专利名称：使褐煤成为工业燃料的技术的制作方法
技术领域：
本发明属于褐煤的加工处理技术。
褐煤，尤其是低变褐煤的开发利用，长期以来，难以在技术上有较大突破，其原因在于一系列的问题难以解决一是水份高，褐煤的全水份WQ一般都在18～62%，比烟煤、无烟煤高几倍甚至十几倍，脱水困难;二是褐煤块韧性大，难以机械破碎;三是低变质褐煤发热量低，一般约为1000～3000大卡/公斤，工业上难以作动力燃料利用;四是挥发分高，一般都＞40%，在热态易破裂和收缩，热稳定性差，英国专利1，221，731(1971)添加三聚磷酸钠改进热稳定性，但由于其价格高昂、原料紧缺而无法施用;五是情报资源均认为褐煤为无粘结性煤，使人对无粘结成型制造型煤望而止步;六是任何一种褐煤的煤质并非所有技术指标均能符合工业炉窑的使用标准，因此国内外都认为只有为数不多的褐煤能达到工业炉窑燃料标准，给予了较大约束条件;七是褐煤块如果直接进入工业炉中燃烧，蒸发1%的水份，发生吸热反应，就需消耗1%的热值，因此WQ≥18%的褐煤燃烧吸热消耗的热值是相当可观的。凡此种种，不一一列举，使水份高、发热量低、灰份高、灰融点低、但分布较广、储量较大、成本低廉的褐煤，尤其是低变质褐煤仅能供民用，在工业上作动力燃料尚未引起重视。
本发明的目的上提供一种褐煤，尤其是低变质褐煤的加工处理技术，经本发明提供的技术加工处理后，褐煤供悬浮燃烧煤粉的工业炉窑替代ⅠⅡⅢ类烟煤作燃料;经本发明提供的加工和添加剂处理后褐煤，尤其是低变质褐煤进行无粘结成型的型煤供工业炉窑作动力燃料替代ⅠⅡⅢ类烟煤的块煤和混合煤。
本发明的技术方案是采用脱水-脱水-再脱水的工艺，以物理破碎为主，机械破碎为辅交叉作业的模式使褐煤成为符合工业使用的煤。如果褐煤煤质较好，符合工业使用的要求标准，则采用堆集耙运、机械破碎、回转干燥窑脱水干燥、过筛筛分的工艺过程，≤3mm的煤粉供悬浮燃烧煤粉的工业炉窑替代ⅠⅡⅢ类烟煤作燃料。一般褐煤煤粉、特别是低变质褐煤煤质达不到工业炉窑使用要求时，则再进行配煤改性、搅拌混合同时注入添加剂和增粘剂、机械粉碎搅拌、型煤机高强力挤压成型的工艺过程加工处理，供工业炉窑作动力燃料替代类烟煤的块煤和混合煤。
本发明整个工艺路线如方框图所示，其主要点是1、堆集耙运脱水破碎。在2∶100坡度的料场上，将褐煤堆集于露天，堆高2～2.5米，煤间距适当控制在5米左右以增大脱水面积，储存10～15天，利用太阳能、风能、大气蒸发脱水，料场坡度使褐煤中残留水份自然排入排水沟。在此期间，褐煤按其煤质特性，因失水而逐层(像洋葱层)风化，使之物理破碎。
在堆集储存期间，还利用耙运机械，比如耙斗装岩机不断耙运翻腾煤堆，以强化脱水和破碎。
这一工艺路线，具有五大功能一是蒸发脱水;二是破碎;三是运输转载;四是耙翻清理;五是防火安全。
经堆集耙运第一次脱水，褐煤的WQ由62%下降到20%左右。
2、机械破碎。经上一道工序脱水破碎后，煤块粒度≤25mm的直接运往煤仓、等待更下一道工序;煤块粒度＞25mm的，再进行机械破碎，如颚式破碎机进行破碎，颚式破碎机的颚板喷镀镍铬，以确保不粘煤粉，便于清理。
3、回转干燥窑脱水干燥及物理破碎。粒度≤25mm的煤块被输送到回转干燥窑进行逆风旋转干燥。由锅炉通往引风机前的排烟道抽取温度170～250℃的烟气与褐煤输送成相反方向作热交换运动，进行脱水干燥。回转干燥窑内经热交换后的烟气和褐煤干燥时脱水蒸发的水蒸气，由引风机抽吸，通过锅炉除尘器除尘后排入锅炉烟囱，形成一个闭式网络，锅炉烟气得到充分利用。
也可专门配置CO2煤气发生炉，产生170～250℃的低温烟气，供回转干燥窑用。
回转干燥窑内分低温区、中温区、高温区三个温度阶梯区间。低温区在物料进口部位，温度为50～100℃，主要功能是使褐煤外在水份Wwz蒸发，煤块开始物理破碎。中温区温度较稳定，在100～170℃范围，其功能是使褐煤内在水份Wnz基本汽化。中温区脱水和热碎效果明显。高温区温度为170～250℃，主要功能是使褐煤内含有的焦油、褐煤蜡等有所浸出并脱除残留的水份。
经回转干燥窑第二次脱水干燥的褐煤WQ的技术指标为10～18%的范围。褐煤或混煤从低温升温。进入中高温区，符合物料干燥的规律，旋转干燥保证了褐煤煤粉在干燥过程中不粘壁，消除了固定干燥粘壁、自然起火的缺陷。干燥窑还起到对锅炉排烟初级沉降除尘的效果。干燥窑在较大负压状况下工作，设计考虑了较好的密封性，可以有效防止褐煤粉在干燥过程中引燃爆炸事故发生。
