一種基于醬油渣制備復(fù)合型煤粘結(jié)劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種基于醬油渣制備復(fù)合型煤粘結(jié)劑的方法，屬于型煤粘結(jié)劑制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]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。
[0003]目前，還有很大一部份地區(qū)使用蜂窩煤、柴禾、褐煤、煙煤和土焦等作為民用燃料，由于土焦具有運輸方便、燃燒無煙等優(yōu)點，加之許多地區(qū)環(huán)保部門因煙塵控制地需要，規(guī)定只能使用土焦，限制使用其它有煙燃料，因此土焦就成為城鎮(zhèn)普遍使用的燃料。而土焦由于價格高、破碎損耗較大，灰份硫份偏高、引火困難等，給用戶帶來許多不便。代替土焦的措施之一，是在無煙粉煤或粉焦中摻配一定數(shù)量的粘結(jié)劑加工制成型煤或型焦使用。
[0004]為了充分利用現(xiàn)有的煤炭資源和減少燃煤對環(huán)境的污染，世界各國都很重視型煤的研究與開發(fā)。目前，世界上一些主要產(chǎn)煤國都已將型煤技術(shù)視為潔凈煤技術(shù)的主要組成部分，而型煤粘結(jié)劑是型煤生產(chǎn)中特別是冷壓成型工藝中的關(guān)鍵技術(shù)，為了生產(chǎn)出高質(zhì)量的型煤，世界各國已對數(shù)百種粘結(jié)劑進(jìn)行了研究。對型煤粘結(jié)劑的選擇，主要有以下幾點基本要求:(I)對粉煤粘結(jié)作用強(qiáng)，使型煤具有足夠的冷熱強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度；(2)粘結(jié)劑加入量少，且粘結(jié)劑的加入不產(chǎn)生二次污染；(3)具有一定的防潮、防水性能；(4)不影響氣化效果、煤氣質(zhì)量和爐況的操作性等；(5)源料來源廣泛，價格低廉。
[0005]目前開發(fā)的粘結(jié)劑類型多種多樣，按其化學(xué)性質(zhì)可分為有機(jī)粘結(jié)劑和無機(jī)粘結(jié)劑；
(I)有機(jī)粘結(jié)劑中的焦油瀝青類粘結(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。
[0006](2)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，防潮防水性會泛胃。
[0007]醬油始創(chuàng)于我國，是有著幾千年悠久歷史的傳統(tǒng)調(diào)味品，它主要是通過黃豆、面粉等原料發(fā)酵而成。我國是醬油生產(chǎn)大國，目前年產(chǎn)量已達(dá)500萬噸，占世界年總產(chǎn)量的60%以上。隨著醬油工業(yè)的迅速發(fā)展，對醬油廢渣的處理已日益成為醬油生產(chǎn)企業(yè)迫切需要解決的難題。據(jù)報道，一個年產(chǎn)5000噸的醬油廠可產(chǎn)濕醬油渣1500噸。如此巨大的富含粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和其它營養(yǎng)物質(zhì)的醬油渣如果處理不當(dāng)，極易在微生物作用下迅速腐敗，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費。目前，國內(nèi)對醬油渣的處理大多停留在干燥后直接用做輔助飼料，其過程能耗大，經(jīng)濟(jì)價值甚低，大部分的醬油生產(chǎn)廠家選擇直接將其丟棄。因此，如何充分利用醬油渣中的有效物質(zhì)，開發(fā)出具有高附加值、高營養(yǎng)價值的新產(chǎn)品，提高企業(yè)的積極性，是醬油渣處理技術(shù)發(fā)展的一個新方向。這對于實現(xiàn)醬油工業(yè)，乃至整個釀造行業(yè)的清潔生產(chǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益具有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前傳統(tǒng)有機(jī)型煤粘結(jié)劑雖熱值高、不溶于水，燃燒不結(jié)渣，可提高型煤的耐水和燃燒性能，但是穩(wěn)定性差、成本高且容易污染環(huán)境，而傳統(tǒng)的無機(jī)型煤粘結(jié)劑雖價格低廉，但是粘結(jié)性差、防潮防水性能差的現(xiàn)狀，提供了一種利用醬油渣中豐富的粗纖維，通過酶解去除其中的雜質(zhì)，再通過添加鄰酞酸二辛酯作為改性輔助劑，在堿性條件下對其進(jìn)行改性，然后對鈣沸石進(jìn)行活化改性，將兩者混合使其纖維與沸石中的鈣鎂相結(jié)合，隨后添加聚丙烯酰胺增加其結(jié)合度，最后與其他添加劑混合，從而得到基于醬油渣制備復(fù)合型煤粘結(jié)劑的方法。該方法操作簡便，不僅利用醬油渣為原料，廢物利用，成本低，而且在制備的過程中綠色環(huán)保，對于環(huán)境沒有危害，最終制得的型煤粘結(jié)劑既有良好的燃燒性能，又有較好的穩(wěn)定性、粘結(jié)性，有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
