專利名稱：一種強(qiáng)防水造氣型煤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可供氣化爐使用的強(qiáng)防水造氣型煤。
我國(guó)大量的中、小型合成氨廠造氣以及煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)燃料氣，都需要塊狀燃料，而隨著采煤機(jī)械化程度的不斷提高，塊煤產(chǎn)率逐步降低，造成塊煤供不應(yīng)求的緊張局面，為此，需要大力發(fā)展造氣型煤。我國(guó)已開發(fā)和應(yīng)用了幾項(xiàng)成型技術(shù)，對(duì)緩解塊煤供需矛盾起到了重要作用，但是，這些成型技術(shù)都還存在一些缺陷，如石灰碳酸化成型技術(shù)，需要對(duì)壓制出的濕型煤進(jìn)行12-18小時(shí)的碳酸化處理；腐植酸型煤、紙漿廢液型煤和粘土型煤生產(chǎn)過程中都需要一個(gè)烘干工序。無(wú)論是碳酸化還是烘干過程，都使型煤制備工藝趨于復(fù)雜，而且還增加了型煤廠的建廠投資和生產(chǎn)成本。另一方面，腐植酸型煤、紙漿廢液型煤和粘土型煤不防水、不利于貯存和運(yùn)輸。
本發(fā)明的目的是提供一種制備工藝較為簡(jiǎn)易的強(qiáng)防水造氣型煤，此種型煤抗水浸和外力沖擊的能力強(qiáng)，可就近或運(yùn)往遠(yuǎn)處供作氣化原料。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的以粉煤為原料，通過配入高鋁水泥與羧甲基纖維素組成的復(fù)合粘結(jié)劑而制成型煤，型煤的配比為(按重量計(jì))粉煤92-96份，高鋁水泥4-8份，羧甲基纖維素按水泥添加量的5-9％加入，總水9-16份。
高鋁水泥具有早強(qiáng)性質(zhì)，用作型煤的粘結(jié)劑，經(jīng)過較短時(shí)間的養(yǎng)護(hù)與自然干燥之后，型煤即可達(dá)到較高的強(qiáng)度，并具有強(qiáng)防水性。但是單用這種水泥作粘結(jié)劑，由成型機(jī)新壓出的生球強(qiáng)度較低，成球率不高。將高鋁水泥與少量羧甲基纖維素組成復(fù)合粘結(jié)劑，不僅保留了高鋁水泥早強(qiáng)的性質(zhì)，而且與單用高鋁水泥相比，型煤的強(qiáng)度有較大幅度的提高。因而采用這種復(fù)合粘結(jié)劑，有降低高鋁水泥摻入量的作用，使型煤灰分有所降低。羧甲基纖維素溶于水中形成一種有粘性的漿體，在粉煤成型過程中，此漿體可提高新壓出的生球強(qiáng)度，增加成球率。羧甲基纖維素的添加量為高鋁水泥加入量的5-9％，添加量少了，型煤強(qiáng)度增加不多，添加量超過上述比例，如增加到11％、15％，型煤的強(qiáng)度又有提高，但型煤成本增加，不夠經(jīng)濟(jì)。
本型煤的制備方法包括下述幾個(gè)步驟；1.將原料煤粉碎至3mm或6mm以下；2.將粉煤與高鋁水泥按一定的比例混合，攪拌均勻；3.按規(guī)定比例向混合料加入溶有羧甲基纖維素的水溶液，并摻混均勻；4.型煤混合料送入成型機(jī)壓出生型煤，成型壓力為250～300kg/cm25.生型煤凝結(jié)后，進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)2～3天，再經(jīng)自然干燥(氣干養(yǎng)護(hù))1-3天，即可成為型煤產(chǎn)品。
本發(fā)明與現(xiàn)用的型煤技術(shù)相比，有如下優(yōu)點(diǎn)1.型煤的冷、熱強(qiáng)度高，防水性能優(yōu)越，能適應(yīng)露天貯存和長(zhǎng)途運(yùn)輸。
2.型煤的制備工藝簡(jiǎn)化，養(yǎng)護(hù)時(shí)間較短，與使用普通硅酸鹽水泥作粘結(jié)劑的型煤相比，保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間縮短了一倍，由于無(wú)需烘干或碳酸化工序，降低了建廠投資和生產(chǎn)成本。
