一种褐煤粘结剂成型制备加压气化型煤的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于褐煤加工利用技术领域，涉及一种褐煤粘结剂成型制备加压气化型煤的方法。
【背景技术】
[0002]褐煤属于低价煤，煤化程度较低，储量十分丰富，约占全球煤炭储量的50%。在中国，褐煤是主要的廉价能源，其储量约占全国煤炭总储量的13%，在中国能源供应中起至关重要的作用。
[0003]由于褐煤的挥发分和水分含量都很高，热值低，易于风化和自燃，不宜长途运输，被看作一种劣质的煤炭资源。为了充分利用我国褐煤资源，提高褐煤利用的附加值，需要对褐煤进行脱水提质或热解提质。但是脱水提质(干燥)后的褐煤由于松散、易碎，在运输过程中造成环境污染和大量的褐煤资源浪费。褐煤成型技术正是解决这一问题的有效途径之
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[0004]我国褐煤多属于年老褐煤，成型性差，国外适用于泥煤和年轻褐煤的无粘结剂冷压成型技术要求成型压力高，对成型机材质和性能要求高，我国现有设备成型的型煤强度达不到要求。
[0005]目前我国现有的褐煤无粘结成型专利普遍对成型温度要求较高，一般需大于等于800C，如CN1030933A公开了一种褐煤无粘结剂成型方法，采用的成型温度在80?150°C，压力在1300?1800kg/cm2，用模具在冲压机上冲压成型。CN101503641A公开了一种富含水褐煤经干燥处理后的热压成型工艺及设备，采用热压成型工艺，其成型压制的褐煤温度为60?90°C，成型压制褐煤团压力为-8000kN。CN1109498A公开了一种老年褐煤无粘结剂成型工艺及其成型机，采用热压成型，原煤粉碎至0.5?3.0mm以后装入模具内，然后连同模具一起加热至80?300°C，在用压力为800?2000kg/cm2。以上专利的成型温度较高，且没有提及型煤的热强度和热稳定性。
[0006]又如CN103695067A公开了一种褐煤无粘结剂成型的方法，包括步骤:(I)筛选出粒度O?5_的褐煤，并对该褐煤进行干燥至水分为5?30%; (2)将干燥后的褐煤预热至30?60°C，预热后的褐煤在50?180MPa下液压成型；(3)成型后的型煤在50?180°C下再次干燥I?6小时后得到最终型煤产品，解决了中老年褐煤、特别是弱褐煤的无粘结剂成型问题，并且具有很高的冷、热强度，热跌落强度大于90%，热稳定性大于80%，但是该强度和稳定性仍不能满足应用于高温高压操作的鲁奇加压气化炉的要求，热强度达不到鲁奇炉固态排渣的要求。
[0007]对于固态排渣的鲁奇加压气化炉要求??压力为2.5?4.0MPa,气化反应温度为900?1100°C、粒度8?50mm(以褐煤为原料时其粒度要求为13?50mm)，而且，对其中使用的型煤在气化反应温度内的热强度和热稳定性要求很高。
[0008]目前国内比较成熟的褐煤成型技术是有粘结剂冷压成型工艺，该技术主要用于民用燃烧和常压固定床气化炉，CN102337167A公开了一种粉状褐煤的处理工艺，其将粉状褐煤加热到100?1000°C并保温I?5h，之后冷却到100°C以下，加入粘结剂成型，然后将成型后的褐煤加热至100?1000°C，保温I?5h，最终得到的产品的低位热值比原煤大大提高，水分含量降低、固定碳含量提升等，但是该方法需要两次加热及保温的过程，能耗大，且没有提及型煤的热强度和热稳定性。
[0009]天津大学化工系郭崇涛等人以梅河褐煤为原料进行了褐煤成型的实验研究，其研究方案是采用腐植酸钠-粘土复合粘结剂冷压成型工艺，所得型煤用于常压固定床气化炉，其冷态抗压强度45.8kg/球，热态抗压强度(850°C下)5.2kg/球，热稳定性重量)大于13mml00%。但是，上述热强度指标远远达不到鲁奇加压气化型煤的要求。且在实验中，对每100克褐煤粉煤均加入20克粘土和不同数量的腐植酸粘剂，使型煤的灰分含量增加较多，对煤气质量和气化炉的经济运行都有不利影响。
