專利名稱：使褐煤成為工業(yè)燃料的技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于褐煤的加工處理技術(shù)。
褐煤，尤其是低變褐煤的開(kāi)發(fā)利用，長(zhǎng)期以來(lái)，難以在技術(shù)上有較大突破，其原因在于一系列的問(wèn)題難以解決一是水份高，褐煤的全水份WQ一般都在18～62%，比煙煤、無(wú)煙煤高幾倍甚至十幾倍，脫水困難;二是褐煤塊韌性大，難以機(jī)械破碎;三是低變質(zhì)褐煤發(fā)熱量低，一般約為1000～3000大卡/公斤，工業(yè)上難以作動(dòng)力燃料利用;四是揮發(fā)分高，一般都＞40%，在熱態(tài)易破裂和收縮，熱穩(wěn)定性差，英國(guó)專利1，221，731(1971)添加三聚磷酸鈉改進(jìn)熱穩(wěn)定性，但由于其價(jià)格高昂、原料緊缺而無(wú)法施用;五是情報(bào)資源均認(rèn)為褐煤為無(wú)粘結(jié)性煤，使人對(duì)無(wú)粘結(jié)成型制造型煤望而止步;六是任何一種褐煤的煤質(zhì)并非所有技術(shù)指標(biāo)均能符合工業(yè)爐窯的使用標(biāo)準(zhǔn)，因此國(guó)內(nèi)外都認(rèn)為只有為數(shù)不多的褐煤能達(dá)到工業(yè)爐窯燃料標(biāo)準(zhǔn)，給予了較大約束條件;七是褐煤塊如果直接進(jìn)入工業(yè)爐中燃燒，蒸發(fā)1%的水份，發(fā)生吸熱反應(yīng)，就需消耗1%的熱值，因此WQ≥18%的褐煤燃燒吸熱消耗的熱值是相當(dāng)可觀的。凡此種種，不一一列舉，使水份高、發(fā)熱量低、灰份高、灰融點(diǎn)低、但分布較廣、儲(chǔ)量較大、成本低廉的褐煤，尤其是低變質(zhì)褐煤僅能供民用，在工業(yè)上作動(dòng)力燃料尚未引起重視。
本發(fā)明的目的上提供一種褐煤，尤其是低變質(zhì)褐煤的加工處理技術(shù)，經(jīng)本發(fā)明提供的技術(shù)加工處理后，褐煤供懸浮燃燒煤粉的工業(yè)爐窯替代ⅠⅡⅢ類煙煤作燃料;經(jīng)本發(fā)明提供的加工和添加劑處理后褐煤，尤其是低變質(zhì)褐煤進(jìn)行無(wú)粘結(jié)成型的型煤供工業(yè)爐窯作動(dòng)力燃料替代ⅠⅡⅢ類煙煤的塊煤和混合煤。
本發(fā)明的技術(shù)方案是采用脫水-脫水-再脫水的工藝，以物理破碎為主，機(jī)械破碎為輔交叉作業(yè)的模式使褐煤成為符合工業(yè)使用的煤。如果褐煤煤質(zhì)較好，符合工業(yè)使用的要求標(biāo)準(zhǔn)，則采用堆集耙運(yùn)、機(jī)械破碎、回轉(zhuǎn)干燥窯脫水干燥、過(guò)篩篩分的工藝過(guò)程，≤3mm的煤粉供懸浮燃燒煤粉的工業(yè)爐窯替代ⅠⅡⅢ類煙煤作燃料。一般褐煤煤粉、特別是低變質(zhì)褐煤煤質(zhì)達(dá)不到工業(yè)爐窯使用要求時(shí)，則再進(jìn)行配煤改性、攪拌混合同時(shí)注入添加劑和增粘劑、機(jī)械粉碎攪拌、型煤機(jī)高強(qiáng)力擠壓成型的工藝過(guò)程加工處理，供工業(yè)爐窯作動(dòng)力燃料替代類煙煤的塊煤和混合煤。
本發(fā)明整個(gè)工藝路線如方框圖所示，其主要點(diǎn)是1、堆集耙運(yùn)脫水破碎。在2∶100坡度的料場(chǎng)上，將褐煤堆集于露天，堆高2～2.5米，煤間距適當(dāng)控制在5米左右以增大脫水面積，儲(chǔ)存10～15天，利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、大氣蒸發(fā)脫水，料場(chǎng)坡度使褐煤中殘留水份自然排入排水溝。在此期間，褐煤按其煤質(zhì)特性，因失水而逐層(像洋蔥層)風(fēng)化，使之物理破碎。
在堆集儲(chǔ)存期間，還利用耙運(yùn)機(jī)械，比如耙斗裝巖機(jī)不斷耙運(yùn)翻騰煤堆，以強(qiáng)化脫水和破碎。
這一工藝路線，具有五大功能一是蒸發(fā)脫水;二是破碎;三是運(yùn)輸轉(zhuǎn)載;四是耙翻清理;五是防火安全。
經(jīng)堆集耙運(yùn)第一次脫水，褐煤的WQ由62%下降到20%左右。
2、機(jī)械破碎。經(jīng)上一道工序脫水破碎后，煤塊粒度≤25mm的直接運(yùn)往煤倉(cāng)、等待更下一道工序;煤塊粒度＞25mm的，再進(jìn)行機(jī)械破碎，如顎式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，顎式破碎機(jī)的顎板噴鍍鎳鉻，以確保不粘煤粉，便于清理。
