本发明涉及一种半焦粉配褐煤成型的方法。
背景技术：
近年来，中国城市和城市群区域大气污染日趋严重，京津冀、长三角和珠三角地区的雾霾天气频繁发生。其重要原因之一，就是以周边燃煤排放为主的SO2(不可见，刺鼻气味)一夜之间转化成了硫酸盐(可见，霾的成分)。长期以来，中国煤炭占能源组成的75％以上。中国煤炭资源消费中的80％用于直接燃烧，中国城市排放到大气中的烟尘的70％以上和SO2总量的90％直接来源于燃煤，大量煤炭的直接燃烧成为了大气污染主要源头。因此，研发、推广应用洁净能源，是关系到环境保护、空气质量改善以及国民能否健康生活的千年大计。
型煤是以粉煤为主要原料，按具体用途所要求的配比、机械强度和形状大小经机械加工压制成型的，具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品，常见的有煤砖、蜂窝煤和煤球等。型煤能提高燃烧效率、减少环境污染、扩大瘦煤、气煤、长焰煤和褐煤等高挥发分弱粘结性煤的应用范围，合理利用煤资源。
中国专利申请公布号CN 104611082 A公开了用木炭、焦炭或者兰炭的废料，以及无烟煤粉、粘土粉、石灰、淀粉、碳酸钠为原料，将上述原料按重量比粉碎混匀后加入适量水用型煤机压制成型炭。该成型技术中，主要有两个缺点：(1)添加剂太多，其中无烟煤粉、淀粉和碳酸钠成本较高；(2)由于添加了粘土粉，导致最终型煤产品灰分过大，增加了锅炉的负担，也降低了型煤的热值。中国专利申请公布号CN 104560257 A公开了一种专用的特殊粘结剂，配方为：速溶树脂2-3％，腐殖酸50-60％，氢氧化钠(96％含量)6-5％，木质素磺酸钠30-20％，钙质膨润土(150目)12％，上述总原料的总重量份数为百分之一百，水为120kg。该技术的主要缺点是，一方面粘结剂配方太复杂，加入量大，因此型煤成本高；另一方面粘结剂需要先经过配制，配制方案复杂。
兰炭(又称半焦)的使用主要以块为主，粒度小于6mm的兰炭称为兰炭末。兰炭末的质量特性与兰炭块相似，但由于粒度小无法用于工业生产，仅在兰炭产地就地民用。而兰炭末的产出量远远大于就地民间使用量，长期露天堆积，遇风飞扬，同时在装卸运输中的扬尘也极为严重，极大地污染环境空气。因此，兰炭末的就地优化处理成为亟待解决的问题。开发一种兰炭末配褐煤成型的方法，对于兰炭末资源的合理利用具有重要意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种半焦粉配褐煤成型的方法，该方法将兰炭末与褐煤按照比例混合后直接进行成型，无需添加任何粘结剂，极大的降低成型成本，工艺简单，实现半焦粉与褐煤资源的综合利用。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
本发明首先公开了一种半焦粉配褐煤成型的方法，包括以下步骤：(1)将褐煤烘干；(2)烘干后的褐煤和兰炭末分别筛分；(3)将筛分后的兰炭末与褐煤混合，得到混合物料；(4)将所述混合物料进行成型，得到成型球。
其中，步骤(3)所述褐煤的用量为兰炭末质量的20-50％。步骤(3)所述筛分后兰炭末的粒度≤4毫米；所述褐煤的粒度≤4毫米。
步骤(2)或步骤(3)所述兰炭末的固定碳含量为65.8％～81.3％。
按照质量百分比计，步骤(2)所述烘干后的褐煤的水分含量≤20％。
步骤(3)所述混合的时间为3-10分钟。
步骤(4)所述成型的压力为19-30MPa。
本发明所述兰炭来源于快速热解以及常规低温热解。本发明方法适用于任何半焦(即兰炭)及褐煤。
本发明将兰炭末与褐煤混合后成型，得到成型球的抗压强度为199-237N/球，成球率为92-94％，型球热值达到了5218-5400大卡/公斤。
