本發(fā)明涉及一種煤質(zhì)機制炭制備方法，屬于機制炭技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一直以來，能源問題都被世界各國所重視，我國是能源消費大國，2015年是十二五收官之年，全年煤炭消費量占能源消費總量的64.0%，清潔能源消費量占能源消費總量的17.9%，其他能源占18.1%。從能源消費量可以看出煤炭是主要的能源，其中煤是主要的長期時間內(nèi)難以改變的能源結(jié)構(gòu)，并且大部分都是使用優(yōu)質(zhì)煤，導(dǎo)致煤的利用率不高，嚴(yán)重浪費資源。據(jù)統(tǒng)計，每燃燒1t標(biāo)準(zhǔn)煤排放二氧化碳約26kg，二氧化硫約24kg，排放氮氧化物約7kg。排放的這些物質(zhì)不僅危害人類身體健康，而且對自然環(huán)境及人類生存構(gòu)成威脅。再者木炭的消耗勢必會導(dǎo)致打量的樹木被砍伐，引起水土流失，沙漠化等環(huán)境問題，這種主流能源消費嚴(yán)重影響環(huán)境，破環(huán)了人與自然的和諧發(fā)展。
針對資源環(huán)境存在的問題，我國提出加快建設(shè)資源節(jié)約型，環(huán)境友好型社會，推動形成綠色發(fā)展方式，全面節(jié)約和高效利用資源，加大環(huán)境保護(hù)。生物質(zhì)炭的應(yīng)用深受青睞，生物質(zhì)炭具有環(huán)保好，簡單直燃，變廢為寶，資源利用率高等優(yōu)點，能夠緩解資源緊張及樹木被大量砍伐破壞的局面。機制炭又名人造炭、再生炭、無煙清潔炭，是以木質(zhì)碎料擠壓加工成的炭質(zhì)棒狀物。公開號CN104150463A用中藥殘渣制備機制炭，公開號CN105400529A用山核桃殼制備機制炭，公開號CN1888031A用竹子或竹子肥料制備機制炭，制備的這些機制炭雖然環(huán)保，但原料來源有限，產(chǎn)量少，不足以產(chǎn)業(yè)化。
如何尋求一種原料來源廣泛，成本低，產(chǎn)量大，便于產(chǎn)業(yè)化，工業(yè)化的機制炭值得人們?nèi)パ芯?，基于上述問題，本發(fā)明出一種煤質(zhì)機制炭及其制備方法。將低價值的褐煤作為原料制備機制炭，能夠節(jié)約和高效利用煤炭資源，變廢為寶。褐煤儲量約占全國煤炭儲量的13%，來源廣泛。用褐煤制備機制炭，工藝簡單，成本低，成型后堅實牢固，燃燒性能好，易點燃，燃燒過程中不會斷裂粉碎，燃燒徹底，燃燒灰分可以作為肥料供農(nóng)作物生長，結(jié)構(gòu)合理，投資小，產(chǎn)品成品率和生產(chǎn)效率高，價格低廉。具有良好的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境效益，該方法具備工業(yè)化推廣與應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種煤質(zhì)機制炭制備方法。該方法制備得到的煤質(zhì)機制炭價格低廉，環(huán)保和燃燒性能好。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
一種煤質(zhì)機制炭制備方法，包括以下具體步驟：
（1）分別將褐煤和生物質(zhì)炭破碎成0.1～2mm的褐煤顆粒和生物質(zhì)炭顆粒；
（2）將步驟（1）中的0.1～2mm褐煤顆粒在600～800℃隔絕空氣炭化4～8h，冷卻至室溫后得到炭化物；
（3）將步驟（2）得到的炭化物、步驟（1）得到的生物質(zhì)炭顆粒和粘結(jié)劑按照質(zhì)量比為60～95：0～35：2～5混合均勻，再加水?dāng)嚢杈鶆虻玫交旌衔锪?，混合物料中含水控制為混合物料質(zhì)量的10～15%；
（4）將步驟（3）得到的混合物料在壓力為0.5～1MPa下壓制成型，在100～200℃下烘干即得煤質(zhì)機制炭。
所述步驟（1）中的生物質(zhì)炭為松子殼炭、椰子殼炭、甘蔗渣炭或秸稈炭。
所述步驟（3）中粘結(jié)劑由40wt%腐植酸鈉、45wt%工業(yè)淀粉、5wt%水玻璃和10wt%膨潤土混合配置而成。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明煤質(zhì)機制炭完全不同于傳統(tǒng)的碳質(zhì)機制炭，采用了價格十分低廉的褐煤和生物質(zhì)炭為原料，褐煤的比例達(dá)到60-95%，大大降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，原料來源十分廣泛，工藝操作簡單，且燃燒時間長，平均每200g煤質(zhì)機制炭燃燒的時間長達(dá)3小時，并且能夠充分燃盡，也提高了廉價褐煤的碳資源利用率，對環(huán)境無污染，是一種價格低廉、性能優(yōu)良的生態(tài)機制炭。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例1制備得到的煤質(zhì)機制炭的實物圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實施例1
