專利名稱：：環(huán)保節(jié)能氣化型煤粘合劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：.本發(fā)明涉及一種環(huán)保節(jié)能氣化型煤粘合劑的制備方法。
背景技術(shù)：
：我國是世界煤炭大國，國內(nèi)化肥、冶金及機械行業(yè)生產(chǎn)合成原料或工業(yè)燃料氣的煤氣發(fā)生爐，大多數(shù)以塊煤或焦炭為氣化原料。我國化肥廠遍及全國，2006年據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，全國約有大、中型化肥企業(yè)60多個，小型化肥廠800多家，其中60%以上以無煙塊煤作為造氣的原料煤，每年要消耗無煙塊煤4000萬噸以上。目前我國煤炭的生產(chǎn)由于受采煤機械化程度及煤田地質(zhì)構(gòu)造的影響，無煙塊煤的產(chǎn)率很低。如1990年全國生產(chǎn)無煙煤總產(chǎn)量21285萬噸，而無煙塊煤近2039萬噸，只占無煙煤總產(chǎn)量的9.58%。因此，長期以來，無煙塊煤的供應(yīng)十分緊張，全國各地的化肥企業(yè)也因為塊煤的短缺而面臨著種種困難。十幾年來，隨著煤炭開采技術(shù)和機械化程度的提高，目前無煙塊煤的生產(chǎn)也只能達(dá)到無煙煤生產(chǎn)總量的15%左右，全國無煙塊煤的需求缺口仍在IOOO萬噸左右。所以，將粉煤成型替代塊煤，不僅可以緩解塊煤的供需矛盾，充分利用煤炭資源，而且可以降低化肥生產(chǎn)企業(yè)的成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。在型煤生產(chǎn)工藝中，型煤粘合劑技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一，目前國內(nèi)粘合劑有很多種，但大都在"型煤環(huán)保氣化技術(shù)"方面存在著一定缺陷。國際市場上，世界發(fā)達(dá)國家大建有大型型煤廠，國外使用的粘合劑大都是用煤焦油、改性瀝青、鋁水泥、PVA等。但這些有機類粘合劑大都存在著燃燒不充分時冒黑煙，發(fā)煙值一般在3000以上(濁度測定法)；由于稠環(huán)化合物較多，不完全燃燒會帶來某些致癌物；產(chǎn)生的二氧化硫較多、對溫度變化不敏感、缺乏成焦組分，燃燒時易破碎，穩(wěn)定性差等方面的技術(shù)不足。近年來，雖然國外技術(shù)人員一直致力于改進煤焦油和瀝青的"改質(zhì)"方面，通過加入添加劑的形式來達(dá)到"改質(zhì)"的目的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種摻燒量高、熱穩(wěn)定性好，冷熱強度高、污染物排放少、不用漚制煤粉、節(jié)省場地，避免二次污染的環(huán)保節(jié)能氣化型煤粘合劑的制備方法。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明采用如下重量的份數(shù)比組份腐殖酸鈉25-50份，高嶺土50-75份，甲醛溶液0.2-0.5份，水700-750份，將腐殖酸鈉加入高嶺土中混合，將水加入攪拌后，再將甲醛溶液加入攪拌即制成。本發(fā)明所述的腐殖酸鈉為腐殖酸含量〉40%、鈉的含量為10-20%的80-100目的腐殖酸鈉粉末，所述的高嶺土為200-300目的高嶺土粉，所述的甲醛溶液是甲醛含量為75-80%的甲醛溶液。本發(fā)明所述的水的溫度保持在25-50°C。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明腐植酸鹽粘結(jié)劑是主要采用風(fēng)化煤或褐煤、泥炭為原料，經(jīng)堿液抽提而得到的產(chǎn)物。