本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑的制備方法，屬于粘結(jié)劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

型煤是一種由煤粉中加入型煤粘結(jié)劑而制成的用于煤氣發(fā)生爐以及替代無煙塊煤的二次加工煤。型煤是潔凈煤技術(shù)之一，而粘結(jié)劑是型煤生產(chǎn)中的關(guān)鍵，對型煤的質(zhì)量、生產(chǎn)成本等起著極為重要的作用。

當(dāng)前開發(fā)的型煤粘結(jié)劑主要分為有機(jī)粘結(jié)劑和無機(jī)粘結(jié)劑。而有機(jī)粘結(jié)劑主要有焦油瀝青類、生物質(zhì)淀粉類、工農(nóng)業(yè)廢料類、高分子類粘結(jié)劑等。焦油瀝青類粘結(jié)劑灰分低、熱值高、不溶于水，可提高型煤的耐水和燃燒等性能，但成本高，容易污染環(huán)境；生物質(zhì)淀粉類粘結(jié)劑來源廣，不增加型煤灰分，有較高的發(fā)熱量，生產(chǎn)的型煤燃點低，燃燒不結(jié)渣，而粘結(jié)性不佳，價格也持續(xù)走高；工農(nóng)業(yè)廢料類粘結(jié)劑絕大多數(shù)為有機(jī)化合物，例如廢蜜糖，紙漿黑液等，它們的性能較好，可以實現(xiàn)廢物利用，同時減少對環(huán)境的污染，不足是耐水性差；高分子類粘結(jié)劑粘結(jié)力強(qiáng)，防水性好，具有一定熱值，缺點是穩(wěn)定性差，成本高。無機(jī)粘結(jié)劑來源廣，包括石灰，粘土，水泥，陶土，石膏，水玻璃和多種無機(jī)鹽等，該類粘結(jié)劑價格低廉，缺點是粘結(jié)性低，摻入量大，顯著增加了型煤的灰分，防潮防水性能差。因此，如何研制成本低、性能好、產(chǎn)量高、無污染的粘結(jié)劑是型煤研究的重要內(nèi)容。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是：針對傳統(tǒng)型煤粘結(jié)劑在使用過程中出現(xiàn)的熱穩(wěn)定性差，在燃燒過程中黏性降低，導(dǎo)致型煤崩解，且燃燒后易增加殘留灰分的問題，提供了一種將油茶籽粕熱裂解產(chǎn)物改性制得的黏性混合液與腐植酸等經(jīng)蚯蚓降解后的產(chǎn)物復(fù)配，制得穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑的制備方法。本發(fā)明首先將油茶籽粕干燥后進(jìn)行真空熱裂解，產(chǎn)生生物油，再與甘油在氧化鋅催化條件下反應(yīng)，輔以酚醛樹脂為交聯(lián)劑，經(jīng)改性后用煤油稀釋制得黏性混合液，再將腐植酸與二沉池活性污泥混合球磨，通過接種蚯蚓，利用其降解其中有機(jī)質(zhì)為小分子物質(zhì)，并利用蚯蚓糞中硫化細(xì)菌將含硫有機(jī)物氧化成硫酸，溶解除去其中的無機(jī)質(zhì)，同時降低含硫量，經(jīng)干燥后與黏性混合液混合，置于石臼中敲打混合，提高其黏性，制得穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑。本發(fā)明利用改性后的生物油與降解后的腐植酸作為黏性成分，同時添加二沉池活性污泥提高型煤氣化反應(yīng)性，降低灰渣中殘?zhí)?，有效解決了傳統(tǒng)型煤粘結(jié)劑在燃燒過程中易崩解，且燃燒后殘留灰分增加的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）稱取3～5kg油茶籽粕，置于烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的油茶籽粕轉(zhuǎn)入粉碎機(jī)，粉碎后過60～80目篩，得油茶籽粕粉末，并將其轉(zhuǎn)入真空裂解爐，于真空度為6～8kPa條件下，以60～80℃/min速率程序升溫至660～760℃，保溫反應(yīng)30～45min，并將裂解產(chǎn)生的氣體抽離進(jìn)入冷凝器，收集冷凝液，靜置分層，除去水相，收集油相混合液；