3、回轉(zhuǎn)干燥窯脫水干燥及物理破碎。粒度≤25mm的煤塊被輸送到回轉(zhuǎn)干燥窯進(jìn)行逆風(fēng)旋轉(zhuǎn)干燥。由鍋爐通往引風(fēng)機(jī)前的排煙道抽取溫度170～250℃的煙氣與褐煤輸送成相反方向作熱交換運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行脫水干燥?；剞D(zhuǎn)干燥窯內(nèi)經(jīng)熱交換后的煙氣和褐煤干燥時(shí)脫水蒸發(fā)的水蒸氣，由引風(fēng)機(jī)抽吸，通過(guò)鍋爐除塵器除塵后排入鍋爐煙囪，形成一個(gè)閉式網(wǎng)絡(luò)，鍋爐煙氣得到充分利用。
也可專門(mén)配置CO2煤氣發(fā)生爐，產(chǎn)生170～250℃的低溫?zé)煔?，供回轉(zhuǎn)干燥窯用。
回轉(zhuǎn)干燥窯內(nèi)分低溫區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)三個(gè)溫度階梯區(qū)間。低溫區(qū)在物料進(jìn)口部位，溫度為50～100℃，主要功能是使褐煤外在水份Wwz蒸發(fā)，煤塊開(kāi)始物理破碎。中溫區(qū)溫度較穩(wěn)定，在100～170℃范圍，其功能是使褐煤內(nèi)在水份Wnz基本汽化。中溫區(qū)脫水和熱碎效果明顯。高溫區(qū)溫度為170～250℃，主要功能是使褐煤內(nèi)含有的焦油、褐煤蠟等有所浸出并脫除殘留的水份。
經(jīng)回轉(zhuǎn)干燥窯第二次脫水干燥的褐煤WQ的技術(shù)指標(biāo)為10～18%的范圍。褐煤或混煤從低溫升溫。進(jìn)入中高溫區(qū)，符合物料干燥的規(guī)律，旋轉(zhuǎn)干燥保證了褐煤煤粉在干燥過(guò)程中不粘壁，消除了固定干燥粘壁、自然起火的缺陷。干燥窯還起到對(duì)鍋爐排煙初級(jí)沉降除塵的效果。干燥窯在較大負(fù)壓狀況下工作，設(shè)計(jì)考慮了較好的密封性，可以有效防止褐煤粉在干燥過(guò)程中引燃爆炸事故發(fā)生。
4、過(guò)篩篩分?；剞D(zhuǎn)干燥窯干燥破碎后的煤經(jīng)過(guò)3mm篩網(wǎng)篩分，＞3mm的煤粒再經(jīng)鍋爐粉煤機(jī)粉碎，直到≤3mm。
如果褐煤煤質(zhì)符合工業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)，則工藝流程到此為止，≤3mm的褐煤粉即可供懸浮爐作燃料，替代ⅠⅡⅢ類煙煤。
當(dāng)褐煤煤質(zhì)達(dá)不到工業(yè)爐窯使用要求時(shí)，需將兩三種煤進(jìn)行配煤改性，如發(fā)熱量低的煤種配以發(fā)熱量高的煤種;灰融點(diǎn)＜1100℃容易結(jié)渣的煤配以灰融點(diǎn)＞1250℃的煤等等。所以對(duì)于煤質(zhì)達(dá)不到工業(yè)爐窯使用標(biāo)準(zhǔn)的褐煤，下一道工序是5、配煤改性。經(jīng)以上工序處理過(guò)的褐煤和混煤，以及添加劑分別存放在不同的料斗內(nèi)，由其比例器根據(jù)需要調(diào)節(jié)不同比例的各種煤量，送入粉碎攪拌機(jī)。
6、粉碎攪拌。粉碎攪拌過(guò)程包括三個(gè)步驟改性配料首先需經(jīng)粉碎機(jī)粉碎，然后過(guò)篩篩分，＞3mm的煤粒繼續(xù)粉碎，≤3mm的煤粉漏入攪拌機(jī)進(jìn)行最后一步驟，攪拌混合。
7、添加增粘劑和添加劑。當(dāng)混煤進(jìn)入工序6粉碎機(jī)粉碎的同時(shí)，增粘劑和添加劑經(jīng)壓縮空氣或泵注入煤粉中，與之共同粉碎混合。
褐煤的粘結(jié)劑有很多種，如有機(jī)構(gòu)成高的石油瀝青，煤焦油瀝青或廢紙漿、糖蜜，還可用天然礦物如石灰石，高嶺土或水泥，水玻璃等，但以上各類成本高，有的灰分大，降低發(fā)熱量，致使制成的褐煤型煤成本高，無(wú)力進(jìn)入市場(chǎng)。
