專利名稱：一種無(wú)粘結(jié)劑型煤及其制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燃料加工領(lǐng)域，特別是一種無(wú)粘結(jié)劑型煤及其制作工藝。
型煤制作是燃料加工領(lǐng)域中研究開(kāi)發(fā)工作很活躍的課題。主要有兩個(gè)研究方向，一是摻入一定的粘結(jié)劑壓制而成，二是不用粘結(jié)劑直接壓制而成。
采用粘結(jié)劑的技術(shù)存在幾個(gè)問(wèn)題，例如在制作蜂窩煤中，需要摻入大量粘土作為粘結(jié)劑，這種型煤強(qiáng)度低、不防水，取粘土破壞農(nóng)田，而且增加了大量原料及煤灰的運(yùn)輸量，同時(shí)造成環(huán)境污染。一般蜂窩煤只適合于民用，不能用于工業(yè)爐窯和工業(yè)鍋爐。
也有采用瀝青和紙漿廢液作為粘結(jié)劑制作型煤的。由于粘結(jié)劑摻入量大，致使制作工藝復(fù)雜、成本高，并且?guī)?lái)二次污染等問(wèn)題。例如申請(qǐng)?zhí)枮镃N86105707A專利，采用堿性造紙黑液作為粘結(jié)劑，要求粘結(jié)劑配入量為5～23％，申請(qǐng)?zhí)枮镃N86108971A專利，采用以造紙廢液為主的粘結(jié)劑，要求粘結(jié)劑的配入量為10％。
也有不使用粘結(jié)劑制作型煤的技術(shù)，其主要缺點(diǎn)是型煤強(qiáng)度低、成型率低。也有采用熱壓成型的，如申請(qǐng)?zhí)枮镃N85103226A專利，在加壓成型的同時(shí)要求加熱到120～320℃，并且要求50秒～5分鐘的壓實(shí)時(shí)間，這種制作型煤技術(shù)的工藝過(guò)程復(fù)雜，制作成本高，生產(chǎn)率較低。
本發(fā)明的目的就是提供一種充分利用劣質(zhì)散煤、泥煤等碳質(zhì)固體燃料和農(nóng)作物、木材加工之木質(zhì)纖維廢棄物和添加劑作為原料，不使用粘結(jié)劑，采用冷高壓成型的方法，制作出強(qiáng)度高、防水性能好、成本低、燃燒性能好、環(huán)境污染少，既適合于民用，又適合于工業(yè)窯爐和工業(yè)鍋爐的優(yōu)質(zhì)型煤。
按照本發(fā)明，碳質(zhì)固體燃料可以是各種劣質(zhì)煤、泥煤、無(wú)煙煤、煙煤、褐煤的一種或幾種煤的混合物。木質(zhì)纖維可以選用農(nóng)作物廢棄物，如稻殼、秸桿、甘蔗渣和木材加工廢棄物，如木屑、鋸末等一種或幾種木質(zhì)纖維所組成。
添加劑可以根據(jù)需要可選用固硫劑(例如氧化鈣CaO)、助燃劑(例如金屬鋅Zn)，防焦防渣劑(例如氧化鎂等鎂基添加劑)的一種或幾種。
按照本發(fā)明，其原料構(gòu)成比例為碳質(zhì)固體燃料重量百分比為50～90％，木質(zhì)纖維的重量百分比為10～50％，添加劑的重量百分比為0～5％。
按照本發(fā)明的型煤制作工藝，采用冷高壓成型方法，成型壓力要求在100～500MPa之間，成型過(guò)程中不加熱。其具體工藝過(guò)程是1)將碳質(zhì)固體燃料干燥→篩分→粉碎后備用，粉末粒度≤3mm，2)將木質(zhì)纖維干燥→篩分→粉碎后備用，粉末粒度≤3mm，3)按所規(guī)定的重量百分比分別稱量出碳質(zhì)固體燃料粉，木質(zhì)纖維粉和添加劑粉進(jìn)行混合；4)在100～500MPa壓力下將上述混合料在模具中加壓成型，制成型煤，壓力大小取決于型煤尺寸；5)將上述型煤在150～300℃的溫度下干燥加熱10～60分鐘，冷卻后即制成高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)型煤。
也可以不進(jìn)行干燥加熱，直接將壓制出的型煤用于工業(yè)爐窯和工業(yè)鍋爐。
按照本發(fā)明的配方和制作工藝所制得的型煤，除具有一般型煤所具有的優(yōu)點(diǎn)之外，還具有以下優(yōu)點(diǎn)1.充分有效地利用和節(jié)約資源，可以利用劣質(zhì)粉煤或泥煤等碳質(zhì)固體燃料和農(nóng)作物、木材加工廢棄物制成優(yōu)質(zhì)型煤；2.不用粘結(jié)劑，沒(méi)有二次污染；3.制作工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低；4.所制得的型煤強(qiáng)度高，防水性能好，燃燒性能好，不僅適合于民用，而且適合于工業(yè)窯爐和工業(yè)鍋爐用。
5.可以根據(jù)具體使用要求，在配料中加入少量固硫劑、助燃劑、除焦劑、清灰劑等的一種或幾種，以提高型煤的性能。
按照本發(fā)明，可以根據(jù)所用的碳質(zhì)固體燃料和木質(zhì)纖維種類的不同，以及型煤尺寸的不同，選用不同的原料配比和壓制-干燥加熱過(guò)程的工藝參數(shù)，可獲得最佳的優(yōu)質(zhì)型煤。
下面給出兩個(gè)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方法進(jìn)行舉例說(shuō)明。
