔型煤。

背景技術(shù)：

蘭炭是原煤熱解(干餾)后的產(chǎn)物，由于原煤在低溫?zé)峤庵杏泻怏w已大量釋放，所含煤氣和煤焦油已基本提取，因此蘭炭屬于清潔環(huán)保的優(yōu)質(zhì)燃料。蘭炭具有固定炭高、化學(xué)活性高、含灰分低、鋁低、硫低、磷低等特點，廣泛用于化工、冶煉、造氣等行業(yè)。

我國大量褐煤資源有待開發(fā)利用，蘭炭實用率較高的主要以塊為主，蘭炭末由于粒度小無法用于工業(yè)生產(chǎn)中；同時堆放和裝卸運輸中揚塵嚴(yán)重，不符合環(huán)保要求，因此蘭炭末資源化利用成為亟待解決的問題。

在國家大力推廣應(yīng)用潔凈煤的形勢下，蘭炭潔凈型煤異軍突起，憑借優(yōu)異性能，完全符合京津冀地區(qū)潔凈煤標(biāo)準(zhǔn)。然而，蘭炭末自身粒徑小，比重輕，微孔多，比表面積大，強度差，易粉碎，無粘結(jié)交聯(lián)基礎(chǔ)，深加工有一定難度；同時蘭炭的原料因產(chǎn)地煤種不同，蘭炭末性質(zhì)隨之變異，所以用同一種處理方法，并不能同時解決不同煤種所產(chǎn)出的蘭炭末。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的目的是提供一種用于制備清潔型煤的組合物以及制備清潔型煤的方法和清潔型煤。該清潔型煤的穩(wěn)定性和強度好，燃燒中無煙無味，可以作為餐飲、取暖的潔凈燃料。

為了實現(xiàn)上述目的，本公開第一方面：提供一種用于制備清潔型煤的組合物，所述組合物包括蘭炭和助劑，以100重量份的所述蘭炭為基準(zhǔn)，所述助劑的含量為1-10重量份，所述蘭炭的固定碳含量為68-73重量，粒徑為20-50目。

可選地，以100重量份的所述蘭炭為基準(zhǔn)，所述助劑的含量為2-5重量份。

可選地，所述蘭炭的空干基水分含量為2.3-3.7重量％，收到基灰分含量為8.7-10.9重量％，揮發(fā)分含量為8-11.6重量％，全硫含量為0.26-0.4重量％，發(fā)熱量為6000-6300cal/g。

可選地，所述助劑為選自粘結(jié)劑、固硫劑和助燃劑中的至少一種。

可選地，所述粘結(jié)劑為選自腐殖酸鈉、鈣質(zhì)膨潤土、可再分散性乳膠粉、玉米淀粉、羧甲基纖維素和木質(zhì)素磺酸鈉中的至少一種，所述固硫劑為選自氧化鈣、氯化鈣和氟化鈣中的至少一種，所述助燃劑為選自氯酸鉀、氯酸鈉、氯化鎂和硝酸鉀中的至少一種。

可選地，所述助劑包括腐殖酸鈉、鈣質(zhì)膨潤土、可再分散性乳膠粉、玉米淀粉、羧甲基纖維素和木質(zhì)素磺酸鈉，所述腐殖酸鈉、鈣質(zhì)膨潤土、可再分散性乳膠粉、玉米淀粉、羧甲基纖維素和木質(zhì)素磺酸鈉的重量比為1：(1-5)：(0.05-0.1)：(0.2-2)：(0.5-1.5)：(0.2-0.5)。

可選地，所述腐殖酸鈉的細度為100-200目，所述鈣質(zhì)膨潤土的細度為100-150目。

本公開第二方面：提供一種采用本公開第一方面所述的組合物制備清潔型煤的方法，該方法包括：

a、將所述蘭炭、所述助劑與水混合，得到混合后的物料，所述水的用量為使得所述混合后的物料的含水量為5-20重量％；

b、將步驟a中得到的所述混合后的物料進行擠壓成型，得到清潔型煤。

可選地，該方法還包括：將所述混合后的物料進行擠壓成型后再進行干燥，得到所述清潔型煤。

本公開第三方面：提供一種清潔型煤，該清潔型煤是由本公開第二方面所述的方法制備得到的。

通過上述技術(shù)方案，本公開對蘭炭進行了優(yōu)化使用，擴大了具有特殊性質(zhì)的蘭炭的使用范圍，提高了其市場利用價值。本公開提供的清潔型煤的制備方法簡單，所采用的助劑來源廣泛、價格低廉、添加量少，制備得到的清潔型煤著火點低，熱穩(wěn)定性、抗沖擊性、冷壓強度和熱強度好，燃燒時火勢旺盛，易點燃，燃燒中無煙無味，可以作為餐飲、取暖的潔凈燃料，降低了民用煤使用過程中造成的空氣污染問題。

