秸秆固硫型煤及其制备方法
【专利摘要】本发明属于煤能源领域，具体涉及一种秸秆固硫型煤及其制备方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种秸秆固硫型煤，由以下主要原料混匀压制而成，原煤、生石灰、秸秆；其中，Ca与S摩尔比为1～2，秸秆占原料总重量的20～30％。本发明秸秆固硫型煤具有易燃、脱硫效果显著、未燃损失小等优点。
【专利说明】
秸秆固硫型煤及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于煤能源领域，具体涉及一种秸杆固硫型煤及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着农作物单产提高，农业秸杆总量迅速增加，很多地区出现越来越严重 的秸杆焚烧现象。秸杆焚烧时产生大量有毒有害物质，不仅会造成雾霾天气，同时也对人与 其他生物健康形成威胁。
[0003]与此同时，我国每年由于燃煤排放引起大量的S02排放，造成酸雨频率增多，污染 加重，支气管炎、肺气肿、癌症等发病率逐年上升。
[0004] 现有固硫型煤在燃烧过程中氧化钙与二氧化硫进行反应，从而达到固硫的目的。 反应方程式为：CaO+S〇2+l/2〇2-CaS〇4 或 CaO+S03-CaS〇4
[0005] 氧化钙在合适的温度下固硫率较高，其最佳固硫温度为800°C左右，固硫率可达 82%，但这种固硫效果随着燃烧温度的升高而逐渐下降。这主要因为硫酸酸化反应生成 CaS04的摩尔体积是氧化钙的三倍，反应一段时间后氧化钙颗粒表面气孔很快被堵塞，阻止 了二氧化硫向其内部的扩散，从而使其固硫率下降。
[0006] 另外，当温度高于800°C时，固硫产物CaS04在还原性气氛中也会发生以下分解反 应。
[0007] CaS〇4+CO^CaO+S〇2+C〇2
[0008] 温度高于1200°C后，CaS〇4发生纯高温分解：
[0009] CaS04^CaO+S〇2+l/2〇2
[0010] 目前型煤燃烧温度一般高达1000°C，因此要提高型煤固硫率不但要考虑低温区固 硫剂的固硫效果，而且还要将这种固硫效果一直保持到煤的燃尽。
【发明内容】
[0011] 针对现有一般型煤固硫所存在的缺陷，本发明提供了一种秸杆固硫型煤，其具有 易燃、脱硫效果显著、未燃损失小等优点。
[0012] 本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种秸杆固硫型煤。该秸杆固硫型煤： 由以下主要原料混匀压制而成，原煤、生石灰、秸杆;其中，Ca与S摩尔比为1~2,秸杆占原料 总重量的20~30 %。
[0013]优选的，上述秸杆固硫型煤中，按重量比计，原煤:秸杆=3~4:2~1。
[0014]优选的，上述秸杆固硫型煤中，Ca与S摩尔比为2。
[0015] 优选的，上述秸杆固硫型煤中，所述原煤含硫量ST，d % = 3.46 %。
[0016] 优选的，上述秸杆固硫型煤中，原料还包括脱硫添加剂，脱硫添加剂包括:A1C13、 KMn〇4、氯化钠。
[0017] 优选的，上述秸杆固硫型煤中，AlCl3、KMn〇4、氯化钠三者之间的重量比为1:1: 1。 [0018]优选的，上述秸杆固硫型煤中，AlCl3、KMn〇4、氯化钠三者总重量占原料总重量的 1.5 ~4·5%〇
[0019] 本发明还提供了上述秸杆固硫型煤的制备方法。该方法包括以下步骤:将原煤粉 碎至2mm以下、生石灰粉碎至2mm以下、猜杆粉碎至5~7mm，与其它原料混勾，然后压制成型 即可。
