专利名称：固硫高强耐水型煤粘结剂的制作方法
技术领域：
本发明属于无机成分的粘结剂，主要用于各种粉煤(焦)和煤泥的粘结以制造型煤。
我国既是世界上第一大产煤国，又是世界上第一大燃煤国。我国能源消耗构成的70％以上是煤炭，绝大部分用于工业层燃锅炉和工业、民用型煤及其它燃煤场合。由于燃煤技术落后，我国的单位能耗是发达国家的几倍。一方面能源紧缺，一方面又浪费严重，从而大大影响我国煤炭的有效利用。此外，由于我国能源以煤为主，煤炭燃烧生热将化学能转化为热能的同时又产生了大量的污染物，造成了我国＂煤烟型大气污染＂的严重性和长期性，据国家环保局统计，城市排放到大气环境中的粉尘和SO2量分别有70％和90％以上来自燃煤。我国重酸雨面积呈加速发展趋势，这主要是由于燃煤排放的二氧化硫等致酸污染物所引起。同时我国的煤炭利用热效率不高，品种单一，煤炭精深加工开发远远不够，绝大多数一直延用传统的加工工艺和方法，存在着生火难、上火慢、热效低、污染大等弊端。所有这些都是我国亟待解决的重大问题，加快开发技术含量高，附加值大的煤炭深加工产品，寻求各种经济简便的方法以使煤炭清洁燃烧是煤化学等领域科学家们研究攻关的重要课题之一。
国家环保法规控制SO2排放总量的行动将会进一步加大执法力度；煤炭供应进入市场行为，国家宏观控制煤炭生产总量，燃煤成本不断提高是必然的结果，因而节约能源的经济效益将越来越显著。
工业型煤在提高热效率，节约能源，降低大气污染方面的作用明显，同时也是化工造气生产化肥的重要原料，所以我国政府一直大力提倡使用型煤技术和产品，限制原煤散烧。1997年10月，国家环保局局长解振华更明确宣布中国政府已决定，到2000年，全国大中城市禁止原煤散烧，全面使用固硫型煤和其它清洁燃料。
我国工业型煤一般采用低压冷态成型，对粘结剂的要求较高。但总体上说，目前我国尚未研制出来源广，成本低，固硫效率高，既能满足成型工艺要求，实用的强度要求，又能满足燃烧特性的粘结剂。
实际上，我国在这方面进行了大量的研究，并取得可观的实用效果，CN1163303A，CN1148083A，CN1149617A，CN1104244A，CN1050735A，CN1057069A，CN1131182A，CN1101663A，CN1057065A，CN1106452A所公布的便是我国型煤粘结剂技术的现有水平。但这些技术或多或少存在着这样或那样的不足高温固硫率低，防潮抗水性差，热态强度低，成本过高，原料来源不广，加工困难，适用煤种少，燃烧性能不佳，粉煤成型工艺复杂。
本发明的目的是提供一种固硫高强耐水型煤粘结剂，其原料来源广，成本低。采用这种粘结剂生产的型煤，除拥有良好的高温固硫特性外，还具有很好的防水性能，较高的冷热压强度，并且含灰分少，燃烧效果好。
出于上述目的，本粘结剂的发明技术出发点一是本粘结剂含有改进高温固硫率的成分，二是粘结剂中必须带有低成本的防水成分，三是粘结剂的某些成分要能改善所产型煤的燃烧活性从而提高型煤的发热量，四是本粘结剂的制备以及相应型煤的制造工艺要简单。
为此，本发明粘结剂的最主要成分是氧化钙，其作用是固硫，但它的量不宜多，否则型煤的灰分增加多了，燃烧性能变差。鉴于在工业锅炉的燃烧温度条件下，单纯采用钙基固硫剂的固硫效果较差，这首先是因为在较高温度下，型煤内部的固硫剂受煤的燃烧反应影响容易产生烧结，阻碍固硫剂与硫化物的充分接触，造成固硫剂活性降低；其次是煤中存在多种化合物和金属离子，导致固硫产物的分解温度大为降低，而层燃锅炉的燃烧温度在1000-1300度之间，所以固硫生成物CaSO4在高温还原气氛下又分解为SO2。本发明从改善固硫剂的烧结温度以及提高固硫产物的分解温度出发，增加多种添加剂，以提高固硫效率。
具体而言，本发明固硫高强耐水型煤粘结剂是由氧化钙，三氧化二铁，二氧化硅，氯化钠，硝酸胺或硝酸钠组成，其重量配比是氧化钙50-80份，三氧化二铁1-4份，二氧化硅1-4份，氯化钠10-30份，硝酸胺或硝酸钠1-3份。
本发明粘结剂的制备采用一般粉末生产设备和方法首先将各种成分粉碎至0.2毫米以下，其次按照粘结剂的重量配比进行称重配料，最后将配得的各种料放入混料机中混合均匀后装袋备用。