3.粘結(jié)劑不產(chǎn)生二次污染，制出的型煤與石灰碳酸化型煤相比，灰分增加量減少一半以上，與普通硅酸鹽水泥型煤相比，灰分也有所降低。
4.本發(fā)明適應(yīng)的煤種較廣，可以用無(wú)煙粉煤，也可以用煙煤粉煤制出造氣型煤。
下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1本實(shí)施例是用同一種煤樣，分別添加下述幾種粘結(jié)劑而進(jìn)行的成型試驗(yàn)；(1)普通硅酸鹽水泥(2)高鋁水泥(3)高鋁水泥與羧甲基纖維素試驗(yàn)用的煤樣為山西晉城礦務(wù)局鳳凰山無(wú)煙粉煤，分析結(jié)果如下
幾次試驗(yàn)的型煤配比及型煤的測(cè)定結(jié)果列于下表。型煤的制備方法是按下表所列的配比將粉煤與水泥(普遍硅酸鹽水泥或高鋁水泥)摻混均勻，然后添加水或羧甲基纖維素的水溶液，經(jīng)攪拌均勻后，送入成型機(jī)壓制出生型煤，生型煤先經(jīng)過一段時(shí)間的保濕養(yǎng)護(hù)(使型煤保持濕潤(rùn))，再在空氣中自然干燥幾天，即可作為型煤樣品進(jìn)行冷、熱強(qiáng)度、防水性的測(cè)定。試驗(yàn) 型煤配比％ 型煤性能序號(hào) 鳳凰山 普通硅酸 高鋁 羧甲基 保濕養(yǎng) 自然 冷強(qiáng)度 熱強(qiáng)度 24小時(shí)礦粉煤 鹽水泥水泥 纖維素 護(hù)時(shí)間 干燥 N/球N/球 浸水強(qiáng)度(天) (天) N/球1 9010 6 3580 500 2502 93 7 3 3400 220 2003 91.58.5 3 3700 300 3504 93 7 0.4 3 3710 350 380
試驗(yàn)表明使用普通硅酸鹽水泥作粘結(jié)劑，添加量稍多，這使型煤灰分有所增加，而且保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，與使用高鋁水泥或高鋁水泥與羧甲基纖維素作粘結(jié)劑相比，增加了1倍。序號(hào)4與序號(hào)2試樣，各添加7％的高鋁水泥，但序號(hào)4增添了0.4％羧甲基纖維素，其冷強(qiáng)度較序號(hào)2增加了77.5％。單用高鋁水泥作粘結(jié)劑要達(dá)到序號(hào)4的冷強(qiáng)度，需要將高鋁水泥的添加量增加到約8.5％(序號(hào)3)，可見使用高鋁水泥與羧甲基纖維素作復(fù)合粘結(jié)劑，有節(jié)約水泥、降低型煤灰分的效果。實(shí)施例2原料煤為北京礦務(wù)局大臺(tái)礦無(wú)煙粉煤，煤質(zhì)分析結(jié)果如下水分 灰分揮發(fā)分發(fā)熱值 灰熔點(diǎn)℃Mad，％ Aad，％ Vad，％Qgr·ad，MJ/kg DTSTFT2.87 24.96 4.73 23.12 1180 1230 1270型煤的配比為無(wú)煙粉煤95份，高鋁水泥5份，羧甲基纖維素0.3份(占水泥添加量的6％)，總水13份。
型煤的制備方法按上述配比，將粉煤與高鋁水泥混合均勻，然后按配比要求加入羧甲基纖維素的水溶液，經(jīng)攪拌摻混均勻后，將混合料送入成型機(jī)壓制成生型煤，然后經(jīng)保濕養(yǎng)護(hù)2天，自然干燥3天。型煤冷強(qiáng)度達(dá)810N/球，熱強(qiáng)度為220N/球，浸水24小時(shí)的濕球抗壓強(qiáng)度為180N/球。噸型煤的粘結(jié)劑成本約40元。
