专利名称：高能低硫煤的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明公开一种煤的生产工艺，特别是一种高能低硫煤的生产工艺。
背景技术：
长期以来，煤炭行业一直受到国家的高度重视，特别是对生态环境恢复与治理，调整煤炭资源税等，国家同时对特殊煤种的开采加大监管力度。煤炭价格上升，煤炭依然短缺。随着有机化学产品在人们生活中应用越来越多，有机垃圾的产生也越来越多。目前，已知的以废塑料、废轮胎炼油过程中会产生焦渣粗炭黑，由于其产生的焦渣粗炭黑(炭黑)中杂质较多、经济价值低，导致生产者乱埋、乱弃、或乱堆积、无法处理等现象，严重破坏土壤和大气环境。而且，根据现有社会的已有思维概念，化工界普遍认为，炭黑是一种固定碳高、 燃点高、燃烧缓慢，碳氢比近似1比0。在实际的燃烧中，炭黑不可能与空气中的氧气充分均勻混合，燃烧条件不可能达到理想程度，热损失显著增加，理论发热值与实际发热值在使用中差距甚大，其发热值无法与煤炭相比，因此至今人们认为使用粗炭黑(炭黑)。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的粗炭黑作为固体燃料无经济价值的缺点，本发明提供一种采用粗炭黑(炭黑)作为高能、低硫的优质煤的方法，该方法改变了一贯以来粗炭黑 (炭黑)不作为固体燃料应用的认为，尤其是解决了低价值粗炭黑(炭黑)向高价值产品的转化方向难题。本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种高能低硫煤的生产工艺，该工艺包括下述步骤A、将粗炭黑进行人工陈化；B、将人工陈化后的粗炭黑在压强为2. 8MPa-3. 2MPa的条件下进行蒸汽处理，处理时间25分钟-35分钟；C、将处理过的粗炭黑作为主料，在其中添加配伍物料，形成煤基料，其中主料在煤基料中所占的重量百分比为45% -60% ；D、将煤基料制成成品煤。本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括所述的步骤B和步骤C之间还包括有步骤Bi，步骤Bl为在蒸汽处理后的粗炭黑内，加入氯化钠。所述的步骤Bl中，先将氯化钠溶解，形成氯化钠溶液，再将氯化钠溶液采用喷雾形式喷在粗炭黑表面，氯化钠的喷入量为氯化钠与粗炭黑的重量比为2 100-4 100。所述的氯化钠溶液是以每分钟8000-12000转每分钟的高速旋转喷雾器喷射方式加入粗炭黑中。所述的步骤A中人工陈化是采用臭氧氧化或热空气氧化。所述的步骤C中配伍材料为原煤、二茂铁、六次甲基四铵、氢氧化钠、生石灰
3和黏结剂，其中原煤所占的重量百分比为30% -35%，二茂铁所占的重量百分比为 0. 2% -0. 4%，六次甲基四铵所占的重量百分比为0. 4% -0. 6%，氢氧化钠所占的重量百分比为1. 3% -1. 7%，生石灰所占的重量百分比为4% _6%，其余的用黏结剂补齐。所述的二茂铁先利用柴油进行溶解，二茂铁与柴油的重量比为1 2-1 1，然后以每分钟8000-12000转每分钟高速旋转喷雾器喷射方式加入。所述的步骤C中采用稀有黑金属氧化物作为催化剂。所述的稀有黑金属氧化物采用V205。所述的V2O5的加入量为总重量的0. -0. 3%。本发明的有益效果是通过本发明的工艺制成的新型高能煤合成后，充分体现了炭黑的固定碳高、灰分小、挥发份小的有利条件，成就了粗炭黑作为固体燃料的优势和社会经济效益。经检验的结果是灰分6. 58%，挥发分8-11% (视合成物的比例而定)，焦渣特征1级，全硫0. 2-0. 5%，固定碳95%，发热量7850kcal/kg，上述检验数据显示该合成煤的价值极高、品质之优良。与此同时，完全解决了低价值炭黑的难以处置的问题。下面将结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。
