专利名称：气化粉焦的无机物激活粘结型焦及其工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种焦粉的成型工艺及技术，特别涉及一种气化粉焦的无机物激活粘结型焦及其工艺。
近年来，粉煤制气技术越来越受到人们的重视，同时，流化床焦载热煤气化工艺目前也正得到相应的开发和应用。因此，从煤的综合利用角度来看，气化后产生的大量粉焦也就成了亟待解决的问题。实验表明，气化粉焦与一般焦粉有所不同，它具有反应性能好，微孔结构发达，性能优于无烟煤。将气化后的大量粉焦成型拓宽其用途，无论是从年轻煤利用的经济性还是从综合利用的深度上都具有重要的意义。目前现有技术中对于焦粉的成型已有研究和应用，主要是采用焦粉加粘结剂的方法将其成型，即有机物粘结剂和无机物粘结剂两种。有机物粘结剂主要由煤焦油、沥青、蔗糖和废纸浆等工业废料和其它有机化合物。例如中国发明专利申请(申请号94106771.8)公开了一种焦粉粘结块焦的生产方法，就是采用沥青作为粘结剂。这类粘结剂存在的缺陷是大都含有有害物质，燃烧时有烟雾排放，不仅污染环境，而且所生产的型焦强度不能满足要求。无机物粘结剂主要采用黏土(或高铝土)，外加少量石灰或水玻璃等。例如中国专利申请(申请号88104062.2)则属于此类。由于这类粘结剂所产生的型焦耐水性差，另外它还消耗大量的优质黏土资源，所以推广应用也受到一定的限制。
本发明的目的和任务在于从煤利用的经济性和综合利用的深度出发，利用气化焦粉和一种价格低廉，易于获取的无机物激活剂，制造出一种强度较高，耐水性好，热稳定性及反应活性都较好的型焦。
本发明是通过以下技术方案实现的这种气化粉焦的无机物激活粘结型焦，主要由气化粉焦和作为无机物激活剂的工业石膏以及工业石灰所组成，其重量百分比为气化粉焦60-90％工业石膏3-20％工业石灰3-20％对型焦的强度有特殊要求时，还可加入0-10％(重量百分比)的硅酸盐水泥作为粘结剂。
上述型焦的成型工艺如下按上述配比将气化粉焦和工业石膏混磨后其最大粒度小于0.4毫米；将一定比例的工业石灰完全熟化；将粉碎后的物料和熟化的石灰放至混捏机，或将粉碎后的物料和熟化的石灰以及一定量的硅酸盐水泥放至混捏机，加水8-20％混捏10-30分钟；用成型机加压成型，成型压力为80-200Mpa；在室温和潮湿条件下进行养护。
上述原料中，气化焦粉为可燃组分，其反应活性较好，是由煤气化工艺生成的粉焦(半焦)，一般含有20-50％的灰份，这些灰份主要为无定型AI2O3和SiO2，它们可以被激活剂激活；工业石膏和工业石灰为无机物激活剂，使粉焦中的灰份具有水硬性粘结能力；水泥为粘结剂，主要是进一步增强型焦的强度，这些材料通过粉碎、消化、加水混捏和压力成型制造出型焦毛坯，在室温和潮湿条件下养护成具有耐水性、高强度的型焦成品。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果该型焦为完全无烟型，不仅强度高，耐水性、热稳定性和反应活性较好，而且由于气化粉焦为低阶煤、劣质煤等所有煤种气化后的副产品，价格低廉，来源广；作为激活剂的工业石灰和石膏价格也较便宜，易于获取，因此，该产品价格便宜。同时制成的型焦，在室温条件下养护，不需烘干或附加其它养护设备，可以节省大量的能源和资金，是优质的工业原料和民用燃料。