本公開的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本公開的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本公開，并不用于限制本公開。

本公開第一方面：提供一種用于制備清潔型煤的組合物，所述組合物包括蘭炭和助劑，以100重量份的所述蘭炭為基準(zhǔn)，所述助劑的含量為1-10重量份，所述蘭炭的固定碳含量為68-73重量％，粒徑為20-50目。

蘭炭又稱半焦、焦粉，是利用神府、榆林、東勝煤田等盛產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)侏羅精煤塊燒制而成的，具有比電阻高、化學(xué)活性高、含灰份低、鋁低、硫低、磷低的特性，能夠廣泛運用于電石、鐵合金、硅鐵、碳化硅等產(chǎn)品的生產(chǎn)，成為一種不可替代的炭素材料。但因產(chǎn)地煤種不同，蘭炭的性質(zhì)隨之變異。本公開所述的蘭炭為特殊的產(chǎn)自新疆哈密地區(qū)的經(jīng)煤炭分級提質(zhì)后固定碳含量不低于60重量％的蘭炭。進一步地，所述蘭炭的固定碳含量可以為50-75重量％，優(yōu)選為68-73重量％；空干基水分含量可以為1-6重量％，優(yōu)選為2.3-3.7重量％；收到基灰分含量可以為8-27重量％，優(yōu)選為8.7-10.9重量％；揮發(fā)分含量可以為7-20重量％，優(yōu)選為8-11.6重量％；全硫含量可以為0.2-0.5重量％，優(yōu)選為0.26-0.4重量％；發(fā)熱量可以為4000-7000重量％，優(yōu)選為6000-6300cal/g。本公開對具有上述性質(zhì)的蘭炭進行了優(yōu)化使用，擴大了具有特殊性質(zhì)的蘭炭的使用范圍，提高了其市場利用價值。

根據(jù)本公開，為了進一步優(yōu)化清潔型煤的性能，以100重量份的所述蘭炭為基準(zhǔn)，所述助劑的含量可以為2-5重量份。

根據(jù)本公開，所述助劑可以為選自粘結(jié)劑、固硫劑和助燃劑中的至少一種。所述粘結(jié)劑為各種能夠提高原料間粘合性，利于成型成塊，且成型后能夠保證型煤具有特定的形狀和性能的物質(zhì)，例如可以為選自腐殖酸鈉、鈣質(zhì)膨潤土、可再分散性乳膠粉、玉米淀粉、羧甲基纖維素和木質(zhì)素磺酸鈉中的至少一種。所述固硫劑為各種能夠脫除原料中的游離硫或硫化合物的物質(zhì)，例如可以為選自氧化鈣、氯化鈣和氟化鈣中的至少一種。所述助燃劑為各種能夠提高型煤燃燒效率的物質(zhì)，例如可以為選自氯酸鉀、氯酸鈉、氯化鎂和硝酸鉀中的至少一種。上述助劑均可商購得到。本公開所采用的助劑來源廣泛、價格低廉、添加量少，有益于提高型煤的加工和燃燒性能。

根據(jù)本公開一種優(yōu)選的實施方式，所述助劑包括腐殖酸鈉、鈣質(zhì)膨潤土、可再分散性乳膠粉、玉米淀粉、羧甲基纖維素和木質(zhì)素磺酸鈉，所述腐殖酸鈉、鈣質(zhì)膨潤土、可再分散性乳膠粉、玉米淀粉、羧甲基纖維素和木質(zhì)素磺酸鈉的重量比為1：(1-5)：(0.05-0.1)：(0.2-2)：(0.5-1.5)：(0.2-0.5)。采用上述優(yōu)選實施方式的助劑種類和配比更有利于提高型煤的性能，其中，腐殖酸鈉能夠提高型煤的熱穩(wěn)定性和熱強度，還能有效抑制型煤內(nèi)部微裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展，提高型煤的抗沖擊性能，并且可以降低型煤的著火點，是型煤易于點燃且燃燒時火勢旺盛，燃燒中無煙無味。在該優(yōu)選實施方式中，進一步優(yōu)選地，所述腐殖酸鈉的細度可以為100-200目，所述鈣質(zhì)膨潤土的細度可以為100-150目。

本公開第二方面：提高一種采用本公開第一方面所述的組合物制備清潔型煤的方法，該方法包括：

a、將所述蘭炭、所述助劑與水混合，得到混合后的物料，所述水的用量為使得所述混合后的物料的含水量為5-20重量％；

b、將步驟a中得到的所述混合后的物料進行擠壓成型，得到清潔型煤。

根據(jù)本公開第二方面，該方法還可以包括，對蘭炭進行預(yù)處理，得到粒徑為20-50目的蘭炭顆粒，然后再進行步驟a的操作。所述預(yù)處理包括對蘭炭進行破碎，所述破碎的方法可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，本公開不做特殊的限制。