[0009]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)稱取醬油渣放入容器中，按固液比1:3，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的氨水溶液，以200r/min攪拌I?2h后過濾，收集過濾物，將所得的過濾物與其質(zhì)量5?7%的蛋白酶混合，再加入蒸饋水浸泡混合物，在35?40°C下，以120r/min攪拌酶解30?40min;
(2)待上述酶解結(jié)束后，進(jìn)行過濾，使用無水乙醇沖洗過濾物2?3次后將過濾物放入反應(yīng)釜中，按固液比1:4，向反應(yīng)釜中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的氫氧化鈉溶液，再向其中加入氫氧化鈉溶液體積1.0?1.5%的鄰酞酸二辛酯，攪拌均勻，使用氨氣將反應(yīng)釜中的空氣排出；
(3)待空氣排出后，設(shè)定溫度為90?100°C，壓力為4?6MPa，以轉(zhuǎn)速160?200r/min，攪拌改性4?6h，改性結(jié)束，停止加熱，同時使用10°C的氫氣置換出反應(yīng)釜內(nèi)的氣體，在將降至室溫后出料，將所得的出料物進(jìn)行過濾，再將過濾物放入烘箱中，在100°C下干燥I?2h，得改性醬油渣，備用；
(4)稱取鈣沸石放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過150目篩，將所得的顆粒與其質(zhì)量I?2%的十二烷基硫酸鈉混合均勻，放入煅燒爐中，在600?800°C下，煅燒活化30?50min，再將活化后的鈣沸石顆粒與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氯化鎂乙醇溶液，隨后將其置于超聲振蕩器中，在20?24KHz下振蕩I?2h后過濾，得改性鈣沸石；
(5)按重量份數(shù)計，取40?50份步驟(3)所得的改性醬油渣、15?20份上述所得的鈣沸石、10?15份聚丙烯酰胺及8?12份腐植酸鈉，放入混合機(jī)中，在200?250°C下，以900?1000r/min混合30?40min，再自然冷卻至室溫，即可得到復(fù)合型煤粘結(jié)劑。
[0010]本發(fā)明的應(yīng)用方法是:在制備型煤的過程中，向原料無煙粉煤中加入本發(fā)明制得的復(fù)合型煤粘接劑，其中加入量為I?2kg無煙粉煤中加入10?12kg，充分混合均勻，加工成型煤即可。制得的型煤不僅可以保持良好的耐水和燃燒性能，而且具有更好的穩(wěn)定性、粘結(jié)性，經(jīng)檢測，添加了本發(fā)明復(fù)合型煤粘結(jié)劑的型煤比未添加復(fù)合型煤粘結(jié)劑的型煤的抗壓能力提高了 30?50N/球，可大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。
[0011]本發(fā)明的有益效果是: (1)本發(fā)明工藝簡單，操作方便，以廢棄醬油渣為原料，實現(xiàn)了廢物利用，降低了生產(chǎn)成本；
(2)本發(fā)明在制備的過程中綠色環(huán)保，對于環(huán)境沒有危害，符合綠色化工的宗旨；
(3)本發(fā)明制得的型煤粘結(jié)劑既有良好的燃燒性能，又有較好的穩(wěn)定性、粘結(jié)性，有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
【具體實施方式】
[0012]首先稱取醬油渣放入容器中，按固液比1:3，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的氨水溶液，以200r/min攪拌I?2h后過濾，收集過濾物，將所得的過濾物與其質(zhì)量5?7 %的蛋白酶混合，再加入蒸饋水浸泡混合物，在35?40 °C下，以120r/ min攪拌酶解30?40min ；待上述酶解結(jié)束后，進(jìn)行過濾，使用無水乙醇沖洗過濾物2?3次后將過濾物放入反應(yīng)釜中，按固液比1:4，向反應(yīng)釜中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的氫氧化鈉溶液，再向其中加入氫氧化鈉溶液體積1.0?1.5 %的鄰酞酸二辛酯，攪拌均勻，使用氨氣將反應(yīng)釜中的空氣排出；待空氣排出后，設(shè)定溫度為90?100°C，壓力為4?6MPa，以轉(zhuǎn)速160?200r/min，攪拌改性4?6h，改性結(jié)束，停止加熱，同時使用10°C的氫氣置換出反應(yīng)釜內(nèi)的氣體，在將降至室溫后出料，將所得的出料物進(jìn)行過濾，再將過濾物放入烘箱中，在100°C下干燥I?2h，得改性醬油渣，備用;接下來稱取鈣沸石放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過150目篩，將所得的顆粒與其質(zhì)量I?2%的十二烷基硫酸鈉混合均勻，放入煅燒爐中，在600?800°C下，煅燒活化30?50min，再將活化后的鈣沸石顆粒與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氯化鎂乙醇溶液，隨后將其置于超聲振蕩器中，在20?24KHz下振蕩I?2h后過濾，得改性鈣沸石;最后按重量份數(shù)計，取40?50份上述所得的改性醬油渣、15?20份上述所得的鈣沸石、10?15份聚丙烯酰胺及8?12份腐植酸鈉，放入混合機(jī)中，在200?250°C下，以900?1000r/min混合30?40min，再自然冷卻至室溫，即可得到復(fù)合型煤粘結(jié)劑。
[0013]實例I
首先稱取醬油渣放入容器