[0020] 优选的，上述制备方法中，所述压制成型时压力为165~175kg，进料转速为33~ 44rpm，成型转速为6 · 5~7 · Orpm。
[0021] 本发明秸杆固硫型煤原料简单易得，制备方法简便，不仅可以废物利用、节约原 料，减少秸杆田间焚烧污染大气环境问题;而且秸杆固硫型煤具有易燃、脱硫效果显著、未 然损失小等优点。
【具体实施方式】
[0022] 一般固硫型煤(氧化钙作脱硫剂）固硫率是40%左右，在燃烧过程中，当温度升高 到一定程度后固硫剂CaO颗粒内部发生烧结，使孔隙率下降，增大S02和02向颗粒内部的扩散 阻力，致使钙利用率下降。然而，本发明发明人发现，在一般固硫型煤中可加入有机活性物 质秸杆。该秸杆固硫型煤在燃烧过程中，随着温度的升高，由于这些有机物质比煤先燃烧完 炭化后留下空隙起到膨化疏松作用，使固硫剂氧化钙颗粒内部不易发生烧结甚至使空隙率 反而增加，增大了 S02和02向CaO颗粒内的扩散作用，提高了钙的利用率，提高了固硫率，本发 明型煤固硫率可达到70%以上。同时有机生物质秸杆对生物型煤在燃烧过程中起到的膨化 疏松作用增加生物型煤燃烧的空气流通量，使得生物型煤的热效率不仅高于一般型煤，而 且大大高于散煤。而一般型煤固硫率为40 %左右。
[0023]为了进一步提尚固硫率，提尚固硫率的关键是固硫剂的制备，要求有尽可能大的 比表面积、反应活性尽可能高，同时要求固硫剂能耐较高的温度，并使所生成的硫酸盐在高 温下不易分解等特点。经研究发现，在氧化钙固硫剂的基础上加入适当的脱硫添加剂可以 改善固硫效果。脱硫添加剂包括:A1C1 3、KMn〇4、氯化钠。
[0024]其中，A1C13能抑制CaS〇4的分解。加入量达到一定时，固硫率达到最高，煤燃烧后灰 渣主要以CaS〇4形式存在。
[0025] ΚΜη04在高温下能与燃烧中S02等有害气体发生氧化反应后与氧化钙生成硫酸盐固 体物质，所有硫酸盐固体物质随炉渣排出，从而达到固硫、降污作用。ΚΜη04和氯化钠能助 燃，有助于秸杆固硫型煤点火，能提高秸杆固硫型煤燃烧时的热效率。
[0026] 通过在秸杆固硫型煤加入脱硫添加剂，发现固硫率可以达到95%左右，几乎完全 把煤中的硫固定在炉渣中。在普通型煤（已加脱硫剂氧化钙）中再加入脱硫添加剂，也能使 固硫率大大提尚。
[0027] 所以，本发明提供了一种秸杆固硫型煤，由以下主要原料混匀压制而成，原煤、生 石灰、秸杆;其中，生石灰中的钙与原煤中的硫的摩尔比为1~2,秸杆占原料总重量的20~ 30% 〇
[0028] 优选的，上述秸杆固硫型煤中，按重量比计，原煤:秸杆=3~4:2~1，生石灰中的 钙与原煤中的硫的摩尔比为2，原煤含硫量ST，d = 3.46%。
[0029] 优选的，上述秸杆固硫型煤中，原料还包括脱硫添加剂，脱硫添加剂包括:A1C13、 KMn〇4、氯化钠。
[0030] 优选的，上述秸杆固硫型煤中，AlCl3、KMn〇4、氯化钠三者之间的重量比为1:1:1。
[0031]优选的，上述秸杆固硫型煤中，AlCl3、KMn〇4、氯化钠三者添加总重量占原料总重量 的 1.5 ~4.5%〇
[0032]本发明中St，d%是在假设干燥无水分状态下煤中含硫重量百分比。
[0033]本发明还提供了上述秸杆固硫型煤的制备方法。该方法包括以下步骤:将原煤粉 碎至2mm以下、生石灰粉碎至2mm以下、猜杆粉碎至5~7mm，与其它原料混勾，然后压制成型 即可。