图1为本发明生产工艺流程图。
具体实施例方式本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。本发明采用废塑料、废轮胎(聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯的工厂碎料)生产的粗炭黑(或也可以称为炭黑)为生产原料制作高能量煤，具体工艺步骤可采用如下几个实施例进行具体说明实施例一A、将粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上，以增加粗炭黑内的氧功能团，由于绝大多数粗炭黑(特别是热裂法产生的粗炭黑)是光滑无孔的，粗炭黑粒子外部结晶比较有序，而粒子内部的序性较差特点，本实施例中，对粗炭黑通过臭氧氧化或热气氧化等人工陈化手段改变粗炭黑比容，人工陈化时，采用市场现成的整套臭氧氧化炭黑设备，对粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上，使粗炭黑内总氢氧量增加，提高碳氢比，此步骤为本发明的重点。B、将人工陈化后的粗炭黑在特种设备内进行蒸汽处理，蒸汽处理在压强为2. SMPa 的条件下进行(由于压强限制其处理温度约为200°C -250°C )，处理时间为25分钟，蒸汽处理促使炭黑膨胀，有利于增加助燃物的嵌入。C、在蒸汽处理过的粗炭黑中加入氯化钠，由于氯化钠本身不会耗氧，且能起到阻断粗炭黑孔洞嵌入物的流失作用，在相同的压比下对吸附孔形成封闭。在粗炭黑的燃烧中， 钠只起到原子核外电子跃迁引起的物理反应，而不会耗氧，同时，在一定的燃烧升温中，由于粗炭黑嵌入物解附，使粗炭黑在霎间与充足的空气及助燃物接触燃烧，以此改变炭黑燃烧缓慢的特点，尤其是改善粗炭黑本身条件，提高实际燃烧值，及升温条件。本实施例中，氯化钠先溶解后在加入，氯化钠溶剂首选为水，氯化钠溶解后形成氯化钠溶液，氯化钠溶液通过高速旋转喷雾器以每分钟8000转高速旋转喷雾器以喷射方式加入粗炭黑中，加入后，氯化钠与粗炭黑的重量比为2 100，当氯化钠溶液中，溶剂较多时，可以多喷射一些，当氯化钠溶液中，溶剂较少时，可以少喷射一些，保持氯化钠与粗炭黑的重量比为2 100即可。D、将处理过的粗炭黑作为主料，在其中添加配伍物料，形成煤基料，其中主料所占的重量百分比为45% ；此过程中，采用一种稀有黑色金属经氧化并转化的为多价的黑金属氧化物作为催化剂来增加煤的反应活性(本实施例中，催化剂采用V2O5，V2O5的加入量为煤基料总重量的0. )，本实施例中，采用六次甲基四铵作点燃剂降低本发明生产的煤的燃点，六次甲基四铵的加入量为总煤基料的重量百分比的0.4%，其他配伍物料为原煤、二茂铁、氢氧化钠、生石灰、黏结剂等，其中，原煤所占总煤基料的重量百分比为35%，二茂铁所占总煤基料的重量百分比为0. 2%，氢氧化钠总煤基料所占的重量百分比为1. 3%，生石灰所占总煤基料的重量百分比为4%，其余的用黏结剂补齐。本实施例中，二茂铁先利用柴油进行溶解，二茂铁与柴油的重量比为1 2，然后以每分钟8000转高速旋转喷雾器喷射方式加入。E、将材料利用成型机制成成品煤。经上述实施例生产出来的新型高能煤，经检验的结果是灰分6. 58%，挥发分 8%，焦渣特征1级，全硫0. 5%，固定碳95%，发热量8300kcal/kg，上述检验数据显示该合成煤不仅达到优质煤碳标准，而且其燃烧热值近似重油热值，价值极高、品质之优良。