（2）依次量取60～80mL上述所得油相混合液，10～15mL甘油，倒入帶攪拌器的三口燒瓶中，于轉(zhuǎn)速為300～500r/min條件下，加熱升溫至200～220℃，再加入1～3g納米氧化鋅，恒溫攪拌反應(yīng)45～60min，再加入3～5g酚醛樹脂，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)2～3h，待自然冷卻至90～95℃，將燒瓶中物料倒入盛有200～300mL煤油的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合10～15min，得黏性混合液，備用；

（3）依次稱取600～800g腐植酸，100～150g二沉池活性污泥，倒入球磨機(jī)中，再加入400～500mL去離子水，球磨處理30～45min，出料，過30～50目篩，得球磨混合濕料，隨后將其堆放于避光通風(fēng)處，控制堆放厚度為10～15cm，再向堆放物料接種30～50g蚯蚓，進(jìn)行蚯蚓養(yǎng)殖5～7天，分離除去蚯蚓，收集蚯蚓糞；

（4）將上述所得蚯蚓糞置于紫外燈下，照射30～45min，再將蚯蚓糞倒入盛有1～2L去離子水的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合10～15min，抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅3～5次，再將所得濾餅置于烘箱中，于溫度為60～70℃條件下干燥4～6h，得干燥濾餅；

（5）按重量份數(shù)計，在石臼中依次加入60～80份上述所得干燥濾餅，150～200份步驟（2）備用黏性混合液，用木槌持續(xù)敲打2～4h，出料，即得穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：按重量份數(shù)計，依次取3～5份本發(fā)明制備的穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑，30～50份無煙粉煤，8～10份黃土，6～8份去離子水，混合均勻后，在常溫下放入型煤機(jī)上壓制成型，再置于陽光下暴曬6～8h即可。經(jīng)檢測，型煤燃燒6～8h后，燃燒值仍可達(dá)到32～34MJ/kg，在燃燒過程中，穩(wěn)定性提高92～98%，燃燒后殘渣的牢固性為普通型煤的2～3倍，且本發(fā)明制備的穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑粘度比傳統(tǒng)的型煤粘結(jié)劑粘度提高2～3倍，具有廣闊的市場前景。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明所得穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑所用原料廉價易得，無二次污染，粘結(jié)性能優(yōu)良，制成的型煤在高溫燃燒條件下，仍具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，有效改善了型煤的品質(zhì)，提高了型煤的著火性能和燃燒值；

（2）本發(fā)明制備的穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑既有較強(qiáng)的粘結(jié)性，穩(wěn)定性，又有較好的防潮防水性，具有廣闊的市場前景，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。

具體實施方式

稱取3～5kg油茶籽粕，置于烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的油茶籽粕轉(zhuǎn)入粉碎機(jī)，粉碎后過60～80目篩，得油茶籽粕粉末，并將其轉(zhuǎn)入真空裂解爐，于真空度為6～8kPa條件下，以60～80℃/min速率程序升溫至660～760℃，保溫反應(yīng)30～45min，并將裂解產(chǎn)生的氣體抽離進(jìn)入冷凝器，收集冷凝液，靜置分層，除去水相，收集油相混合液；依次量取60～80mL上述所得油相混合液，10～15mL甘油，倒入帶攪拌器的三口燒瓶中，于轉(zhuǎn)速為300～500r/min條件下，加熱升溫至200～220℃，再加入1～3g納米氧化鋅，恒溫攪拌反應(yīng)45～60min，再加入3～5g酚醛樹脂，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)2～3h，待自然冷卻至90～95℃，將燒瓶中物料倒入盛有200～300mL煤油的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合10～15min，得黏性混合液，依次稱取600～800g腐植酸，100～150g二沉池活性污泥，倒入球磨機(jī)中，再加入400～500mL去離子水，球磨處理30～45min，出料，過30～50目篩，得球磨混合濕料，隨后將其堆放于避光通風(fēng)處，控制堆放厚度為10～15cm，再向堆放物料接種30～50g蚯蚓，進(jìn)行蚯蚓養(yǎng)殖5～7天，分離除去蚯蚓，收集蚯蚓糞；將上述所得蚯蚓糞置于紫外燈下，照射30～45min，再將蚯蚓糞倒入盛有1～2L去離子水的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合10～15min，抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅3～5次，再將所得濾餅置于烘箱中，于溫度為60～70℃條件下干燥4～6h，得干燥濾餅；按重量份數(shù)計，在石臼中依次加入60～80份上述所得干燥濾餅，150～200份黏性混合液，用木槌持續(xù)敲打2～4h，出料，即得穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑。