4、过筛筛分。回转干燥窑干燥破碎后的煤经过3mm筛网筛分，＞3mm的煤粒再经锅炉粉煤机粉碎，直到≤3mm。
如果褐煤煤质符合工业使用标准，则工艺流程到此为止，≤3mm的褐煤粉即可供悬浮炉作燃料，替代ⅠⅡⅢ类烟煤。
当褐煤煤质达不到工业炉窑使用要求时，需将两三种煤进行配煤改性，如发热量低的煤种配以发热量高的煤种;灰融点＜1100℃容易结渣的煤配以灰融点＞1250℃的煤等等。所以对于煤质达不到工业炉窑使用标准的褐煤，下一道工序是5、配煤改性。经以上工序处理过的褐煤和混煤，以及添加剂分别存放在不同的料斗内，由其比例器根据需要调节不同比例的各种煤量，送入粉碎搅拌机。
6、粉碎搅拌。粉碎搅拌过程包括三个步骤改性配料首先需经粉碎机粉碎，然后过筛筛分，＞3mm的煤粒继续粉碎，≤3mm的煤粉漏入搅拌机进行最后一步骤，搅拌混合。
7、添加增粘剂和添加剂。当混煤进入工序6粉碎机粉碎的同时，增粘剂和添加剂经压缩空气或泵注入煤粉中，与之共同粉碎混合。
褐煤的粘结剂有很多种，如有机构成高的石油沥青，煤焦油沥青或废纸浆、糖蜜，还可用天然矿物如石灰石，高岭土或水泥，水玻璃等，但以上各类成本高，有的灰分大，降低发热量，致使制成的褐煤型煤成本高，无力进入市场。
过去的文献资料均认定褐煤为无粘结性煤种，本发明人研究分析认为褐煤中含有腐植酸，腐植酸是一种天然的有机高分子化合物，具有粘结性。褐煤中还含有焦油、沥青树脂，褐煤蜡等有机构成高的物质，亦具有粘结性。褐煤、泥煤经人工氧化后能产生再生腐植酸，本发明提供了一类理想的新型增粘剂烧碱、尿素、氨水或石灰。腐植酸与烧碱溶液作用而成可溶性腐植酸钠系胶状物质，具有较强的粘结性能;腐植酸与氨水溶液或尿素作用而成植酸铵，也具有较强的粘结性能。
在褐煤中直接加入烧碱、尿素、氨水或石灰的量为0.5～3%。褐煤中添加增粘剂后，制成的型煤强度＞45kg/型煤。
为了改进热稳定性，本发明用沸石(海抱石)作为褐煤的添加剂，以保证褐煤型煤的热强度≥1～1.5kg/型煤，沸石的加入量为0.5～1.5%。
8、高强力挤压成型。型煤质量好坏，决定于压力、水份、温度、粒度、粘结剂之间的关系，在常温下要突破无粘结剂褐煤成型的技术关键是高强力挤压。本发明选用的成型机械是经进行技术改造后供作型煤用的环模式成型机。在型煤机内将WQ10～15%的褐煤粉，经给料器强制注入机腔内强力挤压，褐煤高强度弹性变形，压成型煤。在强力挤压过程中由于机械能转换成热能，挤压出型煤机的型煤，温度高达100℃以上，在冷却过程中水份再一次蒸发，进行了第三次脱水。
出产的型煤WQ在4～6%，上限不超过8%，完全符合工业燃料的要求。褐煤散比重0.8，成型后可达1.3～1.8。发热量Q达4000大卡/公斤，达到了同类烟煤的标准。所以经以上工艺路线加工和添加剂处理后，低变质褐煤的型煤，能够供工业炉窑作动力燃料替代ⅠⅡⅢ类烟煤的块煤和混合煤。
本发明为分布广、储量大、成本低的褐煤，尤其是低变质褐煤在工业上作动力燃料开辟了广阔的前景，为煤炭资源的开发利用增加了新的途径。
权利要求
1.一种使褐煤成为工业燃料的技术，其特征在于工艺路线是1.1堆集耙运1.2机械破碎1.3回转干燥窑脱水干燥1.4过筛筛分1.5配煤改性1.6粉碎搅拌1.7添加增粘剂和添加剂1.8高强力挤压成型。
2.根据权利要求1所述的技术，其特征在于-1.1耙运机械为耙斗装岩机-1.3回转干燥窑内有低温区、中温区、高温区三个温度阶梯区间，温度分别为50～100℃、100～170℃、170～250℃。-1.7增粘剂是烧碱、尿素、氨水或者石灰，其加入量为0.5～3%。添加剂是沸石，其加入量为0.5～1.5%。
全文摘要
一种使褐煤成为工业燃料的技术，涉及褐煤的加工处理技术。根据本发明提供的工艺路线，褐煤经过堆集耙运、机械破碎、回转干燥窑脱水干燥、筛分工序后，符合工业使用标准的褐煤煤粉，可供悬浮燃烧煤粉的工业炉窑替代I II III类烟煤作燃料；对低变质褐煤筛分后再进行配煤改性、粉碎搅拌、添加增粘剂和添加剂、高强力挤压成型工艺流程，获得的无粘结成型型煤供工业炉窑作动力燃料替代I II III类烟煤的块煤和混合煤。
文档编号C10L5/00GK1044291SQ90100420
公开日1990年8月1日 申请日期1990年1月22日 优先权日1990年1月22日
发明者刘永定 申请人:刘永定