根據(jù)本公開第二方面，步驟a中的所述混合可以在本領(lǐng)域的常規(guī)混合設(shè)備中進行，例如，可以先將所述蘭炭與助劑在干粉混料裝置中按比例混勻，然后再將所得的物料送入頂端有蓋的雙軸攪拌機；攪拌機底部具有通入高溫水蒸氣的接口，將需要量的水蒸氣通入攪拌機并與物料充分混合，既增加了物料水分含量，同時使蘭炭與助劑在高溫下充分熟化，最終可得到所述混合后的物料，所述混合后的物料的形態(tài)為手握不散即可。所述混合后的物料的含水量可以通過稱重計算得出。

根據(jù)本公開第二方面，步驟b中，所述擠壓成型為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，例如可以為對輥擠壓成型，其條件可以為本領(lǐng)域進行擠壓成型的常規(guī)條件，例如當(dāng)進行對輥擠壓成型時，對輥線壓力可以為100-200噸每平方厘米。經(jīng)過擠壓成型后一般得到型煤濕球，因此，該方法還可以包括：將所述混合后的物料進行擠壓成型后再進行干燥，得到所述清潔型煤。所述干燥可以使得制備的所述清潔型煤的水分含量在2重量％以下。所述干燥的條件可以為本領(lǐng)域常規(guī)的。

本公開第三方面：提供一種清潔型煤，該清潔型煤是由本公開第二方面所述的方法制備得到的。

本公開提供的清潔型煤的制備方法簡單，所采用的助劑來源廣泛、價格低廉、添加量少，制備得到的清潔型煤著火點低，熱穩(wěn)定性、抗沖擊性、冷壓強度和熱強度好，燃燒時火勢旺盛，易點燃，燃燒中無煙無味，可以作為餐飲、取暖的潔凈燃料，降低了民用煤使用過程中造成的空氣污染問題。

以下通過實施例進一步說明本公開，但不因此而限制本公開。

實施例和對比例中，蘭炭的固定碳含量、收到基灰分含量、揮發(fā)分含量按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t212-2008方法進行測定，空干基水分含量按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t211-2007方法進行測定，全硫含量按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t214-2008方法進行測定，發(fā)熱量按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t213-2008方法進行測定。

實施例中所使用的化學(xué)品均為商購得到。

實施例1

本實施例采用的蘭炭的固定碳含量為69.60重量％，空干基水分含量為2.36重量％，收到基灰分含量為8.76重量％，揮發(fā)分含量為9.65重量％，全硫含量為0.26重量％，發(fā)熱量為6083cal/g。

將10kg上述蘭炭破碎為30目的蘭炭顆粒后送入干粉混料裝置，在向該裝置中投入100g腐殖酸鈉(細度為100目)、200g鈣質(zhì)膨潤土(細度為100目)、5g可再分散性乳膠粉、100g玉米淀粉、50g羧甲基纖維素，20g木質(zhì)素磺酸鈉，2g固硫劑氧化鈣和2g助燃劑氯酸鈉，將上述物料混合10分鐘后送入雙軸攪拌裝置，向所述雙軸攪拌裝置中通入需要量的高溫水蒸氣，攪拌20分鐘，得到含水量為10重量％的混合后的物料，該物料手握不散，之后將其置于對輥成型機中，在150噸每平方厘米的對輥線壓力下進行擠壓成型，然后將得到的型煤濕球在120℃下烘干至水分含量在2重量％以下，得到本實施例制備的清潔型煤。

實施例2

將10kg與實施例1相同的蘭炭破碎為30目的蘭炭顆粒后送入干粉混料裝置，在向該裝置中投入40g腐殖酸鈉(細度為100目)、120g鈣質(zhì)膨潤土(細度為100目)、3.2g可再分散性乳膠粉、80g玉米淀粉、40g羧甲基纖維素，16g木質(zhì)素磺酸鈉，4g固硫劑氯化鈣和4g助燃劑氯酸鉀，將上述物料混合10分鐘后送入雙軸攪拌裝置，向所述雙軸攪拌裝置中通入需要量的高溫水蒸氣，攪拌20分鐘，得到含水量為10重量％的混合后的物料，該物料手握不散，之后將其置于對輥成型機中，在150噸每平方厘米的對輥線壓力下進行擠壓成型，然后將得到的型煤濕球在120℃下烘干至水分含量在2重量％以下，得到本實施例制備的清潔型煤。