實例1

稱取3kg油茶籽粕，置于烘箱中，于溫度為105℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的油茶籽粕轉(zhuǎn)入粉碎機(jī)，粉碎后過60目篩，得油茶籽粕粉末，并將其轉(zhuǎn)入真空裂解爐，于真空度為6kPa條件下，以60℃/min速率程序升溫至660℃，保溫反應(yīng)30min，并將裂解產(chǎn)生的氣體抽離進(jìn)入冷凝器，收集冷凝液，靜置分層，除去水相，收集油相混合液；依次量取60mL上述所得油相混合液，10mL甘油，倒入帶攪拌器的三口燒瓶中，于轉(zhuǎn)速為300r/min條件下，加熱升溫至200℃，再加入1g納米氧化鋅，恒溫攪拌反應(yīng)45min，再加入3g酚醛樹脂，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)2h，待自然冷卻至90℃，將燒瓶中物料倒入盛有200mL煤油的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合10min，得黏性混合液，依次稱取600g腐植酸，100g二沉池活性污泥，倒入球磨機(jī)中，再加入400mL去離子水，球磨處理30min，出料，過30目篩，得球磨混合濕料，隨后將其堆放于避光通風(fēng)處，控制堆放厚度為10cm，再向堆放物料接種30g蚯蚓，進(jìn)行蚯蚓養(yǎng)殖5天，分離除去蚯蚓，收集蚯蚓糞；將上述所得蚯蚓糞置于紫外燈下，照射30min，再將蚯蚓糞倒入盛有2L去離子水的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合10min，抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅3次，再將所得濾餅置于烘箱中，于溫度為60℃條件下干燥4h，得干燥濾餅；按重量份數(shù)計，在石臼中依次加入60份上述所得干燥濾餅，150份黏性混合液，用木槌持續(xù)敲打2h，出料，即得穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑。

按重量份數(shù)計，依次取3份本發(fā)明制備的穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑，30份無煙粉煤，8份黃土，6份去離子水，混合均勻后，在常溫下放入型煤機(jī)上壓制成型，再置于陽光下暴曬6h即可。經(jīng)檢測，型煤燃燒6h后，燃燒值仍可達(dá)到32MJ/kg，在燃燒過程中，穩(wěn)定性提高92%，燃燒后殘渣的牢固性為普通型煤的2倍，且本發(fā)明制備的穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑粘度比傳統(tǒng)的型煤粘結(jié)劑粘度提高2倍，具有廣闊的市場前景。

