一种型煤粘结剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种型煤粘结剂及其制备方法，本发明适用于燃煤或煤气化技术领域。
【背景技术】
[0002]我国煤炭资源丰富，煤在一次能源消费构成中占60-70%，未来较长一段时间煤炭作为主要能源的结构不会改变，2103年中国的煤炭产量达到了 36.8亿吨。与此同时，煤和石油等化石资源一样属于不可再生能源，目前由于煤的燃烧、气化、发电等造成的环保问题日益突出，因此提高煤的利用率和清洁转化是煤炭利用的一个重要方向。
[0003]型煤是粉煤通过机械压制成的块煤，型煤可有效提高粉煤的利用率。本专利所述的型煤是指工业型煤。形成型煤的过程一般需要添加煤粘结剂，它是型煤生产过程的关键，煤粘结剂对型煤的强度、热稳定性、包括燃烧性能等指标有重要的作用，不同的煤质也需要使用不同的煤粘结剂。一般要求煤粘结剂的粘结能力强、无污染、同时不影响煤的放热量、燃烧性等。从成本角度讲，粘结剂加入后形成的型煤还需要比购买正常的块煤价格低，这样才具有市场竞争力。按照组分，煤粘结剂可分为无机、有机和复合粘结剂三种类型，其中复合粘结剂是当前主流发展方向。
[0004]CN 101712900A公开了一种气化型煤粘结剂，该粘结剂组分直接采用二氧化硅、氧化铝和纤维素等原料混合后加水浸润，再加入烧碱在搅拌釜内70-90°C下反应1.5-2小时，经烘干脱水和磨细作业后成为粘结剂成品，该专利由于选用二氧化硅、氧化铝，而不是能直接溶于水的盐类，使得制备过程中需要加烧碱进行反应形成硅酸盐，该专利的粘结剂制备过程复杂，需要外部加热、反应过程难以控制，进而会影响粘结剂的性能。
[0005]CN101812343A公开了一种型煤粘结剂，该粘结剂中有机成分腐殖酸的质量百分比达到了 45-75%，虽然腐殖酸具有很好的粘结性和水溶流动性，但是大量的腐殖酸不仅会增加型煤的成本，而且对型煤的燃烧性能也可能造成不利影响，同时腐殖酸含量太多会影响型煤的耐水性。
[0006]CN103305302A公开了一种烟煤煤末专业型煤粘结剂，CN103305302A公布了一种用于挥发分< 20%烟煤煤末制型煤的专门粘结剂，这两个专利的优点是针对特定的煤种专门开发了粘结剂，缺点是对其它煤种的粘结性存在适用性问题，同时这两个专利的粘结剂中都需要玉米淀粉作为组份，玉米淀粉的来源是粮食，目前世界粮食整体短缺，因此不是工业原料的主要获取方法。
[0007]对型煤和粘结剂进行研宄的论文中，对煤粘结剂同煤粉颗粒的机械结合和物理化学作用，如表面张力、浸润性、疏水性、固硫能力、甚至型煤燃烧活性、灰熔点等都从理论和试验实践上都进行了一些阐述，对煤粘结剂提出了一定的要求。
[0008]综上所述，研制或开发一种能有效降低成本、原料环保易得、制备工艺简单合理且性能优良的型煤粘结剂是非常有现实意义的。
[0009]本发明致力于解决上述现有技术中存在的技术问题，并提供能够解决上述技术难题的型煤粘结剂及其制备方法。
【发明内容】
[0010]本发明提供一种型煤粘结剂及其制备方法，所述型煤粘结剂由下列成分按照质量百分比配制而成。
[0011]腐殖酸钠1-15%、粘土或膨润土 30-50%、硅铝酸盐:20_55%、碳酸钠1-15%、氧化钙2-12%、氧化铁1-8%、氧化镁0.5-5%、表面活性剂0-0.6%、聚酯1_6%。
[0012]上述煤粘结剂的配方可根据粉煤的挥发份、固定碳含量、灰熔点、硫含量等进行匹配，甚至可以针对不同的型煤成型工艺加以适当调整。
[0013]优选地，腐殖酸钠3-12 %、粘土或膨润土 35-45 %、硅铝酸盐25_45 %、碳酸钠3-10%、氧化钙2-10%、氧化铁1-5%、氧化镁1-3%、表面活性剂0.05-0.4%、聚酯2-4%。
[0014]上述配方中的硅铝酸盐是指硅溶胶、水玻璃、铝酸盐、水泥或它们的混合物。
[0015]上述配方中表面活性剂指丙烯酰胺类表面活性剂、脂肪酸山梨坦等。
[0016]首先将上述煤粘结剂成分磨成60目以上的颗粒，然后按照一定的先后顺序加入容器内混合、搅拌均匀5-40分钟，必要时可适当加入少量水除尘，也可以适当加热；混合均匀后充分研磨，要求粒度小于100目的颗粒低于5%，最后包装，即成为型煤粘结剂产品。
[0017]在型煤成型过程中每吨粉煤中添加2-6%的本发明的煤粘结剂产品，即每吨粉煤添加20-60公斤煤粘结剂。成型后，型煤的冷热强度高于行业标准要求，形成的煤球冷强度为> 55公斤/个，热强度35-45公斤/个，热稳定性大于70%。使用过程中不产生碎裂现象，采用本发明的型煤燃烧后固硫效果明显。
【附图说明】
[0018]图1为型煤粘结剂制备工艺流程示意图
【具体实施方式】
[0019]实施例
[0020]下面用详细的示范性实施例进一步描述本发明，但这些实施例不构成对本发明的任何限制。
[0021]实施例1
