專利名稱：一種魯奇加壓氣化用型煤專用粘結(jié)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種型煤粘結(jié)劑，其包含硅膠、硅鋁土和氨基甲酸銨。對(duì)本發(fā)明型煤粘結(jié)劑中所用的硅膠沒有特別的限制，其可為任何市售的硅膠，例如獲自壽光市榮豐化工有限公司的硅膠。所述硅膠可為任何形狀，如粉狀、顆粒狀等。本發(fā)明型煤粘結(jié)劑中還含有硅鋁土。硅鋁土具有一定的粘結(jié)強(qiáng)度，能起到粘結(jié)劑的作用。此外，硅鋁土中所含的碳酸鹽或氧化物、氫氧化物等成分能與煤中的硫反應(yīng)，起到固硫作用，減少SO2排放。由于本發(fā)明型煤粘結(jié)劑中使用了硅鋁土，因此本發(fā)明粘結(jié)劑中無需額外添加固硫劑，這降低了原料成本，同時(shí)簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝。其次，由于硅鋁土中含有大量氧化鋁和二氧化硅，這有利于提高制得的型煤的灰熔融性溫度，從而適用于加壓魯奇爐中。另一方面，硅鋁土來源廣泛，價(jià)格低廉，因此使用硅鋁土有利于降低成本，適于工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。對(duì)本發(fā)明型煤粘結(jié)劑中所用的硅鋁土沒有特別的限制，其例如來自石家莊邦爾公司B-I牌硅鋁土。本發(fā)明型煤粘結(jié)劑中的硅膠含量可為40-80重量％，優(yōu)選45-75重量％，更優(yōu)選50-70重量％，最優(yōu)選60-70重量％，在每種情況下基于該型煤粘結(jié)劑的總重。本發(fā)明型煤粘結(jié)劑中的硅鋁土含量可為10-55重量％，優(yōu)選15-50重量％，更優(yōu)選20-40重量％，最優(yōu)選25-30重量％，在每種情況下基于該型煤粘結(jié)劑的總重。本發(fā)明型煤粘結(jié)劑中的氨基甲酸銨含量可為5-15重量％，優(yōu)選7-14重量％，更優(yōu)選8-12重量％，最優(yōu)選9-11重量％，在每種情況下基于該型煤粘結(jié)劑的總重。本發(fā)明型煤粘結(jié)劑除硅鋁土、硅膠和氨基甲酸銨之外，還可任選含有其他組分如調(diào)節(jié)劑和活化劑，以改善型煤的成型效果和灰熔融性溫度。所述調(diào)節(jié)劑起骨架支撐作用，對(duì)型煤的灰熔融性溫度有一定的提高作用。所用調(diào)節(jié)劑例如為酚醛樹脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、酚醛樹脂、脲醛樹脂、甲苯二酚甲醛樹脂、聚甲醛、聚氨酯和有機(jī)硅等中的一種或多種。所述調(diào)節(jié)劑的用量可為0-10重量％，優(yōu)選0-8重量％，更優(yōu)選2-7重量％，最優(yōu)選4-6重量％。所述活化劑對(duì)粉煤的成型效果有一定的促進(jìn)作用，能提高型煤指標(biāo)。所用活化劑為脂肪族聚合物，如丙酮甲醛縮合物和羰基焦醛。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述活化劑的含量為0-5重量％，優(yōu)選0-3重量％，更優(yōu)選0-1重量％。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明型煤粘結(jié)劑包含40-80重量％的硅膠、10-55重量％的硅鋁土和5-15重量％的氨基甲酸銨。在另一優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明型煤粘結(jié)劑包含40-80重量％的硅膠、優(yōu)選15-50重量％的硅鋁土和5-15重量％的氨基甲酸銨。在又一優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明型煤粘結(jié)劑包含45-75重量％的硅膠、10-55重量％的硅鋁土和5-15重量％的氨基甲酸銨。在又一優(yōu)選方案中，本發(fā)明型煤粘結(jié)劑包含45-75重量％的娃膠、15-50重量％的硅鋁土 5-15重量％的氨基甲酸銨。在再一實(shí)施方案中，本發(fā)明型煤粘結(jié)劑包含50-70重量％的硅膠、10-55重量％的硅鋁土和5-15重量％的氨基甲酸銨。在再一實(shí)施方案中，本發(fā)明型煤粘結(jié)劑包含50-70重量％的硅膠、15-50重量％的硅鋁土和5-15重量％的氨基甲酸銨。需要提及的是，上文所述的各組分含量和優(yōu)選含量可以以任意方式加以組合而不偏離本發(fā)明的范圍。此外，在本發(fā)明中，如果沒有特別指明的話，本發(fā)明型煤粘結(jié)劑的各組分之和為100重量％。 本發(fā)明型煤粘結(jié)劑適于貧煤、貧瘦煤和無煙煤。所用原料煤可為粉煤。所述粉煤中可摻有煤泥，其中粉煤與煤泥的重量比可為45-95:55-5，優(yōu)選50-85:50-15，更優(yōu)選60-75:40-25，更進(jìn)一步優(yōu)選60-70:40-30，最優(yōu)選60-65:35-40。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述煤泥可為洗煤廠煤泥。當(dāng)用于原料煤中時(shí)，本發(fā)明型煤粘結(jié)劑的用量通常為O. 1-20重量％，優(yōu)選O. 1-15重量％，更優(yōu)選O. 1-10%重量，進(jìn)一步優(yōu)選O. 1-5重量％，最優(yōu)選O. 1-2. 5重量％，尤其為O. 1-1. 5重量％，基于原料煤的重量。因此，本發(fā)明還涉及一種型煤，其包含原料煤和本發(fā)明的型煤粘結(jié)劑。在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種型煤，其包含原料煤和基于原料煤的重量為O. 