实施例二A、将粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上，以增加粗炭黑内的氧功能团，由于绝大多数粗炭黑(特别是热裂法产生的粗炭黑)是光滑无孔的，粗炭黑粒子外部结晶比较有序，而粒子内部的序性较差特点，本实施例中，对粗炭黑通过臭氧氧化或热气氧化等人工陈化手段改变粗炭黑比容，人工陈化时，采用市场现成的整套臭氧氧化炭黑设备，对粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上，使粗炭黑内总氢氧量增加，提高碳氢比，此步骤为本发明的重点。B、将人工陈化后的粗炭黑在特种设备内进行蒸汽处理，蒸汽处理在压强为2. 9MPa 的条件下进行(由于压强限制其处理温度约为200°C -250°C )，处理时间为25分钟，蒸汽处理促使炭黑膨胀，有利于增加助燃物的嵌入。C、在蒸汽处理过的粗炭黑中加入氯化钠，由于氯化钠本身不会耗氧，且能起到阻断粗炭黑孔洞嵌入物的流失作用，在相同的压比下对吸附孔形成封闭。在粗炭黑的燃烧中， 钠只起到原子核外电子跃迁引起的物理反应，而不会耗氧，同时，在一定的燃烧升温中，由于粗炭黑嵌入物解附，使粗炭黑在霎间与充足的空气及助燃物接触燃烧，以此改变炭黑燃烧缓慢的特点，尤其是改善粗炭黑本身条件，提高实际燃烧值，及升温条件。本实施例中，氯化钠先溶解后在加入，氯化钠溶剂首选为水，氯化钠溶解后形成氯化钠溶液，氯化钠溶液通过高速旋转喷雾器以每分钟9000转高速旋转喷雾器以喷射方式加入粗炭黑中，加入后，氯化钠与粗炭黑的重量比为2. 4 100，当氯化钠溶液中，溶剂较多时，可以多喷射一些，当氯化钠溶液中，溶剂较少时，可以少喷射一些，保持氯化钠与粗炭黑的重量比为2. 4 100即可。D、将处理过的粗炭黑作为主料，在其中添加配伍物料，形成煤基料，其中主料所占
5的重量百分比为48% ；此过程中，采用一种稀有黑色金属经氧化并转化的为多价的黑金属氧化物作为催化剂来增加煤的反应活性(本实施例中，催化剂采用V2O5，V2O5的加入量为煤基料总重量的0. 14% )，本实施例中，采用六次甲基四铵作点燃剂降低本发明生产的煤的燃点，六次甲基四铵的加入量为总煤基料的重量百分比的0. 44%，其他配伍物料为原煤、二茂铁、氢氧化钠、生石灰、黏结剂等，其中，原煤所占总煤基料的重量百分比为31%，二茂铁所占总煤基料的重量百分比为0. 24%，氢氧化钠总煤基料所占的重量百分比为1. 38%，生石灰所占总煤基料的重量百分比为4. 4%，其余的用黏结剂补齐。本实施例中，二茂铁先利用柴油进行溶解，二茂铁与柴油的重量比为1.2 2，然后以每分钟9000转高速旋转喷雾器喷射方式加入。E、将材料利用成型机制成成品煤。经上述实施例生产出来的新型高能煤，经检验的结果是灰分6. 58%，挥发分 8.5%,焦渣特征1级，全硫0. 4 %，固定碳95 %，发热量8200kcal/kg (，上述检验数据显示该合成煤不仅达到优质煤碳标准，而且其燃烧热值近似重油热值，价值极高、品质之优良。实施例三A、将粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上，以增加粗炭黑内的氧功能团，由于绝大多数粗炭黑(特别是热裂法产生的粗炭黑)是光滑无孔的，粗炭黑粒子外部结晶比较有序，而粒子内部的序性较差特点，本实施例中，对粗炭黑通过臭氧氧化或热气氧化等人工陈化手段改变粗炭黑比容，人工陈化时，采用市场现成的整套臭氧氧化炭黑设备，对粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上，使粗炭黑内总氢氧量增加，提高碳氢比，此步骤为本发明的重点。