在用本发明粘结剂制造型煤时，依据不同煤种和煤质，粘结剂的用量占型煤总重量的6-12％，成型工艺为普通的低压冷态成型工艺，型煤可免烘干。
下面结合实施例对本发明粘结剂作进一步说明实施例1按照氧化钙60份，三氧化二铁1.5份，二氧化硅1份，氯化钠20份，硝酸钠2份的重量配比，用前述方法制备本发明粘结剂若干待用；称取煤泥93份，其水分控制在10％之内，再向煤泥中加入制备得的粘结剂7份(相当于吨煤粘结剂成本26元)，混合并搅拌均匀，混合料的总水分为15-20％；将混合料送入24-30MPa的成型机中制成直径8毫米，高12毫米的型煤；自然风干72小时以上。经测定，冷强48公斤/个棒以上，热强40公斤/个棒以上，放入水中30天不碎不散，复干后强度恢复为原强度；在链条炉实烧后测试固硫率91％，除尘72％，与散烧相比，节煤30％。
实施例2按照氧化钙70份，三氧化二铁2份，二氧化硅1.5份，氯化钠22份，硝酸钠2份的重量配比，用前述方法制备本发明粘结剂若干待用；称取煤泥42份，粒度在2毫米以下的原煤50份，其水分控制在10％之内，再向煤中加入制备得的粘结剂8份(相当于吨煤粘结剂成本31元)，混合并搅拌均匀，混合料的总水分为15-20％；将混合料送入26-30MPa的成型机中制成45毫米*35毫米*25毫米的椭圆型煤；自然风干96小时以上。经测定，冷强90公斤/个球以上，热强75公斤/个球以上，放入水中30天不碎不散，复干后强度恢复为原强度；在链条炉实烧后测试固硫率84％，除尘75％，与散烧相比，节煤26％.
实施例3按照氧化钙72份，三氧化二铁2份，二氧化硅2份，氯化钠18份，硝酸胺1.5份的重量配比，用前述方法制备本发明粘结剂若干待用；称取粒度在2毫米以下的原煤90份，其水分控制在10％之内，再向煤中加入制备得的粘结剂10份(相当于吨煤粘结剂成本35元)，混合并搅拌均匀，混合料的总水分为15-20％；将混合料送入28-30MPa的成型机中制成45毫米*35毫米*25毫米的椭圆型煤；自然风干96小时以上。经测定，冷强100公斤/个球以上，热强90公斤/个球以上，放入水中30天不碎不散，复干后强度恢复为原强度的90％以上；在链条炉实烧后测试固硫率81％，除尘73％，与散烧相比，节煤21％。
由实施例可见，本发明固硫高强耐水型煤粘结剂具有以下优点1.吨煤粘结剂成本在36元以下，且材料来源广泛；2.相应的型煤制造工艺简单，耗能低；3.用本粘结剂生产的型煤防水性极佳，冷热压强度较高；4.本粘结剂生产的型煤固硫率达80％以上，除尘70％多，节煤20-30％。
显而易见，本发明可以提高燃烧效率，使燃煤企业通过节约消耗获得经济回报，即少烧少用燃煤，又减少煤烟污染负荷，实现经济和社会及环境的多重效益。
综上所述，我们发明的固硫高强耐水型煤粘结剂，用于型煤之中，即能节煤降耗，又能降低燃煤向空气中排放的SO2、烟尘等主要污染物，这对于提高我国煤炭燃烧技术和改善我国＂煤烟型大气污染＂具有显著的现实意义。
权利要求
1.一种固硫高强耐水型煤粘结剂，其特征是由氧化钙，三氧化二铁，二氧化硅，氯化钠，硝酸铵或硝酸钠搅拌均匀组成，其中各种成分的粒度在0.2毫米以下。
2.如权利要求1所述的型煤粘结剂，其特征是重量份氧化钙占50-80份，三氧化二铁占1-4份，二氧化硅占1-4份，氯化钠占10-30份，硝酸铵或硝酸钠占1-3份。
3.权利1，2所述的型煤粘结剂的用途，其特征在于该粘结剂用于加工各种类型的型煤，且粘结剂的用量占型煤重量的6-12％。
全文摘要
本发明提供了一种固硫高强耐水型煤粘结剂,可用于生产各种类型的型煤。该粘结剂的化学成分的重量份为:氧化钙50—80,三氧化二铁1—4,二氧化硅1—4,氯化钠10—30,硝酸铵或硝酸钠1—3。用本粘结剂生产型煤,工艺简单,成本低廉,适于烟煤,无烟煤,煤泥或它们的混合物,粘结剂用量占型煤重量的6—12%。使用本粘结剂生产的型煤有较高的冷和热耐压强度,而且泡于水中数十天不碎不散,固硫率可达80%,烟尘排放量减少70%以上,节煤20—30%。
文档编号C10L5/12GK1188141SQ9810044
公开日1998年7月22日 申请日期1998年2月25日 优先权日1998年2月25日
发明者蒋健, 李庆华, 景阳, 杭军, 吕恩儒 申请人:蒋健