該煤質(zhì)機制炭制備方法，包括以下具體步驟：
（1）分別將褐煤和生物質(zhì)炭破碎成0.1～0.5mm的褐煤顆粒和生物質(zhì)炭顆粒；
（2）將步驟（1）中的0.1～0.5mm褐煤顆粒在700℃隔絕空氣炭化6h，冷卻至室溫后得到炭化物；
（3）將步驟（2）得到的炭化物、步驟（1）得到的生物質(zhì)炭顆粒和粘結(jié)劑按照質(zhì)量比為80：18：2混合均勻，再加水?dāng)嚢杈鶆虻玫交旌衔锪?，混合物料中含水控制為混合物料質(zhì)量的10%；其中生物質(zhì)炭為松子殼炭；粘結(jié)劑由40wt%腐植酸鈉、45wt%工業(yè)淀粉、5wt%水玻璃（濃度為400g/L）和10wt%膨潤土混合配置而成
（4）將步驟（3）得到的混合物料在壓力為0.5MPa下壓制成型，在150℃下烘干即得煤質(zhì)機制炭。
制備得到的煤質(zhì)機制炭實物圖如圖1所示，利用炭分析儀和氣體吸附儀進(jìn)行分析，煤質(zhì)機制炭中固定碳≥83.7%、灰分4.38%，比表面積達(dá)到119.55m2/g。
實施例2
該煤質(zhì)機制炭制備方法，包括以下具體步驟：
（1）分別將褐煤和生物質(zhì)炭破碎成0.5～1mm的褐煤顆粒和生物質(zhì)炭顆粒；
（2）將步驟（1）中的0.5～1mm褐煤顆粒在800℃隔絕空氣炭化4h，冷卻至室溫后得到炭化物；
（3）將步驟（2）得到的炭化物、步驟（1）得到的生物質(zhì)炭顆粒和粘結(jié)劑按照質(zhì)量比為95：0：5混合均勻，再加水?dāng)嚢杈鶆虻玫交旌衔锪?，混合物料中含水控制為混合物料質(zhì)量的15%；其中生物質(zhì)炭為秸稈炭；粘結(jié)劑由40wt%腐植酸鈉、45wt%工業(yè)淀粉、5wt%水玻璃（濃度為600g/L）和10wt%膨潤土混合配置而成
（4）將步驟（3）得到的混合物料在壓力為1MPa下壓制成型，在100℃下烘干即得煤質(zhì)機制炭。
利用炭分析儀和氣體吸附儀進(jìn)行分析，煤質(zhì)機制炭中固定碳80.8%、灰分4.93%，比表面積98.56m2/g。
實施例3
該煤質(zhì)機制炭制備方法，包括以下具體步驟：
（1）分別將褐煤和生物質(zhì)炭破碎成1～2mm的褐煤顆粒和生物質(zhì)炭顆粒；
（2）將步驟（1）中的1～2mm褐煤顆粒在600℃隔絕空氣炭化8h，冷卻至室溫后得到炭化物；
（3）將步驟（2）得到的炭化物、步驟（1）得到的生物質(zhì)炭顆粒和粘結(jié)劑按照質(zhì)量比為60：35：5混合均勻，再加水?dāng)嚢杈鶆虻玫交旌衔锪希旌衔锪现泻刂茷榛旌衔锪腺|(zhì)量的10%；其中生物質(zhì)炭為甘蔗渣炭；粘結(jié)劑由40wt%腐植酸鈉、45wt%工業(yè)淀粉、5wt%水玻璃（濃度為700g/L）和10wt%膨潤土混合配置而成
（4）將步驟（3）得到的混合物料在壓力為0.5MPa下壓制成型，在200℃下烘干即得煤質(zhì)機制炭。
利用炭分析儀和氣體吸附儀進(jìn)行分析，煤質(zhì)機制炭中固定碳85.4%、灰分4.68%，比表面積128.98m2/g，具體BJH檢測結(jié)果表如表1所示。
表1 機制炭樣品的BJH檢測結(jié)果表
。
實施例4
該煤質(zhì)機制炭制備方法，包括以下具體步驟：
（1）分別將褐煤和生物質(zhì)炭破碎成1～1.5mm的褐煤顆粒和生物質(zhì)炭顆粒；
（2）將步驟（1）中的1～1.5mm褐煤顆粒在700℃隔絕空氣炭化8h，冷卻至室溫后得到炭化物；
（3）將步驟（2）得到的炭化物、步驟（1）得到的生物質(zhì)炭顆粒和粘結(jié)劑按照質(zhì)量比為76：20：4混合均勻，再加水?dāng)嚢杈鶆虻玫交旌衔锪?，混合物料中含水控制為混合物料質(zhì)量的12%；其中生物質(zhì)炭為椰子殼炭；粘結(jié)劑由40wt%腐植酸鈉、45wt%工業(yè)淀粉、5wt%水玻璃（濃度為500g/L）和10wt%膨潤土混合配置而成
（4）將步驟（3）得到的混合物料在壓力為0.8MPa下壓制成型，在150℃下烘干即得煤質(zhì)機制炭。
利用炭分析儀和氣體吸附儀進(jìn)行分析，煤質(zhì)機制炭中固定碳88.7%、灰分4.76%，比表面積116.59m2/g。
以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。