[0010]但是到目前为止，未见报道使用我国现有设备冷压成型制备能够满足固态排渣的鲁奇加压气化炉要求的型煤的方法。因此，开发一种能够使用我国现有设备来冷压成型制备能够满足固态排渣的鲁奇加压气化炉要求的型煤的方法具有重要意义。
【发明内容】
[0011]针对现有技术中的褐煤成型方法不能满足使用我国现有设备冷压成型制备能够满足固态排渣的鲁奇加压气化炉要求的气化型煤问题，本发明的目的是在于提供一种褐煤粘结剂成型制备加压气化型煤的方法。包括以下步骤:
[0012]a)向褐煤粉中加入含有碱和/或碱式盐以及双氧水的水溶液，充分搅拌，氧化反应，并干燥，得到氧化干燥后的褐煤粉；
[0013]b)向氧化干燥后的褐煤粉中分别加入有机粘结剂和无机粘结剂进行混料，搅拌均匀；
[0014]c)将步骤b)得到的混有粘结剂的褐煤粉在常温下加压成型得到型煤，然后再将型煤热处理，得到加压气化型煤。
[0015]优选地，步骤a)所述褐煤粉是将褐煤干燥并粉碎处理得到的，其粒度< 3_，含水量为8%?10%，含水量例如可为8%、8.5%、9%或10%等。
[0016]本发明步骤a)所述含有碱和/或碱式盐以及双氧水的水溶液中，以含有碱和/或碱式盐以及双氧水的水溶液的质量作为100份计，碱和/或碱式盐所占的质量百分含量为 0.1%?10%，例如可为 0.1%、0.5%、1%、2%、2.5%、3%、4%、5%、6%、7.5%、8%、9%或10% ;双氧水所占的质量百分含量为10%?30%，例如可为10%、12%、15%、18%、20%、23%、25%、27%或30%等，优选为10%?20% ;余量为去离子水。
[0017]本以明所述碱和/或碱式盐可以指碱，也可以指碱式盐，还可以指碱和碱式盐的组合。
[0018]所述“含有碱和/或碱式盐以及双氧水的水溶液”是指，所述水溶液中含有碱或碱式盐中的任意一种或者两种的组合与双氧水。
[0019]在所述水溶液中，除上述碱或碱式盐中的任意一种或者两种的组合与双氧水外，还可以含有其他溶质组分。“余量为去离子水”是指，除“碱或碱式盐中的任意一种或者两种的组合与双氧水”以及可以含有的“其他溶质组分”外，剩余的部分为水，其作为溶剂。
[0020]优选地，所述碱选自NaOH、Κ0Η、Ca(OH)2、L1H, Ba(OH)2或氨水中的一种或者至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有=NaOH和KOH的组合，NaOH和0&(0!1)2的组合，NaOH和氨水的组合，KOH与Ca(OH)J^组合，Ba(OH) 2和Ca(OH) 2的组合，KOH和氨水的组合，NaOH、Ca(OH)JP氨水的组合，NaOH, KOH、Ca(OH) 2和氨水的组合等。
[0021 ] 优选地，所述碱式盐选自Na2C03、K2CO3, NaHCO3, KHCO3或Ca (HC0 3) 2中的一种或者至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有=Na2COjP K 20)3的组合，Na 20)3和NaHCO 3的组合，Na2CO3和NaHCO 3的组合，Na 2C03和KHCO 3的组合，Na 2C03和BaHCO 3的组合，NaHCO 3和 KHCO3 的组合，K 2C03和 Ca (HC0 3)2 的组合，Na 2C03、K2CO3和 NaHCO 3 的组合，K 2C03、NaHCO3、KHCO3和Ca (HC0 3) 2的组合等。
[0022]所述碱和/或碱式盐的典型但非限制性实例有:NaOH，Ca (OH) 2，K2CO3, Ca (HCO3) 2，Ca (OH) 2和氨水的组合，NaOH、Na 2C03和 NaHCO 3的组合，NaHCO 3、KHCO3和 Ca (HC0 3) 2的组合，KOH 和 NaHC(y9组合，KOH、Ca (OH) 2、K2C03、NaHCOjP KHCO 3 的组合等。
[0023]本发明所述双氧水为市售双氧水，其质量分数为30%。
[0024]优选地，步骤a)所述含有碱和