實施例3

將10kg與實施例1相同的蘭炭破碎為30目的蘭炭顆粒后送入干粉混料裝置，在向該裝置中投入200g腐殖酸鈉(細度為100目)、400g鈣質(zhì)膨潤土(細度為200目)、10g可再分散性乳膠粉、200g玉米淀粉、100g羧甲基纖維素，40g木質(zhì)素磺酸鈉，4g固硫劑氧化鈣和4g助燃劑氯酸鈉，將上述物料混合10分鐘后送入雙軸攪拌裝置，向所述雙軸攪拌裝置中通入需要量的高溫水蒸氣，攪拌20分鐘，得到含水量為10重量％的混合后的物料，該物料手握不散，之后將其置于對輥成型機中，在150噸每平方厘米的對輥線壓力下進行擠壓成型，然后將得到的型煤濕球在120℃下烘干至水分含量在2重量％以下，得到本實施例制備的清潔型煤。

實施例4

將10kg與實施例1相同的蘭炭破碎為30目的蘭炭顆粒后送入干粉混料裝置，在向該裝置中投入22g腐殖酸鈉(細度為100目)、44g鈣質(zhì)膨潤土(細度為100目)、1.1g可再分散性乳膠粉、21g玉米淀粉、11g羧甲基纖維素，4.4g木質(zhì)素磺酸鈉，0.5g固硫劑氧化鈣和0.5g助燃劑氯酸鈉，將上述物料混合10分鐘后送入雙軸攪拌裝置，向所述雙軸攪拌裝置中通入需要量的高溫水蒸氣，攪拌20分鐘，得到含水量為10重量％的混合后的物料，該物料手握不散，之后將其置于對輥成型機中，在150噸每平方厘米的對輥線壓力下進行擠壓成型，然后將得到的型煤濕球在120℃下烘干至水分含量在2重量％以下，得到本實施例制備的清潔型煤。

實施例5

按照實施例1的方法制備清潔型煤，區(qū)別在于，本實施例采用的蘭炭的固定碳含量為58重量％，空干基水分含量為5重量％，收到基灰分含量為19重量％，揮發(fā)分含量為13重量％，全硫含量為0.5重量％，發(fā)熱量為5900cal/g。

實施例6

按照實施例1的方法制備清潔型煤，區(qū)別在于，本實施例所使用的腐殖酸鈉的細度為300目，鈣質(zhì)膨潤土的細度為200目。

實施例7

將10kg與實施例1相同的蘭炭破碎為30目的蘭炭顆粒后送入干粉混料裝置，在向該裝置中投入100g腐殖酸鈉(細度為100目)、80g鈣質(zhì)膨潤土(細度為100目)、12g可再分散性乳膠粉、10g玉米淀粉、200g羧甲基纖維素，80g木質(zhì)素磺酸鈉，2g固硫劑氧化鈣和2g助燃劑氯酸鈉，將上述物料混合10分鐘后送入雙軸攪拌裝置，向所述雙軸攪拌裝置中通入需要量的高溫水蒸氣，攪拌20分鐘，得到含水量為10重量％的混合后的物料，該物料手握不散，之后將其置于對輥成型機中，在150噸每平方厘米的對輥線壓力下進行擠壓成型，然后將得到的型煤濕球在120℃下烘干至水分含量在2重量％以下，得到本實施例制備的清潔型煤。

對比例1

與實施例1的區(qū)別在于，本對比例所采用的蘭炭的固定碳含量為50重量％，空干基水分含量為5重量％，收到基灰分含量為18重量％，揮發(fā)分含量為12重量％，全硫含量為0.4重量％，發(fā)熱量為4700cal/g。

測試實施例

對實施例1-7和對比例1所制備的清潔型煤進行燃燒測試，實施例1-7的清潔型煤在燃燒時火勢旺盛，易點燃，燃燒中無煙無味，而對比例1所制備的煤點燃時間長，燃燒困難。

按照mt/t748—007方法測試實施例1-7和對比例1所制備的清潔型煤的冷壓強度和熱強度，結(jié)果列于表1中。

表1

從表1的結(jié)果可見，采用本公開提供方法制備得到的清潔型煤具有較高的冷壓強度和熱強度，且燃燒時火勢旺盛，易點燃，燃燒中無煙無味，可以作為餐飲、取暖的潔凈燃料。尤其在以100重量份的所述蘭炭為基準(zhǔn)，所述助劑的含量為2-5重量份時，能夠進一步提高所制備的清潔型煤的冷壓強度和熱強度。

以上詳細描述了本公開的優(yōu)選實施方式，但是，本公開并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本公開的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本公開的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本公開的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本公開的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。