煤矸石民用型煤生产工艺的制作方法

专利名称：煤矸石民用型煤生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明为民用型煤生产工艺，也涉及到煤矸石的综合利用。
目前通用的民用型煤，多是以无烟煤为主要原料压制的传统蜂窝煤，一般有12个左右的孔，孔径为12～16毫米，开孔率为16%左右。这类型煤已在城乡家庭中普遍采用，其使用方便，与煤球和原煤相比，也有较好的节煤效果。但是这类结构的型煤只能使用质地较好的无烟煤为主要原料，不能使用劣质煤，更不能使用煤矸石。
煤矸石是煤炭开采过程中夹带的数量可观的杂质，它的含碳量低、质地紧密，不能象普通煤炭那样正常燃烧，以它为主要原料按传统配方和模具加工的蜂窝煤根本不能在煤炉中燃烧和使用;将其混杂在煤炭中还会影响发热量和燃烧过程，为保证煤炭质量，必须在选煤过程中将其挑拣和分离出来;但是由于其数量很大，如作为废弃物处理，既污染环境;又浪费大量人力物力，又由于其中仍含有少量可燃物质，如完全废弃，也是一种不小的浪费。近年来，国内外对煤矸石的综合利用作了大量工作，提出过若干关于煤矸石综合利用的方案和方法，研究的重点多在工业利用方面，关于在民用方面使用煤矸石作为燃料的技术，国内外尚未见报道。鉴于我国广大农村和中、小城镇具有广大的民用煤使用市场，而且优质煤炭来源不足，因而，研究以煤矸石作主要原料生产民用型煤的技术，是符合我国国情也是具有一定经济效益和社会效益的研究课题。
本发明的目的在于提供一种利用煤矸石为主要原料加工制造民用型煤的生产工艺，一方面可综合利用煤矸石，变废为宝;另一方面又开拓了民用煤的新来源。
本发明所述的煤矸石民用型煤生产工艺具有两个显著特点，一是原料配方，包括其中所使用的添加剂的配方;二是型煤的多孔造型结构，包括孔数，孔径和开孔率的特殊设计要求。以上二者相互配合，缺一不可。否则，即达不到本发明所提出的使用煤矸石制造民用型煤的目的。
本发明所述的型煤生产工艺的原料配方如下煤矸石50～75%添加剂3～7%土20～45%上述配方中所使用的煤矸石的含碳量应不低于28%，发热量不低于2300千卡/千克，挥发份不低于8%，加工粉碎至粒度在6毫米以下。
上述配方中所使用的添加剂的配方如下碳酸氢钠3.5～5%，氯化钠3～4.5%四氧化三铁4～5%，硝酸钠6～7%沸石3～4%，熟石灰15～20%细炉渣10～15%，膨润土3～5%
其余为木屑。
其中炉渣、沸石、膨润土为物料载体，熟石灰为粘结剂和固硫剂，其余为促进燃烧的助燃剂和氧化催化剂。碳酸氢钠、氯化钠和硝酸钠一般使用工业品或付产品，四氧化三铁使用一般工业铁锈，膨润土使用钠基膨润土为好，沸石、熟石灰、炉渣、木屑等一般也需粉碎至6毫米以下，以便混合配料使用。
上述配方中使用的土无特殊要求，除纯白细沙土和纯红胶泥土以外，均可使用，但和使用有机质和腐殖质较多的浅表层土，则可节约煤矸石用量，并有利于增加发热量和促进燃烧过程。
本发明的另一显著特征是型煤的多孔造型结构的设计方案。由于本发明所述型煤生产工艺所利用的原料是可燃性极低的煤矸石，如果采用传统蜂窝煤模具进行生产加工，即使使用前述原料配方来配制原料，加工出的民用型煤也不具有使用价值。本发明所述的型煤结构，从外观上看也是一种蜂窝煤结构，但是它是一种具有多孔造型结构的蜂窝煤，在开孔数量、开孔率和孔径方面，完全不同于传统的蜂窝煤结构。本发明所述的型煤开孔数一般为40～60孔，开孔率为25～30%，孔径为8～10毫米，而传统模具生产的蜂窝煤开孔数一般为12孔，开孔率为16%左右，孔径为12～16毫米。经多次试验和测试表明，若想以煤矸石作为主要原料，只有使用本发明所提供的开孔数、开孔率和孔径等设计要求，才能加工生产出能够达到充分燃烧，并合乎家庭使用要求的煤矸石民用型煤。