下面详细说明本发明的具体实施及工艺过程1)将煤在500-1000℃范围内气化后生产的粉焦(半焦)，最大粒度一般＜30毫米，放入料仓；2)将工业石膏(SO3含量＞30％)，粗碎后最大粒度＜20毫米；3)将工业石灰(有效CaO含量＞60％)，加水消解，使其完全熟化；4)来自料仓的气化粉焦和粗碎后的石膏分别计量，按比例加至粉碎机混磨，使其最大粒度＜0.4毫米；5)粉碎后的物料送至混捏机；6)将8-20％的水和熟化后的石灰加入混捏机；当型焦的强度有特殊要求时，可根据不同的强度要求加入0-10％的硅酸盐水泥；7)混捏10-30分钟；8)用成型机加压成型，成型压力为80-200Mpa；9)在室温条件下，用塑料薄膜覆盖或其它简易保水措施养护3-10天。
实施例1型焦的配方为气化粉焦为70％(其灰份含量为31％)，工业石灰为15％，工业石膏为15％，粉碎后其最大粒度为0.2毫米；加15％的水混捏20分钟，加压成型，其成型压力为120Mpa。保湿养护一周，自然干燥3天。对成品型焦进行实验，其如果如下型焦自然干燥抗压强度8.21Mpa型焦水饱和抗压强度 6.9Mpa热稳定性指标ST+672％900℃时CO还原率 58％实施例2型焦的配方为气化粉焦为85％(其灰份含量为39％)，工业石灰为5％，工业石膏为10％，粉碎后其最大粒度为0.15毫米；加18％的水混捏25分钟，加压成型，其成型压力为100Mpa。保湿养护5天，自然干燥5天。对成品型焦进行实验，其如果如下型焦自然干燥抗压强度10.21Mpa型焦水饱和抗压强度 8.9Mpa热稳定性指示ST+678％900℃时CO还原率 54％实施例3型焦的配方为气化粉焦为80％(其灰份含量为42％)，工业石灰为5％，工业石膏为15％，粉碎后其最大粒度为0.25毫米；加13％的水混捏30分钟，加压成型，其成型压力为150Mpa。保湿养护10天，自然干燥1天。对成品型焦进行实验，其如果如下型焦自然干燥抗压强度13.21Mpa型焦水饱和抗压强度 9.6Mpa热稳定性指示ST+682％900℃时CO还原率 41％
权利要求
1.一种气化粉焦的无机物激活粘结型焦，其特征是它主要由气分粉焦和作为无机物激活剂的工业石膏和工业石灰所组成，其重量百分比为气化粉焦60-90％工业石膏3-20％工业石灰3-20％
2.按照权利要求1所述的一种气化粉焦的无机物激活粘结型焦，其特征是上述型焦还含有0-10％(重量百分比)的硅酸盐水泥。
3.一种生产如权利要求1所述型焦的工艺方法，其特征在于按上述比例将气化粉焦和工业石膏混磨后使其最大粒度小于0.4毫米；将一定比例的工业石灰完全熟化；将粉碎后的物料和熟化的石灰放至混捏机，或将粉碎后的物料和熟化的石灰以及一定量的硅酸盐水泥放至混捏机，加水8-20％混捏10-30分钟；用成型机加压成型，成型压力为80-200Mpa；在室温和潮湿条件下进行养护。
全文摘要
一种气化粉焦的无机物激活粘结型焦及其工艺方法,涉及一种焦粉的成型及其工艺。本发明采用气化粉焦和作为无机物激活剂的工业石灰和石膏,通过粉碎、消化、加水、混捏和压力成型,将粉焦粘结成型。该型焦不仅强度高,耐水性、热稳定性和反应性较好,而且由于气化粉焦为煤气化后的副产品,价格低廉,来源广;作为激活剂的石灰和石膏价格便宜,易于获取;同时只需在室温条件下养护,不需烘干或附加其它养护设备,可以节省大量的能源和资金,因此具有较好的经济性和实用性,是优质的工业原料和民用燃料。
文档编号C10L5/00GK1212280SQ97116458
公开日1999年3月31日 申请日期1997年9月19日 优先权日1997年9月19日
发明者张绪祎, 齐茂展, 廉慧珍 申请人:清华大学