B、将人工陈化后的粗炭黑在特种设备内进行蒸汽处理，蒸汽处理在压强为3MPa 的条件下进行(由于压强限制其处理温度约为200°C -250°C )，处理时间为30分钟，蒸汽处理促使炭黑膨胀，有利于增加助燃物的嵌入。C、在蒸汽处理过的粗炭黑中加入氯化钠，由于氯化钠本身不会耗氧，且能起到阻断粗炭黑孔洞嵌入物的流失作用，在相同的压比下对吸附孔形成封闭。在粗炭黑的燃烧中， 钠只起到原子核外电子跃迁引起的物理反应，而不会耗氧，同时，在一定的燃烧升温中，由于粗炭黑嵌入物解附，使粗炭黑在霎间与充足的空气及助燃物接触燃烧，以此改变炭黑燃烧缓慢的特点，尤其是改善粗炭黑本身条件，提高实际燃烧值，及升温条件。本实施例中，氯化钠先溶解后在加入，氯化钠溶剂首选为水，氯化钠溶解后形成氯化钠溶液，氯化钠溶液通过高速旋转喷雾器以每分钟10000转高速旋转喷雾器以喷射方式加入粗炭黑中，加入后， 氯化钠与粗炭黑的重量比为2. 8 100，当氯化钠溶液中，溶剂较多时，可以多喷射一些，当氯化钠溶液中，溶剂较少时，可以少喷射一些，保持氯化钠与粗炭黑的重量比为2. 8 100 即可。D、将处理过的粗炭黑作为主料，在其中添加配伍物料，形成煤基料，其中主料所占的重量百分比为51% ；此过程中，采用一种稀有黑色金属经氧化并转化的为多价的黑金属氧化物作为催化剂来增加煤的反应活性(本实施例中，催化剂采用V2O5，V2O5的加入量为煤基料总重量的0. 18% )，本实施例中，采用六次甲基四铵作点燃剂降低本发明生产的煤的燃点，六次甲基四铵的加入量为总煤基料的重量百分比的0. 48%，其他配伍物料为原煤、二茂铁、氢氧化钠、生石灰、黏结剂等，其中，原煤所占总煤基料的重量百分比为32%，二茂铁所占总煤基料的重量百分比为0. 28%，氢氧化钠总煤基料所占的重量百分比为1.46%，生石灰所占总煤基料的重量百分比为4. 8%，其余的用黏结剂补齐。本实施例中，二茂铁先利用柴油进行溶解，二茂铁与柴油的重量比为1.4 2，然后以每分钟10000转高速旋转喷雾器喷射方式加入。E、将材料利用成型机制成成品煤。经上述实施例生产出来的新型高能煤，经检验的结果是灰分6. 58%，挥发分 9 %，焦渣特征1级，全硫0. 4 %，固定碳95 %，发热量8lOOkcal/kg (视物料配合比例)，上述检验数据显示该合成煤不仅达到优质煤碳标准，而且其燃烧热值近似重油热值，价值极高、 品质之优良。实施例四A、将粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上，以增加粗炭黑内的氧功能团，由于绝大多数粗炭黑(特别是热裂法产生的粗炭黑)是光滑无孔的，粗炭黑粒子外部结晶比较有序，而粒子内部的序性较差特点，本实施例中，对粗炭黑通过臭氧氧化或热气氧化等人工陈化手段改变粗炭黑比容，人工陈化时，采用市场现成的整套臭氧氧化炭黑设备，对粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上，使粗炭黑内总氢氧量增加，提高碳氢比，此步骤为本发明的重点。B、将人工陈化后的粗炭黑在特种设备内进行蒸汽处理，蒸汽处理在压强为3MPa 的条件下进行(由于压强限制其处理温度约为200°C -250°C )，处理时间为30分钟，蒸汽处理促使炭黑膨胀，有利于增加助燃物的嵌入。C、在蒸汽处理过的粗炭黑中加入氯化钠，由于氯化钠本身不会耗氧，且能起到阻断粗炭黑孔洞嵌入物的流失作用，在相同的压比下对吸附孔形成封闭。在粗炭黑的燃烧中， 钠只起到原子核外电子跃迁引起的物理反应，而不会耗氧，同时，在一定的燃烧升温中，由于粗炭黑嵌入物解附，使粗炭黑在霎间与充足的空气及助燃物接触燃烧，以此改变炭黑燃烧缓慢的特点，尤其是改善粗炭黑本身条件，提高实际燃烧值，及升温条件。