本發(fā)明腐植酸鹽粘結(jié)劑來源廣，價格低，無污染，增加灰分小于20%，生產(chǎn)的型煤強度高。由于腐植酸本身的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜，一般認(rèn)為它不是單一的化合物，而是由幾個相似族類的、分子大小不同的、結(jié)構(gòu)組成又不一致的高分子羥基芳香酸所組成的復(fù)雜混合物。它的組分既沒有塑性，也沒有彈性，因而可以被看成是一種高分子的非均一縮聚物。它既不熔化，又不結(jié)晶，也可以被認(rèn)為是一種無定型的高分子膠體。腐植酸是煤系產(chǎn)物，所以與煤的親和力強，當(dāng)與煤結(jié)合時就顯示出它的粘結(jié)力。大量實驗表明用其做型煤粘結(jié)劑有如下優(yōu)點a.在型煤中不過分增加灰分和降低發(fā)熱量；b.由其制成的型煤冷、熱態(tài)性能都較好；C.不產(chǎn)生二次污染；d.粘結(jié)劑原料的來源面廣，價格低廉；e.粘結(jié)劑制作工藝簡單，易于現(xiàn)場操作，能適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)和推廣使用。本發(fā)明屬于復(fù)合類型煤粘合劑，主要是采用有機物(腐植酸鹽)同無機物(高嶺士)復(fù)合配制而成。其主要特點是摻燒量高、熱穩(wěn)定性好，冷熱強度高、污染物排放少、不用漚制煤粉、節(jié)省場地，避免二次污染等。本發(fā)明采用腐植酸鈉在特定溫度下轉(zhuǎn)化成腐植酸縮合物，與高嶺士復(fù)合，將所生產(chǎn)的型煤中硫的成分以鹽的形式固定在硫渣內(nèi)，大大減少污染物二氧化硫的排放，并可以達(dá)到70-100%的替代氣化塊煤。4目前，我國生產(chǎn)的各類型煤粘合劑在熱穩(wěn)定性控制和減少二氧化硫排放方面的技術(shù)方面有待進一步提高，而型煤替代氣化用塊煤更是大多在30—40%之間，很難突破50%的摻燒量，本發(fā)明型煤粘合劑不僅提高了型煤燃燒的穩(wěn)定性和大大減少了二氧化硫的排放，更有效地突破了氣化型煤摻燒量達(dá)到50%以上的水平。1、本發(fā)明粘合劑與社會上銷售其它普通粘合劑指標(biāo)比較。結(jié)果見表l:表l:國內(nèi)粘合劑技術(shù)指標(biāo)對比表類型粘度(mPa.s)固含量(％)成本(元/t)含硫(％)本發(fā)明粘合劑》800〉15200無市售粘合劑(平均值)》350〉103000.1實驗i疋明本發(fā)明粘合劑的粘度高，生產(chǎn)成本低、本身不含硫。比市售粘合劑的粘度提高了3倍以上，成本降低30%以上，因此，本發(fā)明氣化粘合劑具備了良好的氣化性能，且不含有害成份，做到了無污染，無二次排放，產(chǎn)品本身具備了極強的市場競爭力。本發(fā)明氣化粘合劑是一種水溶性的粘結(jié)劑，對煤有很強的親和力，能很好地潤濕煤表面，以致能滲入煤的微孔結(jié)構(gòu)中。在成型壓力作用下，能粘結(jié)煤料，使型煤具有一定的初始強度。型煤烘干后，隨水分的蒸發(fā)，能縮成膠體，最后收縮固化，將煤料粘結(jié)牢固，使型煤具有較高的強度，也可以使型煤具有防水防潮功能。熱分析結(jié)果表明，本發(fā)明氣化型煤粘合劑制造出來的型煤加熱到1000攝氏度時仍有一部分可燃物質(zhì)殘留下來，并觀察到殘留物有焦化成塊的規(guī)象，說明這種粘合劑生產(chǎn)出的型煤具有較好地?zé)岱€(wěn)定性，本發(fā)明型煤具有更好的熱態(tài)機械強度和熱穩(wěn)定性。