例1采用某熱力總公司2號(hào)鍋爐房煤場(chǎng)混合煤作為碳質(zhì)固體燃料，采用鋸末作為木質(zhì)纖維。按重量百分比為70∶30稱量出混合煤和鋸末，型煤模具尺寸為40×25×15mm扁鴨蛋圓形。將混合煤干燥、篩分、粉碎，和干燥后的鋸末按上述比例混合，在上述模具內(nèi)，在300MPa壓力下制成成型。此時(shí)單個(gè)型煤的壓潰強(qiáng)度為123kg。將冷壓成型后的型煤裝入恒溫干燥箱內(nèi)干燥加熱。加熱溫度和加熱時(shí)間關(guān)系(加熱制度)如下表所示溫度，℃加熱時(shí)間，分鐘240 15220 20200 30180 45
在上述各種加熱制度下所得到的型煤均具有良好強(qiáng)度和防水性能。以在220℃加熱20分鐘的加熱制度為例，所成型干燥加熱后的型煤與原混合煤相比，揮發(fā)份從12.0％增加到30.1％，灰份從45.0％減少到35.2％，熱值從11077kJ/kg增加到13643kJ/kg，可燃硫從0.45％減少到0.10％。此型煤耐水性能好，將此型煤置入盛滿200ml量杯中，待杯中的水全部自然蒸發(fā)干后，型煤尚保持完整，未有破損。
例2采用某熱力總公司1號(hào)鍋爐房煤場(chǎng)的混合煤作為碳質(zhì)固體燃料，采用鋸末作為木質(zhì)纖維，按70∶30的重量比例混合，型煤尺寸為為40×25×15mm扁鴨蛋圓形，在200MPa壓力下冷壓成型。不進(jìn)行干燥加熱。經(jīng)分析成型后的型煤與原煤比較，揮發(fā)份從11.2％增加到32.3％，灰份從38.9％減少到27.4％，熱值從18183kJ/kg增加到18559kJ/kg，可燃硫從0.3％減少到0.11％。此型煤著火、燃燒性能均有明顯改善，易燒透，燃燒過(guò)程中不發(fā)生崩塌。
權(quán)利要求
1.一種由碳質(zhì)固體燃燒和木質(zhì)纖維所組成的型煤，其特征在于其原料構(gòu)成比例為碳質(zhì)固體燃料的重量百分比為50～90％，木質(zhì)纖維的重量百分比為10～50％，添加劑的重量百分比為0～5％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的型煤，其特征在于所述的碳質(zhì)固體燃料可以選用各種劣質(zhì)煤、泥煤、無(wú)煙煤、煙煤、褐煤的一種或幾種煤的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的型煤，其特征在于木質(zhì)纖維可以選用木材加工廢棄物，如鋸末、木屑，農(nóng)作物廢棄物，如稻殼、秸桿、甘蔗渣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的型煤，其特征在于添加劑可以根據(jù)需要選用固硫劑，如氧化鈣，助燃劑，如金屬鋅，防焦防渣劑，如氧化鎂之類鎂基添加劑。
5.一種制造權(quán)利要求1所述的型煤的工藝方法，其特征在于1)將碳質(zhì)固體燃燒干燥→篩分→粉碎后備用，粉末粒度≤3mm，2)將木質(zhì)纖維干燥→篩分→粉碎后備用，粉末粒度≤3mm，3)按規(guī)定的重量百分比分別稱量出碳質(zhì)固體燃料粉，木質(zhì)纖維粉和添加劑粉進(jìn)行混合，4)在100～500MPa壓力下將上述混合料在模具中加壓，5)將上述型煤在150～300℃的溫度下干燥加熱10～60分鐘后冷卻，制成型煤。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的工藝方法，其特征在于1)將碳質(zhì)固體燃料干燥→篩分→粉碎后備用，粉末粒度≤3mm，2)將木質(zhì)纖維干燥→篩分→粉碎后備用，粉末粒度≤3mm，3)按規(guī)定的重量百分比分別稱量出碳質(zhì)固體燃料粉、木質(zhì)纖維粉和添加劑粉進(jìn)行混合，4)在100～500MPa壓力下將上述混合料在模具中加壓成型，制成型煤。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的工藝方法，其特征在于按重量百分比為70∶30稱量出混合煤和鋸末粉，裝入40×25×15mm扁鴨蛋圓形模具內(nèi)，在300MPa壓力下壓制成型，選用下述加熱制度之一進(jìn)行干燥加熱溫度，℃加熱時(shí)間，分鐘240 15220 20200 30180 4全文摘要
本發(fā)明提供一種不用粘結(jié)劑的型煤配方及其制作方法。所用的炭質(zhì)固體燃料可以是各種劣質(zhì)煤、泥煤、無(wú)煙煤、褐煤等其中幾種的混合物，所用的木質(zhì)纖維可以是農(nóng)作物廢棄物或木材加工廢棄物。所采用的工藝是將所用的原料干燥、篩分、粉碎、混合，在100～500MPa壓力下壓制成型后在150～300℃溫度下加熱干燥10～60分鐘后制成，也可以不進(jìn)行干燥加熱。這種型煤所用原料廣泛、制作工藝簡(jiǎn)單，所制得的型煤性能優(yōu)良。
文檔編號(hào)C10L5/00GK1150970SQ95113939
公開(kāi)日1997年6月4日 申請(qǐng)日期1995年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月22日
發(fā)明者汪昔奇 申請(qǐng)人:鞍山鋼鐵公司