本实施例中，氯化钠先溶解后在加入，氯化钠溶剂首选为水，氯化钠溶解后形成氯化钠溶液，氯化钠溶液通过高速旋转喷雾器以每分钟10000转高速旋转喷雾器以喷射方式加入粗炭黑中，加入后， 氯化钠与粗炭黑的重量比为3 100，当氯化钠溶液中，溶剂较多时，可以多喷射一些，当氯化钠溶液中，溶剂较少时，可以少喷射一些，保持氯化钠与粗炭黑的重量比为3 100即可。D、将处理过的粗炭黑作为主料，在其中添加配伍物料，形成煤基料，其中主料所占的重量百分比为50% ；此过程中，采用一种稀有黑色金属经氧化并转化的为多价的黑金属氧化物作为催化剂来增加煤的反应活性(本实施例中，催化剂采用V2O5，V2O5的加入量为煤基料总重量的0.2%)，本实施例中，采用六次甲基四铵作点燃剂降低本发明生产的煤的燃点，六次甲基四铵的加入量为总煤基料的重量百分比的0.5%，其他配伍物料为原煤、二茂铁、氢氧化钠、生石灰、黏结剂等，其中，原煤所占总煤基料的重量百分比为33%，二茂铁所占总煤基料的重量百分比为0. 3%，氢氧化钠总煤基料所占的重量百分比为1. 5%，生石灰所占总煤基料的重量百分比为5%，其余的用黏结剂补齐。本实施例中，二茂铁先利用柴油进行溶解，二茂铁与柴油的重量比为1 2，然后以每分钟10000转高速旋转喷雾器喷射方式加入。E、将材料利用成型机制成成品煤。
经上述实施例生产出来的新型高能煤，经检验的结果是灰分6. 58%，挥发分 9.5%,焦渣特征1级，全硫3. 5 %，固定碳95 %，发热量8000kcal/kg (视物料配合比例)，上述检验数据显示该合成煤不仅达到优质煤碳标准，而且其燃烧热值近似重油热值，价值极高、品质之优良。实施例五A、将粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上，以增加粗炭黑内的氧功能团，由于绝大多数粗炭黑(特别是热裂法产生的粗炭黑)是光滑无孔的，粗炭黑粒子外部结晶比较有序，而粒子内部的序性较差特点，本实施例中，对粗炭黑通过臭氧氧化或热气氧化等人工陈化手段改变粗炭黑比容，人工陈化时，采用市场现成的整套臭氧氧化炭黑设备，对粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上，使粗炭黑内总氢氧量增加，提高碳氢比，此步骤为本发明的重点。B、将人工陈化后的粗炭黑在特种设备内进行蒸汽处理，蒸汽处理在压强为3MPa 的条件下进行(由于压强限制其处理温度约为200°C -250°C )，处理时间为30分钟，蒸汽处理促使炭黑膨胀，有利于增加助燃物的嵌入。C、在蒸汽处理过的粗炭黑中加入氯化钠，由于氯化钠本身不会耗氧，且能起到阻断粗炭黑孔洞嵌入物的流失作用，在相同的压比下对吸附孔形成封闭。在粗炭黑的燃烧中， 钠只起到原子核外电子跃迁引起的物理反应，而不会耗氧，同时，在一定的燃烧升温中，由于粗炭黑嵌入物解附，使粗炭黑在霎间与充足的空气及助燃物接触燃烧，以此改变炭黑燃烧缓慢的特点，尤其是改善粗炭黑本身条件，提高实际燃烧值，及升温条件。本实施例中，氯化钠先溶解后在加入，氯化钠溶剂首选为水，氯化钠溶解后形成氯化钠溶液，氯化钠溶液通过高速旋转喷雾器以每分钟10000转高速旋转喷雾器以喷射方式加入粗炭黑中，加入后， 氯化钠与粗炭黑的重量比为3. 2 100，当氯化钠溶液中，溶剂较多时，可以多喷射一些，当氯化钠溶液中，溶剂较少时，可以少喷射一些，保持氯化钠与粗炭黑的重量比为3. 2 100 即可。