2、本發(fā)明粘合劑同國內(nèi)粘合劑的應(yīng)用比較經(jīng)過多次對比試驗，并分別將山東東阿化工廠、河北衡水化肥廠和石家莊邦爾科技有限公司用不同粘合劑所生產(chǎn)出來的同一煤種的型煤進行了送檢分析，結(jié)果見表2:表2:國內(nèi)各類粘合劑所生產(chǎn)的型煤技術(shù)指標(biāo)的對照表5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>*指在水中浸泡保持形狀不散的時間通過以上對比試驗和檢測分析證明本發(fā)明環(huán)保氣化型煤粘合劑與巿場上其他粘合劑所生產(chǎn)出的型煤技術(shù)指標(biāo)相比較，固硫率提高10%以上，冷強度和熱強度分別提高1倍以上，型煤的熱穩(wěn)定性提高20%以上，防水防潮時間提高了近2倍。3、采用本發(fā)明粘合劑生產(chǎn)的型煤與塊煤氣化指標(biāo)對比本發(fā)明型煤粘合劑新技術(shù)填補了我國目前純陽泉煤不易粘合的技術(shù)空白。我們主要針對陽泉煤煤質(zhì)較硬，氣化好的特點，對粘合劑進行了開發(fā)和研究，通過多次的燃燒對比試驗結(jié)果表明，本發(fā)明氣化型煤粘合劑所生產(chǎn)出的陽泉氣化型煤各項氣化指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到或超過陽泉塊煤的氣化指標(biāo)，主要煤氣成分對比分析結(jié)果見表3表3陽泉型煤與塊煤氣化指標(biāo)對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>CH41.6-2.41.2-2.4平均熱值MJ/NM34.9-6.15.0-6.24、各類指標(biāo)對比分析結(jié)論-采用本發(fā)明環(huán)保氣化型煤粘合劑所生產(chǎn)型煤的各類技術(shù)指標(biāo)均高于國內(nèi)同類產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)。其中依托本發(fā)明所生產(chǎn)型煤的環(huán)保指標(biāo)(煙塵排放量、二氧化硫排放量)和性能指標(biāo)(熱穩(wěn)定性、防潮性)等方面接近或達(dá)到國際先進水平。所生產(chǎn)的陽泉型煤最高可以100%替代陽泉塊煤造氣使用，填補了目前國內(nèi)這一煤種粘合劑技術(shù)的空白。本發(fā)明由腐殖酸鈉為原料制做合成氨造氣專用型煤的粘結(jié)劑，不但解決了無機粘結(jié)劑造成型煤灰份增高的問題，而且克服了有機粘結(jié)劑造成型煤熱穩(wěn)定性差、成本升高的缺點；本發(fā)明復(fù)合粘結(jié)劑本身和生產(chǎn)過程，條件溫和，沒有三廢污染，符合綠色環(huán)保要求；用本發(fā)明此粘結(jié)劑生產(chǎn)的型煤在熱穩(wěn)定性、冷熱強度、落下強度、灰埒點、防水性等方面都能滿足工業(yè)造氣專用型煤的質(zhì)量要求。使用本發(fā)明粘合劑制成的氣化型煤，煤的固定碳只降低2-3%，比目前國內(nèi)同類產(chǎn)品提高l倍以上。本發(fā)明的粘結(jié)劑生產(chǎn)線、設(shè)備投資可減少30%、粘結(jié)劑成本可減少30%，型煤摻燒量可達(dá)到70%-100%(原型煤只能摻燒20%-30%);用本發(fā)明粘合劑可加工以純陽泉無煙粉煤為原料的氣化型煤，可填補該煤種使用空白；一用本發(fā)明粘合劑不用漚制煤粉，直接成型，節(jié)省場地2/5，用本粘合劑加工成民用型煤(蜂窩煤)，以石家莊為例可節(jié)約黃土35萬噸折土地面積1500畝，全省可節(jié)約土地1.5萬畝(粘土蜂窩煤每噸含黃土200多公斤)，并可避免二次污染。