[0034] 优选的，上述制备方法中，所述压制成型时压力为165~175kg，进料转速为33~ 44rpm，成型转速为6.5~7. Orpm，各参数可通过成型机直接控制。
[0035] 本发明实施例所用的成型机为日本轴压式试验成型主机K-123A。
[0036] 实施例1
[0037] 原煤:猜杆=80: 20，生石灰的添加量为Ca/S = 1，原煤含硫量ST，d % = 3.46 %。将 原煤、生石灰、秸杆粉碎、压制成型即得秸杆固硫型煤。本实施例秸杆固硫型煤的固硫率为 48.2%〇
[0038] 实施例2
[0039]除Ca/S = l. 5外，其他相同。本实施例秸杆固硫型煤的固硫率为58.7%。
[0040] 实施例3
[0041] 除Ca/S = 2外，其他相同。本实施例秸杆固硫型煤的固硫率为66.7%。
[0042] 实施例4
[0043] 除Ca/S = 2.5外，其他相同。本实施例秸杆固硫型煤的固硫率为67.2%。
[0044] 实施例5
[0045] 除Ca/S = 2外，加入脱硫添加剂(A1C13: KMn〇4: NaCl = 1:1:1，三者总和占型煤总重 量的3.0% )，其他相同。本实施例秸杆固硫型煤的固硫率为95.3%。
[0046] 下列表1为原煤与本发明实施例3秸杆固硫型煤的脱硫指标对比；表2为本发明实 施例产品与芙蓉煤、普通型煤的脱硫指标等对比。
[0047] 表 1
[0048]
[0049] 表 2
[0050]
[0051] 从上表1、2可以看出，本发明秸杆固硫型煤脱硫效率明显优于原煤、一般的普通型 煤，固硫率达到60%以上;并且，再加入脱硫添加剂，秸杆固硫型煤的固硫率可达95%以上， 秸杆固硫型煤的热效率比一般散煤也有所提高。
【主权项】
1. 一种秸杆固硫型煤，其特征在于：由以下主要原料混匀压制而成，原煤、生石灰、秸 杆;其中，Ca与S摩尔比为1~2，秸杆占原料总重量的20~30 %。2. 根据权利要求1所述的秸杆固硫型煤，其特征在于:按重量比计，原煤:秸杆=3~4:2 ~1 〇3. 根据权利要求1或2所述的秸杆固硫型煤，其特征在于:Ca与S摩尔比为2。4. 根据权利要求1~3任一项所述的秸杆固硫型煤，其特征在于:所述原煤含硫量ST， d% =3.46% 〇5. 根据权利要求1~4任一项所述的秸杆固硫型煤，其特征在于：原料还包括脱硫添加 剂，脱硫添加剂包括:AlCl3、KMn〇4、氯化钠。6. 根据权利要求5所述的秸杆固硫型煤，其特征在于:AlCl3、KMn〇4、氯化钠三者之间的 重量比为1:1:1。7. 根据权利要求5或6所述的秸杆固硫型煤，其特征在于= AlCl3、KMn〇4、氯化钠三者总重 量占原料总重量的1.5~4.5%。8. 权利要求1~7任一项所述的秸杆固硫型煤的制备方法，其特征在于:包括以下步骤： 将原煤粉碎至2mm以下、生石灰粉碎至2mm以下、猜杆粉碎至5~7mm，与其它原料混勾，然后 压制成型即可。9. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于:所述压制成型时压力为165~175kg， 进料转速为33~44rpm，成型转速为6.5~7. Orpm。
【文档编号】C10L5/06GK105885977SQ201610514394
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】何建, 杨治敏, 郭欣
【申请人】成都市环境保护科学研究院