D、将处理过的粗炭黑作为主料，在其中添加配伍物料，形成煤基料，其中主料所占的重量百分比为54% ；此过程中，采用一种稀有黑色金属经氧化并转化的为多价的黑金属氧化物作为催化剂来增加煤的反应活性(本实施例中，催化剂采用V2O5，V2O5的加入量为煤基料总重量的0. 22% )，本实施例中，采用六次甲基四铵作点燃剂降低本发明生产的煤的燃点，六次甲基四铵的加入量为总煤基料的重量百分比的0. 52%，其他配伍物料为原煤、二茂铁、氢氧化钠、生石灰、黏结剂等，其中，原煤所占总煤基料的重量百分比为33%，二茂铁所占总煤基料的重量百分比为0. 32%，氢氧化钠总煤基料所占的重量百分比为1. 54%，生石灰所占总煤基料的重量百分比为5. 2%，其余的用黏结剂补齐。本实施例中，二茂铁先利用柴油进行溶解，二茂铁与柴油的重量比为1.6 2，然后以每分钟10000转高速旋转喷雾器喷射方式加入。E、将材料利用成型机制成成品煤。经上述实施例生产出来的新型高能煤，经检验的结果是灰分6. 58%，挥发分 10%，焦渣特征1级，全硫0. 3%，固定碳95%，发热量8000kCal/kg，上述检验数据显示该合成煤不仅达到优质煤碳标准，而且其燃烧热值近似重油热值，价值极高、品质之优良。实施例六
A、将粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上，以增加粗炭黑内的氧功能团，由于绝大多数粗炭黑(特别是热裂法产生的粗炭黑)是光滑无孔的，粗炭黑粒子外部结晶比较有序，而粒子内部的序性较差特点，本实施例中，对粗炭黑通过臭氧氧化或热气氧化等人工陈化手段改变粗炭黑比容，人工陈化时，采用市场现成的整套臭氧氧化炭黑设备，对粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上，使粗炭黑内总氢氧量增加，提高碳氢比，此步骤为本发明的重点。B、将人工陈化后的粗炭黑在特种设备内进行蒸汽处理，蒸汽处理在压强为3. IMPa 的条件下进行(由于压强限制其处理温度约为200°C -250°C )，处理时间为35分钟，蒸汽处理促使炭黑膨胀，有利于增加助燃物的嵌入。C、在蒸汽处理过的粗炭黑中加入氯化钠，由于氯化钠本身不会耗氧，且能起到阻断粗炭黑孔洞嵌入物的流失作用，在相同的压比下对吸附孔形成封闭。在粗炭黑的燃烧中， 钠只起到原子核外电子跃迁引起的物理反应，而不会耗氧，同时，在一定的燃烧升温中，由于粗炭黑嵌入物解附，使粗炭黑在霎间与充足的空气及助燃物接触燃烧，以此改变炭黑燃烧缓慢的特点，尤其是改善粗炭黑本身条件，提高实际燃烧值，及升温条件。本实施例中，氯化钠先溶解后在加入，氯化钠溶剂首选为水，氯化钠溶解后形成氯化钠溶液，氯化钠溶液通过高速旋转喷雾器以每分钟11000转高速旋转喷雾器以喷射方式加入粗炭黑中，加入后， 氯化钠与粗炭黑的重量比为3. 6 100，当氯化钠溶液中，溶剂较多时，可以多喷射一些，当氯化钠溶液中，溶剂较少时，可以少喷射一些，保持氯化钠与粗炭黑的重量比为3. 6 100 即可。D、将处理过的粗炭黑作为主料，在其中添加配伍物料，形成煤基料，其中主料所占的重量百分比为57% ；此过程中，采用一种稀有黑色金属经氧化并转化的为多价的黑金属氧化物作为催化剂来增加煤的反应活性(本实施例中，催化剂采用V2O5，V2O5的加入量为煤基料总重量的0. 26% )，本实施例中，采用六次甲基四铵作点燃剂降低本发明生产的煤的燃点，六次甲基四铵的加入量为总煤基料的重量百分比的0. 56%，其他配伍物料为原煤、二茂铁、氢氧化钠、生石灰、黏结剂等，其中，原煤所占总煤基料的重量百分比为34%，二茂铁所占总煤基料的重量百分比为0. 36%，氢氧化钠总煤基料所占的重量百分比为1.62%，生石灰所占总煤基料的重量百分比为5. 