5、石家莊正元化工集團柏坡化肥廠型煤試燒報告為了幫助企業(yè)節(jié)能降耗，石家莊邦爾科技發(fā)展有限公司2008年5月13日，在石家莊正元化工集團柏坡化肥廠進行型煤試燒，其報告如下，(一)、時間2008年5月13日上午9點-5月24日上午9點其13天，312小時(二)、地點柏坡化肥廠造氣車間(三)、設(shè)備型號直徑2.8米，固定間歇式煤氣發(fā)生爐(四)、設(shè)備編號13號爐(五)、型煤來源煤沫由正元柏坡化肥廠原無煙塊煤過篩后提供，經(jīng)石家莊邦爾科技發(fā)展有限公司用本發(fā)明粘合劑制成型煤后，拉回化肥廠造氣車間使用(六)、原煤沫與煤球(型煤)指標(biāo)對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(七)、型煤指標(biāo):煤球直徑5cm<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(八)、消耗指標(biāo)摻煤量35%_40%，注13號-17號35%，17號-24號40%摻燒記錄每車350-400kg臺班摻燒量4-5噸(九〗、原煤品種化肥廠陽泉無煙煤沫加工(十)、產(chǎn)氣量對比煤球產(chǎn)氣6900mVh塊煤產(chǎn)氣7500m3/h(十一)、帶出物量對比塊煤(爐號)0.8T煤球1T(十二)、煤球灰渣殘?zhí)己繅K煤(爐號)《9%5月22曰A、產(chǎn)氣量對比煤球產(chǎn)氣7100m7hB、帶出物量對比煤球《8.5%塊煤產(chǎn)氣7500m7h塊煤(爐號)0.8T煤球0.9TC、煤球灰渣殘?zhí)己繅K煤'(爐號)《9%煤球《7.5%指術(shù)指標(biāo)參數(shù)D、氣化型煤與原塊煤造氣實際運行數(shù)據(jù):半水煤氣體組份(1)入爐風(fēng)壓正常(2)風(fēng)機風(fēng)壓正常(3)爐底風(fēng)壓正常(4)爐內(nèi)風(fēng)壓正常(5)入爐蒸汽蓍t:上、下吹壺汽手輪增加1/2圈(6)爐面溫度比燒塊煤爐上增加3匸左右爐下不變(7)循環(huán)時間正常(8)百分比分配煤煤球上吹時間增加2(9)氣體組份燒煤C0202COH26.00.436.435燒煤球6.00.434.537E、其它技術(shù)指標(biāo)，運行過程煤球機械強度、固定碳含量高、熱穩(wěn)定強慘燒后工藝沒有大的調(diào)整，但由于13#爐到了在維修周期，兩邊的防流取長短不一造成下在兩邊渣量不均衡，改用17#爐后一切都正常，下落及爐溫與純燒塊煤基本相同。評價意見及建議(一)、爐況運行是否正常(二)、出現(xiàn)異常后，經(jīng)調(diào)整，能立即恢復(fù)正常如13號試燒時，風(fēng)壓偏大，使帶出物偏多，調(diào)整后14號即恢復(fù)正常；如19號落渣不好時，加大蒸汽，將落渣門調(diào)整平衡后、立刻恢復(fù)正常。(三)、摻型煤造氣爐渣含炭量低于塊煤造氣(四)、使用型煤在兩天造氣過程中無任何異常情況，使用型煤造氣取得成功。(五)、型煤比塊煤價格大約低10%以上，若工廠年用原煤5000噸，每年可節(jié)省燃料500噸左右(六)、解決環(huán)境污染將煤沫轉(zhuǎn)化成型煤，可固硫，減少二氧化碳排放，燃燒充分，無結(jié)渣現(xiàn)象，爐渣含炭量不大于6%，解決了粉塵及堆入場地污染，實現(xiàn)潔凈化生產(chǎn)，(七)、采用本發(fā)明粘合劑生產(chǎn)型煤是利國利民、實現(xiàn)資源再利用、能源節(jié)約型、環(huán)境友好型的節(jié)能項目，符合了國家循環(huán)經(jīng)濟和持續(xù)發(fā)展政策，效益明顯，建議大量推廣使用。