本发明方法通过向兰炭末中加入一定量的褐煤作为成型添加剂，无需添加任何粘结剂，简化了成型工艺，降低成型成本。另外，由于褐煤价格低廉，而且其发热量也不低，因此本发明配煤成型后的成型产品完全可以满足发电需求，用于发电厂发电，也可以用于其他煤化工工艺。
本发明进一步公开了一种实施所述半焦粉配褐煤成型方法的系统，包括：混料装置和成型装置。其中，所述混料装置设有兰炭末进料口、褐煤进料口和混合物料出料口；所述成型装置设有混合物料进料口和成型球出料口；进一步的，所述混料装置的混合物料出料口与所述成型装置的混合物料进料口相连。具体的，所述混料装置为混料机，所述成型装置为高压压球机。任何的混料机、高压成型机均适用于本发明。
本发明技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明通过向兰炭末中添加褐煤作为成型添加剂进行成型，无需添加任何粘结剂，简化了成型工艺，降低了成型成本。本发明方法工艺简单，即充分利用了闲置的半焦末资源，又利用了大量成本低廉且储量巨大的褐煤，生产成本低，经济效益好，为中国煤炭资源综合利用开辟了一条全新的煤炭资源高效利用的路线。
附图说明
图1为本发明半焦粉配褐煤成型方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。
实施例1
兰炭末主要特征：粒度4mm以下，固定碳65.8％；
褐煤主要特征：粒度3mm以下，添加量30％，水分15％；
高压压球机成型压力：20MPa；
以兰炭末为基准，称取1000g兰炭末，300g褐煤，将兰炭末与褐煤一起装入爱立许混料机中，混合5分钟，将混合料装入对辊成型机预压螺旋仓中，然后进行成型；得到的成型球抗压强度213N/球，成球率92％，型球热值达到了5400大卡/公斤。
实施例2
兰炭末主要特征：粒度4mm以下，固定碳71.4％；
褐煤主要特征：粒度3mm以下，添加量40％，水分15％；
高压压球机成型压力：20MPa；
以兰炭末为基准，称取1000g兰炭末，400g褐煤，将兰炭末与褐煤一起装入爱立许混料机中，混合5分钟，将混合料装入对辊成型机预压螺旋仓中，然后进行成型；得到的成型球抗压强度221N/球，成球率94％，型球热值达到了5218大卡/公斤。
实施例3
兰炭末主要特征：粒度4mm以下，固定碳75.1％；
褐煤主要特征：粒度4mm以下，添加量20％，水分20％；
高压压球机成型压力：19MPa；
以兰炭末为基准，称取1000g兰炭末，200g褐煤，将兰炭末与褐煤一起装入爱立许混料机中，混合3分钟，将混合料装入对辊成型机预压螺旋仓中，然后进行成型；得到的成型球抗压强度199N/球，成球率92％，型球热值达到了5220大卡/公斤。
实施例4
兰炭末主要特征：粒度4mm以下，固定碳81.3％；
褐煤主要特征：粒度4mm以下，添加量50％，水分15％；
高压压球机成型压力：30MPa；
以兰炭末为基准，称取1000g兰炭末，500g褐煤，将兰炭末与褐煤一起装入爱立许混料机中，混合10分钟，将混合料装入对辊成型机预压螺旋仓中，然后进行成型；得到的成型球抗压强度237N/球，成球率94％，型球热值达到了5256大卡/公斤。
对比例1
兰炭末主要特征：粒度4mm以下，固定碳65.8％；
长焰煤主要特征：粒度3mm以下，添加量40％，水分15％；
高压压球机成型压力：20MPa；
以兰炭末为基准，称取1000g兰炭末，400g长焰煤，将兰炭末与长焰煤一起装入爱立许混料机中，混合5分钟，将混合料装入对辊成型机预压螺旋仓中，然后进行成型；得到的成型球抗压强度95N/球，成球率51％。