本发明所述的煤矸石民用型煤生产工艺，除上述配方设计和多孔造型结构设计以外，其他工艺过程和操作方法以及除特殊模具以外的加工工具和器械，均可借鉴传统蜂窝煤的生产技术，此处不再赘述。
经山东省节能技术中心测试表明，采用本发明所述工艺加工生产出的煤矸石民用型煤，在同样条件下与普通无烟煤蜂窝煤相比，具有点火容易、上火快、燃烧充分、灰渣含碳量低和热效率高等特点，其节能效果显著，为废弃物煤矸石和低质煤的利用开辟了一条新途径，为解决民用煤的供应问题开拓了一条新的来源。
实施例1原料配方煤矸石50kg浅表层土43kg添加剂7kg其中碳酸氢钠0.25kg氯化钠0.32kg四氧化三铁0.28kg，硝酸钠0.49kg沸石0.21kg熟石灰1.4kg细炉渣0.7kg，钠基膨润土0.35kg木屑3kg所制型煤直径120mm高50mm
孔数58孔径8mm实施例2原料配方煤矸石75kg粘土22kg添加剂3kg其中碳酸氢钠0.15kg氯化钠0.14kg四氧化三铁0.15kg硝酸钠0.18kg沸石0.12kg熟石灰0.45kg细炉渣0.45kg钠基膨润土0.1kg木屑1.26kg所制型煤直径120mm高50mm孔数42孔径10mm
燃烧性能测试结果燃烧性能测试结果实施例1实施例2普通无烟煤煤型煤型蜂窝煤点燃难易To(分)474958上火时间Ts(分)636473热效率η(%)35.3935.5824.34灰渣碳损失Pc(%)18.8218.7238.37可燃基克煤蒸发量Dkm克/克 2.79 2.80 2.73炉口平均温度℃463.8427.6490.3炉壳平均温度℃36.433.633.0
权利要求
1.一种煤矸石民用型煤生产工艺，其特征在于1.1原料配方如下煤矸石50～75%添加剂3～7%土20～45%1.2型煤为多孔造型结构蜂窝煤，孔数为40～60，孔径为8～10毫米，开孔率为25～30%。
2.如权利要求1所述的型煤生产工艺，其特征在于原料配方中所说的添加剂的配方如下碳酸氢钠3.5～5%，氯化钠3～4.5%四氧化三铁4～5%，硝酸钠6～7%沸石3～4%熟石灰15～20%细炉渣10～15%膨润土3～5%其余为木屑
3.如权利要求1所述的型煤生产工艺，其特征在于所用的煤矸石含碳量不低于28%，发热量不低于2300千卡/千克，挥发份不低于8%，加工粉碎至粒度在6毫米以下。
4.如权利2所述的添加剂配方，其特征在于其中的膨润土以选用钠基膨润土为好。
全文摘要
一种采用煤矸石为主要原料，以碳酸氢钠、氯化钠、四氧化三铁、硝酸钠、沸石、熟石灰、细炉渣、膨润土、木屑为添加剂与土混合后加工成的具有高开孔率的多孔造型结构的蜂窝民用型煤，在同样条件下与普通无烟煤蜂窝煤相比，具有点火容易、上火快、燃烧充分、灰渣含碳量低和热效率高等优点，其节能效果显著，为废弃物煤矸石和低质煤的利用开辟了一条新的途径。
文档编号C10L5/04GK1065087SQ9110635
公开日1992年10月7日 申请日期1991年3月16日 优先权日1991年3月16日
发明者姜东升, 徐庆江, 程木顺, 李玉东, 李佃香 申请人:武城县节能技术推广服务部