綜上所述，本發(fā)明針對目前我國型煤生產(chǎn)技術(shù)中存在的熱穩(wěn)定性差、造氣性能不穩(wěn)定、二氧化硫排放較高、摻燒量低等技術(shù)問題。通過改良型煤生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)一型煤粘合劑，實現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保和提高生盧效益的目的。具體實施例方式實施例一本發(fā)明采用如下重量的份數(shù)比組份腐殖酸鈉35份，高嶺土75份，甲醛0.2份，水700份，將腐殖酸鈉加入高嶺土中混合后，將水加入攪拌后，再將甲醛溶液加入攪拌即制成。所述的腐殖酸鈉為腐殖酸含量〉40%、鈉的含量為20%的80目的腐殖酸鈉粉末，所述的高嶺土為300目的高嶺土粉，所述的甲醛溶液是甲醛含量為80%的甲醛溶液。所述的水的溫度保持在35。C。實施例二-本發(fā)明采用如下重量的份數(shù)比組份腐殖酸鈉25份，高嶺土60份，甲醛0.3份，水750份，將腐殖酸鈉加入高嶺土中混合后，將水加入攪拌后，再將甲醛溶液加入攪拌即制成。所述的腐殖酸鈉為腐殖酸含量〉40%、鈉的含量為10%的100目的腐殖酸鈉粉末，所述的高嶺土為250目的高嶺土粉，所述的甲醛溶液是甲醛含量為75%的甲醛溶液。所述的水的溫度保持在25°(:。實施例三-本發(fā)明采用如下重量的份數(shù)比組份腐殖酸鈉50份，高嶺土50份，甲酸0.5份，水725份，將腐殖酸鈉加入高嶺土中混合后，將水加入攪拌后，再將甲醛溶液加入攪拌即制成所述的腐殖酸鈉為腐殖酸含量>40%、.鈉的含量為15%的90目的腐殖酸鈉粉末，所述的高嶺土為200目的高嶺土粉，所述的甲醛溶液是甲醛含量為77%的甲醛溶液。所述的水的溫度保持在50°C。10權(quán)利要求1、一種環(huán)保節(jié)能氣化型煤粘合劑的制備方法，其特征在于采用如下重量的份數(shù)比組份腐殖酸鈉25-50份，高嶺土50-75份，甲醛溶液0.2-0.5份，水700-750份，將腐殖酸鈉加入高嶺土中混合，將水加入攪拌后，再將甲醛溶液加入攪拌即制成。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保節(jié)能氣化型煤粘合劑的制備方法，其特征在于所述的腐殖酸鈉為腐殖酸含量〉40%、鈉的含量為10_20%的80-100目的腐殖酸鈉粉末，所述的高嶺土為200-300目的高嶺土粉，所述的甲醛溶液是甲醛含量為75-80%的甲醛溶液。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種環(huán)保節(jié)能氣化型煤粘合劑的制備方法，其特征在于所述的水的溫度保持在25-50°C。全文摘要本發(fā)明涉及一種環(huán)保節(jié)能氣化型煤粘合劑的制備方法，本發(fā)明采用如下重量的份數(shù)比組份腐殖酸鈉25-50份，高嶺土50-75份，甲醛溶液0.2-0.5份，水700-750份，將腐殖酸鈉加入高嶺土中混合，將水加入攪拌后，再將甲醛溶液加入攪拌即制成，本發(fā)明屬于復(fù)合類型煤粘合劑，主要是采用有機物(腐殖酸鹽)同無機物(高嶺士)復(fù)合配制而成，其主要特點是摻燒量高、熱穩(wěn)定性好，冷熱強度高、污染物排放少、不用漚制煤粉、節(jié)省場地，避免二次污染。文檔編號C10L5/10GK101492624SQ20091007380公開日2009年7月29日申請日期2009年2月20日優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日發(fā)明者董建敏申請人:董建敏