實例2

稱取5kg油茶籽粕，置于烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的油茶籽粕轉(zhuǎn)入粉碎機(jī)，粉碎后過80目篩，得油茶籽粕粉末，并將其轉(zhuǎn)入真空裂解爐，于真空度為8kPa條件下，以80℃/min速率程序升溫至760℃，保溫反應(yīng)45min，并將裂解產(chǎn)生的氣體抽離進(jìn)入冷凝器，收集冷凝液，靜置分層，除去水相，收集油相混合液；依次量取80mL上述所得油相混合液，15mL甘油，倒入帶攪拌器的三口燒瓶中，于轉(zhuǎn)速為500r/min條件下，加熱升溫至220℃，再加入3g納米氧化鋅，恒溫攪拌反應(yīng)60min，再加入5g酚醛樹脂，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)3h，待自然冷卻至95℃，將燒瓶中物料倒入盛有300mL煤油的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合15min，得黏性混合液，依次稱取800g腐植酸，150g二沉池活性污泥，倒入球磨機(jī)中，再加入500mL去離子水，球磨處理45min，出料，過50目篩，得球磨混合濕料，隨后將其堆放于避光通風(fēng)處，控制堆放厚度為15cm，再向堆放物料接種50g蚯蚓，進(jìn)行蚯蚓養(yǎng)殖7天，分離除去蚯蚓，收集蚯蚓糞；將上述所得蚯蚓糞置于紫外燈下，照射45min，再將蚯蚓糞倒入盛有2L去離子水的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合15min，抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅5次，再將所得濾餅置于烘箱中，于溫度為70℃條件下干燥6h，得干燥濾餅；按重量份數(shù)計，在石臼中依次加入80份上述所得干燥濾餅，200份黏性混合液，用木槌持續(xù)敲打4h，出料，即得穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑。

按重量份數(shù)計，依次取5份本發(fā)明制備的穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑，50份無煙粉煤，10份黃土，8份去離子水，混合均勻后，在常溫下放入型煤機(jī)上壓制成型，再置于陽光下暴曬8h即可。經(jīng)檢測，型煤燃燒8h后，燃燒值仍可達(dá)到34MJ/kg，在燃燒過程中，穩(wěn)定性提高98%，燃燒后殘渣的牢固性為普通型煤的3倍，且本發(fā)明制備的穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑粘度比傳統(tǒng)的型煤粘結(jié)劑粘度提高3倍，具有廣闊的市場前景。

實例3

稱取4kg油茶籽粕，置于烘箱中，于溫度為108℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的油茶籽粕轉(zhuǎn)入粉碎機(jī)，粉碎后過70目篩，得油茶籽粕粉末，并將其轉(zhuǎn)入真空裂解爐，于真空度為7kPa條件下，以70℃/min速率程序升溫至710℃，保溫反應(yīng)38min，并將裂解產(chǎn)生的氣體抽離進(jìn)入冷凝器，收集冷凝液，靜置分層，除去水相，收集油相混合液；依次量取70mL上述所得油相混合液，13mL甘油，倒入帶攪拌器的三口燒瓶中，于轉(zhuǎn)速為400r/min條件下，加熱升溫至210℃，再加入2g納米氧化鋅，恒溫攪拌反應(yīng)53min，再加入4g酚醛樹脂，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)3h，待自然冷卻至93℃，將燒瓶中物料倒入盛有250mL煤油的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合13min，得黏性混合液，依次稱取700g腐植酸，125g二沉池活性污泥，倒入球磨機(jī)中，再加入450mL去離子水，球磨處理38min，出料，過40目篩，得球磨混合濕料，隨后將其堆放于避光通風(fēng)處，控制堆放厚度為13cm，再向堆放物料接種40g蚯蚓，進(jìn)行蚯蚓養(yǎng)殖6天，分離除去蚯蚓，收集蚯蚓糞；將上述所得蚯蚓糞置于紫外燈下，照射38min，再將蚯蚓糞倒入盛有2L去離子水的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合13min，抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅4次，再將所得濾餅置于烘箱中，于溫度為65℃條件下干燥5h，得干燥濾餅；按重量份數(shù)計，在石臼中依次加入70份上述所得干燥濾餅，175份黏性混合液，用木槌持續(xù)敲打3h，出料，即得穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑。

按重量份數(shù)計，依次取4份本發(fā)明制備的穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑，40份無煙粉煤，9份黃土，7份去離子水，混合均勻后，在常溫下放入型煤機(jī)上壓制成型，再置于陽光下暴曬7h即可。經(jīng)檢測，型煤燃燒7h后，燃燒值仍可達(dá)到33MJ/kg，在燃燒過程中，穩(wěn)定性提高95%，燃燒后殘渣的牢固性為普通型煤的3倍，且本發(fā)明制備的穩(wěn)定型低灰分型煤粘結(jié)劑粘度比傳統(tǒng)的型煤粘結(jié)劑粘度提高3倍，具有廣闊的市場前景。