作為原料煤的大臺(tái)礦粉煤灰熔點(diǎn)較低，如前表所示，ST為1230℃，低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)造氣用煤的ST應(yīng)大于1250℃的規(guī)定，但是應(yīng)用本發(fā)明的復(fù)合粘結(jié)劑之后，型煤的灰熔點(diǎn)ST提高到1320℃，達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例3原料煤為山東新汶礦務(wù)局協(xié)莊礦煙煤粉煤，其分析結(jié)果如下水分灰分 揮發(fā)分焦渣特征 發(fā)熱值Mad，％Aad，％Vad.％ (1--8)Qgr，ad，MJ/kg2.14 19.27 31.11 6 26.57型煤的配比為煙煤粉煤93份，高鋁水泥7份，羧甲基纖維素0.42份(占水泥重量的6％)，總水14份。型煤的制備方法同實(shí)施例2。型煤的冷強(qiáng)度為800N/球，熱強(qiáng)度＞1000N/球，24小時(shí)的浸水強(qiáng)度為230N/球。
實(shí)施例4原料煤為山西晉城礦務(wù)局古書院礦的無(wú)煙粉煤，其分析結(jié)果如下水分 灰分 揮發(fā)分 發(fā)熱值Mad，％Aad，％Vad，％Qgr，ad，MJ/kg0.79 23.10 6.0 25.43本實(shí)施例為工業(yè)性試驗(yàn)結(jié)果(前實(shí)施例1、2、3為實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果)，共制出型煤100噸，型煤的配比是粉煤93份，高鋁水泥7份，羧甲基纖維素0.40份，總水12份。
型煤的制備方法將粉煤與高鋁水泥按上述比例混合，并通過機(jī)械攪拌均勻后，按配比要求加入溶有羧甲基纖維素的水溶液，經(jīng)攪拌機(jī)械摻混均勻后送入對(duì)輥成型機(jī)，在300kg/cm2壓力下，壓制出生型煤，然后在場(chǎng)地上將型煤堆放5天，前兩天每天用水管向型煤堆噴水一次，使型煤保濕養(yǎng)護(hù)，以后再堆放3天，即成為產(chǎn)品。型煤的冷強(qiáng)度平均達(dá)到820N/球，落下強(qiáng)度為89％，熱強(qiáng)度＞300N/球，并具有強(qiáng)防水性，24小時(shí)的浸水強(qiáng)度為400N/球，復(fù)干后，型煤抗壓強(qiáng)度為800N/球。噸型煤的粘結(jié)劑成本約50元。
經(jīng)過成型工業(yè)性試驗(yàn)制出的型煤，作為造氣原料，成功地在晉城礦務(wù)局機(jī)廠煤氣站直徑2.26m水煤氣固定床氣化爐上完成了造氣工業(yè)性試驗(yàn)，氣化爐連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)72小時(shí)，型煤在氣化過程中，加料、造氣、排渣都很正常，共產(chǎn)煤氣8.347萬(wàn)m3，平均氣化效率為68.12％，煤氣質(zhì)量符合要求，其平均組成和熱值如下
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)防水造氣型煤，其特征是采用高鋁水泥與羧甲基纖維素組成的復(fù)合粘結(jié)劑，以粉煤為原料，經(jīng)過加壓成型而制成，型煤的配比為(按重量計(jì))粉煤92-96份，高鋁水泥4-8份，羧甲基纖維素按水泥添加量的5-9％(重量比)加入，總水9-16份。
全文摘要
本發(fā)明為一種強(qiáng)防水造氣型煤,其特征是采用高鋁水泥與羧甲基纖維素組成的復(fù)合粘結(jié)劑,以粉煤為原料,經(jīng)過加壓成型而制成。該型煤制備工藝較為簡(jiǎn)易,無(wú)需型煤烘干或碳酸化過程,降低了建廠投資和生產(chǎn)成本。此種型煤的冷、熱強(qiáng)度高,防水性能好,在貯存、運(yùn)輸過程中有較佳的抗碎、耐水性能,適于供作氣化爐造氣原料。
文檔編號(hào)C10L5/00GK1188792SQ9710050
公開日1998年7月29日 申請(qǐng)日期1997年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月22日
發(fā)明者李師侖, 劉隨芹, 吳海福, 韓錦德, 高俊, 徐桂芹, 秦俊杰 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院北京煤化學(xué)研究所