6%，其余的用黏结剂补齐。本实施例中，二茂铁先利用柴油进行溶解，二茂铁与柴油的重量比为1.8 2，然后以每分钟11000转高速旋转喷雾器喷射方式加入。E、将材料利用成型机制成成品煤。经上述实施例生产出来的新型高能煤，经检验的结果是灰分6. 58%，挥发分 10.5%,焦渣特征1级，全硫0. 45%，固定碳95%，发热量7900kcal/kg，上述检验数据显示该合成煤不仅达到优质煤碳标准，而且其燃烧热值近似重油热值，价值极高、品质之优良。实施例七A、将粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上，以增加粗炭黑内的氧功能团，由于绝大多数粗炭黑(特别是热裂法产生的粗炭黑)是光滑无孔的，粗炭黑粒子外部结晶比较有序，而粒子内部的序性较差特点，本实施例中，对粗炭黑通过臭氧氧化或热气氧化等人工陈化手段改变粗炭黑比容，人工陈化时，采用市场现成的整套臭氧氧化炭黑设备，对粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上，使粗炭黑内总氢氧量增加，提高碳氢比，此步骤为本发明的重点。B、将人工陈化后的粗炭黑在特种设备内进行蒸汽处理，蒸汽处理在压强为3. 2MPa 的条件下进行(由于压强限制其处理温度约为200°C -250°C )，处理时间为35分钟，蒸汽处理促使炭黑膨胀，有利于增加助燃物的嵌入。C、在蒸汽处理过的粗炭黑中加入氯化钠，由于氯化钠本身不会耗氧，且能起到阻断粗炭黑孔洞嵌入物的流失作用，在相同的压比下对吸附孔形成封闭。在粗炭黑的燃烧中， 钠只起到原子核外电子跃迁引起的物理反应，而不会耗氧，同时，在一定的燃烧升温中，由于粗炭黑嵌入物解附，使粗炭黑在霎间与充足的空气及助燃物接触燃烧，以此改变炭黑燃烧缓慢的特点，尤其是改善粗炭黑本身条件，提高实际燃烧值，及升温条件。本实施例中，氯化钠先溶解后在加入，氯化钠溶剂首选为水，氯化钠溶解后形成氯化钠溶液，氯化钠溶液通过高速旋转喷雾器以每分钟12000转高速旋转喷雾器以喷射方式加入粗炭黑中，加入后， 氯化钠与粗炭黑的重量比为4 100，当氯化钠溶液中，溶剂较多时，可以多喷射一些，当氯化钠溶液中，溶剂较少时，可以少喷射一些，保持氯化钠与粗炭黑的重量比为4 100即可。D、将处理过的粗炭黑作为主料，在其中添加配伍物料，形成煤基料，其中主料所占的重量百分比为60% ；此过程中，采用一种稀有黑色金属经氧化并转化的为多价的黑金属氧化物作为催化剂来增加煤的反应活性(本实施例中，催化剂采用V2O5，V2O5的加入量为煤基料总重量的0.3%)，本实施例中，采用六次甲基四铵作点燃剂降低本发明生产的煤的燃点，六次甲基四铵的加入量为总煤基料的重量百分比的0.6%，其他配伍物料为原煤、二茂铁、氢氧化钠、生石灰、黏结剂等，其中，原煤所占总煤基料的重量百分比为35%，二茂铁所占总煤基料的重量百分比为0. 4%，氢氧化钠总煤基料所占的重量百分比为1. 7%，生石灰所占总煤基料的重量百分比为6%，其余的用黏结剂补齐。本实施例中，二茂铁先利用柴油进行溶解，二茂铁与柴油的重量比为1 1，然后以每分钟12000转高速旋转喷雾器喷射方式加入。E、将材料利用成型机制成成品煤。经上述实施例生产出来的新型高能煤，经检验的结果是灰分6. 58%，挥发分 11%,焦渣特征1级，全硫0. 2%，固定碳95%，发热量7850kcal/kg，上述检验数据显示该合成煤不仅达到优质煤碳标准，而且其燃烧热值近似重油热值，价值极高、品质之优良。本发明是对粗炭黑(炭黑)通过臭氧氧化热气氧化等人工陈化手段改变炭黑比容，修改其燃烧特点，与一定比分的天然煤及少量的催化剂、固硫剂、点燃剂、黏结剂配合后，造成优质高能煤，此新型高能煤合成后，经检验的结果是灰分6. 