[0022]I)本发明的粘结剂由以下原料按照质量百分比配比:腐殖酸钠10%、粘土 38%、硅铝酸盐33%、碳酸钠6%、氧化钙6%、氧化铁3%、氧化镁2%、聚酯2% ；
[0023]2)将这些原料的粒度控制在60-100目，按照先后顺序分别将粘土、硅铝酸盐、碳酸钠、氧化钙、氧化铁、腐殖酸钠、聚酯加入到搅拌罐内，均匀搅拌35分钟，最后加入表面活性剂，再搅拌10分钟，可以适当喷洒少量清水以避免起尘。
[0024]3)搅拌混合完成后，将混料研细，控制小于100目的颗粒质量百分数< 3%，包装完成后即为煤粘结剂产品。
[0025]实施例2
[0026]I)本发明的煤粘结剂由以下原料按照质量百分比配比:腐殖酸钠6%、膨润土 +粘土 33%、硅铝酸盐39%、碳酸钠7%、氧化钙8%、氧化铁2.5%、氧化镁2%、聚酯2.4%、表面活性剂0.1% ;
[0027]2)将这些原料的粒度控制在60-100目，按照先后顺序分别将粘土、硅铝酸盐、碳酸钠、氧化钙、氧化铁、腐殖酸钠、聚酯加入到搅拌罐内，均匀搅拌30分钟，最后加入表面活性剂，再搅拌10分钟，期间可以适当喷洒少量清水避免起尘。
[0028]3)搅拌完成后，将混料研细，控制小于110目的颗粒质量百分数< 5%，包装完成后即为煤粘结剂产品。
[0029]实施例1和实施例2中包括表面活性剂等的组分变化是为了适应不同的煤种，根据不同粉煤的粘结性、水含量、灰分量等进行匹配。上述两个实例中的煤粘结剂制备工艺流程如图1所不。
[0030]实施例3
[0031 ] I)将煤粉进行筛分和破摔，使得大于3mm的煤粉占总质量的比例< 5 %，然后加入采用本专利方法制备的煤粘结剂，在搅拌器或捏合机内充分混合。煤粘结剂/粉煤质量百分比为2-6%，混合过程中可以根据条件加入不超过干料总量10%的水。
[0032]2)将混合物料用成型机压制成圆柱形或球形型煤，成型压力在100MPa_300MPa之间，经干燥等后处理成为型煤产品。
[0033]3)最终的型煤产品的冷强度为> 55公斤/个，热强度> 35公斤/个，热稳定性大于70%，。使用过程中不产生碎裂现象，型煤燃烧时灰熔融性ST点大于1250oC，固硫率大于 50%o
[0034]尽管已表示和描述了本发明的几个实施方式，但本发明不被限制为所描述的实施方式。相反，本发明所属技术领域的技术人员应当意识到在不脱离本发明原则和精神的情况下，可对这些实施方式进行任何变通和改进，本发明的保护范围由所附的权利要求及其等同物所确定。
【主权项】
1.一种型煤粘结剂，其特征在于:所述型煤粘结剂的重量百分比组成为:腐殖酸钠1-12%、粘土或膨润土 30-50%、硅铝酸盐:20-55%、碳酸钠1_15%、氧化钙2-12%、氧化铁1-8%、氧化镁0.5-5%、表面活性剂0-0.6%、聚酯1-6%。
2.根据权利要求1所述的型煤粘结剂，优选的所述型煤粘结剂配方为:腐殖酸钠6%、粘土 33 %、硅铝酸盐39 %、碳酸钠7 %、氧化钙8 %、氧化铁2.5%、氧化镁2 %、聚酯2.4 %，表面活性剂0.1 %。
3.根据权利要求1或2所述的型煤粘结剂，所述型煤粘结剂的组分按照一定顺序加入搅拌罐内均匀搅拌，然后再研细使得大于100目的颗粒< 5%，研细和混料包装完成后即为所述煤粘结剂产品。
4.根据权利要求1所述的型煤粘结剂，其特征在于:能适应对不同的煤种。
5.根据权利要求1所述的型煤粘结剂，其特征在于:使用所述型煤粘结剂后的型煤冷热强度高于行业标准要求，形成的煤球冷强度为> 55公斤/个，热强度> 35公斤/个，热稳定性大于70 %，使用过程中不产生碎裂现象，采用所述型煤粘结剂的型煤燃烧时灰熔融性ST点大于1250oC，固硫率大于50%。
6.如权利要求1所述的型煤粘结剂的制备方法，其特征在于:型煤粘结剂的组分按照一定顺序加入搅拌罐内均匀搅拌，然后再研细使得大于100目的颗粒< 5%，研细和混料包装完成后即为所述煤粘结剂产品。
7.根据权利要求6所述的型煤粘结剂的制备方法，其特征在于:所述型煤粘结剂能适应对不同的煤种。
8.根据权利要求6所述的型煤粘结剂的制备方法，其特征在于:使用所述型煤粘结剂后的型煤冷热强度高于行业标准要求，形成的煤球冷强度为> 55公斤/个，热强度> 35公斤/个，热稳定性大于70%，使用过程中不产生碎裂现象，采用所述型煤粘结剂的型煤燃烧时灰熔融性ST点大于1250oC，固硫率大于50%。
【专利摘要】本发明公开了一种工业型煤粘结剂及其制备方法，该煤粘结剂它以腐植酸钠、膨润土、粘土、硅铝酸盐、石灰石、氧化铁、聚酯等为原料，采用一定的配比和制备工艺完成，用本发明制备的型煤粘结剂具有粘结能力强、固硫环保作用明显、成本低，成型后的型煤冷热物理强度高、热稳定性好等优点。
【IPC分类】C10L5-10
【公开号】CN104774667
【申请号】CN201510132051
【发明人】张春山, 肖宇波, 吴威, 何文峰
【申请人】张春山
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月25日