一种清洁低硫型煤的生产工艺及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于清洁型煤生产技术领域，具体涉及一种清洁低硫型煤的生产工艺及方法。
【背景技术】
[0002]我国是以燃煤为主要能源结构的国家，随着经济的快速发展，煤炭消耗量巨大，约占总量的75%。然而随着采煤机械化程度不断提高，粉煤、煤泥等在原煤中所占比例越来越大。粉煤的燃烧效率低，粉尘量大，由于大量使用这些低品位的煤炭，特别是采暖期集中使用，使得我国大气污染严重，威胁人民的生命健康。因此发展型煤是提高煤炭利用率、减少环境污染的重要途径之一。研究表明，利用型煤可减少工业上使用块煤或焦煤约30%，与燃烧散煤、煤粉、煤泥等相比，可节省20%。与此同时，使用型煤可减少粉尘排放量约50%。因此，开发型煤技术在我国具有极其重要的社会、环境和经济意义。
[0003]与此同时，随着我国社会经济的发展，我国农业秸杆、城市园林绿化垃圾、厨余垃圾等的产量迅猛增长，然而处理方式仍为填埋和焚烧。由于上述物质有机质含量高，易腐败变质，滋生蚊蝇，渗出液中含有大量有毒有害物质，因此易对土壤、地表水、地下水、大气造成极大的二次污染，产生严重的环境问题。然而，园林绿化垃圾、厨余垃圾经发酵处理后可产生丰富的腐殖酸(腐植酸含量15%-40%)，经改性后可作为一种大比表面积、粘合力强的亲水性的可逆胶体，可以用来作为清洁型煤的粘结剂。另外，其发酵产物的热值约为3000大卡，因此合理开发利用园林绿化垃圾、厨余垃圾，对改善我国的能源结构和生存环境具有重要的意义。
[0004]为此，本专利开发了一种清洁低硫型煤的生产工艺及方法，以园林绿化垃圾、秸杆、厨余垃圾为原料，对经微生物发酵后的产出物进行改性，将改性产物与调节剂和煤粉、煤泥或煤矸石进行混合后压制成型。该方法制成的型煤在燃烧过程中改性发酵产物逐渐碳化并与调节剂、煤炭形成基于碳结构的空间构型，孔隙率变大能够有效改善煤炭燃烧特性，提高型煤热值的同时，改善着火点，同时有效将燃煤灰分进行固定。燃烧该煤炭后仍保留原有形状，大幅降低燃煤灰分约80%以上，二氧化硫排放量降低65%以上，大幅提高低品位煤炭的品质。
【发明内容】
[0005]本技术的目的是为了有效利用低品质煤炭，改善煤炭的燃烧特性，提供了一种清洁低硫型煤的生产工艺及方法。该方法通过改性生物质废弃物的发酵产物，在调节剂的作用下将多种低品位煤炭进行混合，经压制成型。该工艺方法具有生产成本低、热值高、粘合效果好、促进型煤燃烧、降低着火点、成型强度高、燃烧后保留原有形态且具有一定强度。
[0006]一种清洁低硫型煤的生产工艺及方法，采用如下步骤实现:
I)将干燥的生物质固废粉碎至2-3_ ;
2 )将生物质固废与微生物菌群相混合，于温度55-65 °C、湿度40-60%、搅拌转速5-10rpm的条件下好氧发酵6小时至4天以获得大量含有腐殖酸的发酵产物，且每次搅拌间隔为30min，其中微生物菌群的添加量为生物质固废重量的0.1% ；
3)将发酵后的产出物与离子液体体系按照体积比1:1.5相混合；
4)在混合体系中加入磁性光催化剂Au-SBA15@Ti02-Fe304，催化剂用量为处理量的0.5%，在可见光条件下照射3h，将木质素选择性氧化；
5)将照射后的物质经水洗，利用磁铁将磁性光催化剂从体系中分离后，过滤，获得改性发酵产物；
6)将滤液经旋转蒸发后获得再生的离子液体溶剂体系；
7)将改性发酵产物、水玻璃、聚丙烯酰胺、生石灰与煤粉、煤泥或煤矸石中一种或几种进行快速混合3-7min，在12-18MPa的压力下经压制成型后，在120-150°C下烘干，且停留时间不超过3分钟，从而获得含水率不高于5%的清洁低硫型煤。
[0007]所述生物质固废包括但不限于秸杆、园林绿化垃圾、厨余垃圾；
所述微生物菌群是由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜热芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、汉逊酵母等一种或几种构成，且其比例为5: (2-3): (1-3): (0.5-2): (0.5-1);
所述离子液体体系组成为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1- 丁基-3-吡啶氯盐、I，3- 二甲基-2-咪唑啉酮(DMI )、二甲基亚砜(DMSO )按照3: (3-5): (0.5-1): (1-1.5)；
所述改性发酵产物、水玻璃、聚丙烯酰胺、生石灰与煤粉、煤泥或煤矸石的比例为(10-2O): (0.01-0.02): (0.005-0.008): (0.008-0.015): (50-80): (20-30): 10。
[0008]本发明的优点和有益效果是:
生物质发酵产出物经改性后具有粘度高、热值高的特点；在生产过程中通过加入调节剂可在微观上构建起三维网状结构，在燃烧过程中改性发酵产物逐渐碳化并与调节剂、煤炭形成基于碳结构的空间构型，孔隙率变大改善煤炭燃烧性能，能够有效锁定灰分、二氧化硫和氮氧化物；该生产工艺和技术具有操作简单、可利用煤炭采选过程中产生的劣质煤，提高煤炭的利用效率；利用该技术生产的清洁型煤具有生产成本低、热值高、燃烧特性好等优点。
[0009]具体实施例:
实施例1
一种清洁低硫型煤的生产工艺及方法，步骤如下:
1)将干燥的稻杆粉碎至3_；
2)将稻杆与微生物菌群相混合，于温度55-65°C、湿度40-60%、搅拌转速5_10rpm的条件下好氧发酵3天以获得大量含有腐殖酸的发酵产物，且每次搅拌间隔为30min，其中微生物菌群是由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜热芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌构成，且其比例为5:2:2:0.5，其中微生物菌群的添加量为生物质固废重量的0.1% ;
3)将发酵后的产出物与离子液体体系按照体积比1:1.5相混合，其中离子液体体系组成为1_稀丙基_3_甲基味卩坐氣盐、1-稀丙基-3-甲基味卩坐醋酸盐、1- 丁基_3_ P比啶氣盐、1，3_ 二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)、二甲基亚砜(DMS0)，且其比例为3:3:0.5:1 ；
4)在混合体系中加入磁性光催化剂Au-SBA15@Ti02-Fe304，催化剂用量为处理量的0.5%，在可见光条件下照射3h，将木质素选择性氧化； 5)将照射后的物质经水洗，利用磁铁将磁性光催化剂从体系中分离后，过滤，获得改性发酵产物；
6)将滤液经旋转蒸发后获得再生的离子液体溶剂体系，循环使用；
7)将改性发酵产物、水玻璃、聚丙烯酰胺、生石灰与煤粉、煤泥按照15:0.01:0.007:0.01:65:20进行快速混合51^11，在1310^的压力下经压制成型后，在1201€下烘干，且停留时间为3分钟，从而获得含水率为5%的清洁低硫型煤。
[0010]利用该技术生产的型煤与直接燃烧煤粉、煤泥相比，降低燃煤灰分82%，S0