58 %，挥发分 8-11% (视合成物的比例而定)，焦渣特征1级，全硫0.2-0.5%，固定碳95%，发热量 7850-8300kCal/kg (视物料配合比例)，上述检验数据显示该合成煤不仅达到优质煤碳标准，而且其燃烧热值近似重油热值，价值极高、品质之优良。与此同时，改变了炭黑不作为固体燃料的认为，还完全解决了低价值炭黑的难以处置问题，创新了一种可持续发展的优质固体能源。经批量生产证实，其具有可观的经济价值，可能达煤炭中之优良品种。
权利要求
1.一种高能低硫煤的生产工艺，其特征是所述的工艺包括下述步骤A、将粗炭黑进行人工陈化；B、将人工陈化后的粗炭黑在压强为2.8MPa-3. 2MPa的条件下进行蒸汽处理，处理时间 25分钟-35分钟；C、将处理过的粗炭黑作为主料，在其中添加配伍物料，形成煤基料，其中主料在煤基料中所占的重量百分比为45% -60% ；D、将煤基料制成成品煤。
2.根据权利要求1所述的高能低硫煤的生产工艺，其特征是所述的步骤B和步骤C之间还包括有步骤Bi，步骤Bl为在蒸汽处理后的粗炭黑内，加入氯化钠。
3.根据权利要求2所述的高能低硫煤的生产工艺，其特征是所述的步骤Bl中，先将氯化钠溶解，形成氯化钠溶液，再将氯化钠溶液采用喷雾形式喷在粗炭黑表面，氯化钠的喷入量为氯化钠与粗炭黑的重量比为2 100-4 100。
4.根据权利要求3所述的高能低硫煤的生产工艺，其特征是所述的氯化钠溶液是以每分钟8000-12000转每分钟的高速旋转喷雾器喷射方式加入粗炭黑中。
5.根据权利要求1所述的高能低硫煤的生产工艺，其特征是所述的步骤A中人工陈化是采用臭氧氧化或热空气氧化。
6.根据权利要求1所述的高能低硫煤的生产工艺，其特征是所述的步骤C中配伍材料为原煤、二茂铁、六次甲基四铵、氢氧化钠、生石灰和黏结剂，其中原煤所占的重量百分比为30%-35%，二茂铁所占的重量百分比为0. 2%-0. 4%，六次甲基四铵所占的重量百分比为0. 4% -0. 6%，氢氧化钠所占的重量百分比为1. 3% -1. 7%，生石灰所占的重量百分比为 4% _6%，其余的用黏结剂补齐。
7.根据权利要求6所述的高能低硫煤的生产工艺，其特征是所述的二茂铁先利用柴油进行溶解，二茂铁与柴油的重量比为1 2-1 1，然后以每分钟8000-12000转每分钟高速旋转喷雾器喷射方式加入。
8.根据权利要求1所述的高能低硫煤的生产工艺，其特征是所述的步骤C中采用稀有黑金属氧化物作为催化剂。
9.根据权利要求8所述的高能低硫煤的生产工艺，其特征是所述的稀有黑金属氧化物采用V2O5。
10.根据权利要求9所述的高能低硫煤的生产工艺，其特征是所述的V2O5的加入量为总重量的0. -0. 3%。
全文摘要
本发明公开一种高能低硫煤的生产工艺，工艺包括下述步骤将粗炭黑进行人工陈化，使粗炭黑的内表面积增加4倍以上；将人工陈化后的粗炭黑进行蒸汽处理；利用封闭剂对粗炭黑孔洞进行封闭处理；将处理过的粗炭黑作为主料，在其中添加配伍物料，其中主料所占的重量百分比为45％-60％；将材料制成成品煤。通过本发明的工艺制成的新型高能煤合成后，充分体现了炭黑的固定碳高、灰分小、挥发份小的有利条件，成就了粗炭黑作为固体燃料的优势和社会经济效益。与此同时，完全解决了低价值炭黑的难以处置的问题。
文档编号C10L9/10GK102220179SQ20101014817
公开日2011年10月19日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者李国声, 许文姬 申请人:华南再生资源(中山)有限公司