過(guò)去的文獻(xiàn)資料均認(rèn)定褐煤為無(wú)粘結(jié)性煤種，本發(fā)明人研究分析認(rèn)為褐煤中含有腐植酸，腐植酸是一種天然的有機(jī)高分子化合物，具有粘結(jié)性。褐煤中還含有焦油、瀝青樹(shù)脂，褐煤蠟等有機(jī)構(gòu)成高的物質(zhì)，亦具有粘結(jié)性。褐煤、泥煤經(jīng)人工氧化后能產(chǎn)生再生腐植酸，本發(fā)明提供了一類理想的新型增粘劑燒堿、尿素、氨水或石灰。腐植酸與燒堿溶液作用而成可溶性腐植酸鈉系膠狀物質(zhì)，具有較強(qiáng)的粘結(jié)性能;腐植酸與氨水溶液或尿素作用而成植酸銨，也具有較強(qiáng)的粘結(jié)性能。
在褐煤中直接加入燒堿、尿素、氨水或石灰的量為0.5～3%。褐煤中添加增粘劑后，制成的型煤強(qiáng)度＞45kg/型煤。
為了改進(jìn)熱穩(wěn)定性，本發(fā)明用沸石(海抱石)作為褐煤的添加劑，以保證褐煤型煤的熱強(qiáng)度≥1～1.5kg/型煤，沸石的加入量為0.5～1.5%。
8、高強(qiáng)力擠壓成型。型煤質(zhì)量好壞，決定于壓力、水份、溫度、粒度、粘結(jié)劑之間的關(guān)系，在常溫下要突破無(wú)粘結(jié)劑褐煤成型的技術(shù)關(guān)鍵是高強(qiáng)力擠壓。本發(fā)明選用的成型機(jī)械是經(jīng)進(jìn)行技術(shù)改造后供作型煤用的環(huán)模式成型機(jī)。在型煤機(jī)內(nèi)將WQ10～15%的褐煤粉，經(jīng)給料器強(qiáng)制注入機(jī)腔內(nèi)強(qiáng)力擠壓，褐煤高強(qiáng)度彈性變形，壓成型煤。在強(qiáng)力擠壓過(guò)程中由于機(jī)械能轉(zhuǎn)換成熱能，擠壓出型煤機(jī)的型煤，溫度高達(dá)100℃以上，在冷卻過(guò)程中水份再一次蒸發(fā)，進(jìn)行了第三次脫水。
出產(chǎn)的型煤WQ在4～6%，上限不超過(guò)8%，完全符合工業(yè)燃料的要求。褐煤散比重0.8，成型后可達(dá)1.3～1.8。發(fā)熱量Q達(dá)4000大卡/公斤，達(dá)到了同類煙煤的標(biāo)準(zhǔn)。所以經(jīng)以上工藝路線加工和添加劑處理后，低變質(zhì)褐煤的型煤，能夠供工業(yè)爐窯作動(dòng)力燃料替代ⅠⅡⅢ類煙煤的塊煤和混合煤。
本發(fā)明為分布廣、儲(chǔ)量大、成本低的褐煤，尤其是低變質(zhì)褐煤在工業(yè)上作動(dòng)力燃料開(kāi)辟了廣闊的前景，為煤炭資源的開(kāi)發(fā)利用增加了新的途徑。
權(quán)利要求
1.一種使褐煤成為工業(yè)燃料的技術(shù)，其特征在于工藝路線是1.1堆集耙運(yùn)1.2機(jī)械破碎1.3回轉(zhuǎn)干燥窯脫水干燥1.4過(guò)篩篩分1.5配煤改性1.6粉碎攪拌1.7添加增粘劑和添加劑1.8高強(qiáng)力擠壓成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的技術(shù)，其特征在于-1.1耙運(yùn)機(jī)械為耙斗裝巖機(jī)-1.3回轉(zhuǎn)干燥窯內(nèi)有低溫區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)三個(gè)溫度階梯區(qū)間，溫度分別為50～100℃、100～170℃、170～250℃。-1.7增粘劑是燒堿、尿素、氨水或者石灰，其加入量為0.5～3%。添加劑是沸石，其加入量為0.5～1.5%。
全文摘要
一種使褐煤成為工業(yè)燃料的技術(shù)，涉及褐煤的加工處理技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明提供的工藝路線，褐煤經(jīng)過(guò)堆集耙運(yùn)、機(jī)械破碎、回轉(zhuǎn)干燥窯脫水干燥、篩分工序后，符合工業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)的褐煤煤粉，可供懸浮燃燒煤粉的工業(yè)爐窯替代I II III類煙煤作燃料；對(duì)低變質(zhì)褐煤篩分后再進(jìn)行配煤改性、粉碎攪拌、添加增粘劑和添加劑、高強(qiáng)力擠壓成型工藝流程，獲得的無(wú)粘結(jié)成型型煤供工業(yè)爐窯作動(dòng)力燃料替代I II III類煙煤的塊煤和混合煤。
文檔編號(hào)C10L5/00GK1044291SQ90100420
公開(kāi)日1990年8月1日 申請(qǐng)日期1990年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月22日
發(fā)明者劉永定 申請(qǐng)人:劉永定