1-20重量％，優(yōu)選O. 1-15重量％，更優(yōu)選O. 1-10%重量，進(jìn)一步優(yōu)選O. 1-5重量％，最優(yōu)選O. 1-2. 5重量％，尤其為O. 1-1. 5重量％的本發(fā)明型煤粘結(jié)劑。本發(fā)明還涉及本發(fā)明型煤的制備方法，包括原料煤的破碎以及將破碎的煤與本發(fā)明粘結(jié)劑混合并成型。為了使原料煤更好地與本發(fā)明粘結(jié)劑混合，且易于成型，將原料煤破碎。破碎后的原料煤粒度通常為< 3mm,優(yōu)選< 2. 5mm,更優(yōu)選< 2mm,最優(yōu)選< I. 5mm,尤其是< 1mm。在使用煤泥的情況下，可直接使用濕煤泥，也可對(duì)煤泥進(jìn)行晾曬。通常在混合前，在破碎的原料煤中加入適當(dāng)?shù)乃?。成型水分的量以物料壓制時(shí)不出水、不沾球窩、將粘結(jié)劑與原料煤充分接觸為限，通常為5-30重量％，優(yōu)選為5-25重量％，更優(yōu)選為5-20重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為5-15重量％，最優(yōu)選為7-13重量％。本發(fā)明型煤通常在對(duì)輥機(jī)上成型。所用對(duì)輥機(jī)及其成型工藝是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。在所述型煤成型后，可對(duì)其進(jìn)行干燥也可免烘干。干燥可為晾曬，也可為帶式烘干。帶式烘干方法及條件是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。本發(fā)明型煤可為各種形狀的，包括但不限于圓球形、橢球形、枕形、多面體形等。本發(fā)明型煤粘結(jié)劑適于采用粉煤和煤泥成型制型煤，尤其是用于制備魯奇爐用氣化型煤。本發(fā)明型煤粘結(jié)劑可以充分利用廉價(jià)的粉煤和煤泥。型煤用于魯奇爐氣化，可以大量代替塊煤。能解決魯奇爐用塊煤資源緊缺的問題，不需高價(jià)購進(jìn)塊煤，提高了粉煤和煤泥的附加值?？墒蛊髽I(yè)獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，又是發(fā)展企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。研究開發(fā)出的魯奇加壓氣化用型煤技術(shù)，進(jìn)一步擴(kuò)大了魯奇爐的原料范圍。具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。對(duì)整個(gè)魯奇爐加壓氣化行業(yè)有著積極重要的指導(dǎo)作用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由本發(fā)明型煤粘結(jié)劑制備的型煤具有高落下強(qiáng)度、高熱穩(wěn)定性和高灰熔融性溫度的優(yōu)點(diǎn)。更具體地，由本發(fā)明型煤制備的型煤具有> 90%的型煤落下強(qiáng)度和彡1350° C的灰熔融性溫度，且熱穩(wěn)定性BTS+6彡90%, BTS_3 ( 6%，且其他指標(biāo)均符合魯奇氣化的要求。此外，本發(fā)明造氣型煤粘結(jié)劑成本為每噸型煤45-55元，成本低廉，適于工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。此外，本發(fā)明粘結(jié)劑無毒無害，對(duì)環(huán)境友好，不產(chǎn)生二次污染，且能固硫，減少SO2排放。此外，用本發(fā)明粘結(jié)劑制備的型煤對(duì)魯奇爐無污染，無焦結(jié)，有利于魯奇爐的連續(xù)運(yùn)行。另外，使用發(fā)明粘結(jié)劑后型煤的 反應(yīng)活性較原料煤有所提高。以下實(shí)施例闡述本發(fā)明，而非對(duì)其進(jìn)行限制。
實(shí)施例測(cè)暈方法I.型煤落下強(qiáng)度的測(cè)暈方法依據(jù)MT/T925-2004規(guī)定的方法進(jìn)行，測(cè)定方法要點(diǎn)為取一定量的型煤樣品稱重，從2m高處自由落下到規(guī)定厚度的鋼板上，將落下的型煤中粒度大于13mm的型煤塊再次落下，共落下3次，以第3次落下后粒度大于13_的型煤塊質(zhì)量占原型煤試樣質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，表示型煤的落下強(qiáng)度。2.型煤熱穩(wěn)定性的測(cè)暈方法依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T924-2004進(jìn)行，測(cè)定方法要點(diǎn)為從按MT/T 915的規(guī)定采取的型煤樣品中選出無裂紋、基本完整的型煤，從中隨機(jī)選出約500g的型煤(準(zhǔn)確到O. Olg)，將其均勻放入5個(gè)坩堝中，蓋好坩堝蓋，將馬弗爐預(yù)先加熱到900° C，打開爐門，迅速將坩堝放入恒溫區(qū)，立即關(guān)上爐門并計(jì)時(shí)，準(zhǔn)確加熱30分鐘。從馬弗爐中取出坩堝，冷卻至室溫，稱量殘焦質(zhì)量(準(zhǔn)確到O. Olg)。將殘焦置于振幅為(40±2)mm，頻率為(240±20)min_l的往復(fù)式振篩機(jī)上。由于魯奇爐入爐塊煤粒度要求大于6mm，型煤直徑必須> 6mm，而且< 3mm的級(jí)分也是一個(gè)魯奇爐的一個(gè)重要工藝參數(shù)。因此，采用BTS+jPBTS_3作為本發(fā)明型煤熱穩(wěn)定性的衡量指標(biāo)。為此，選取直徑為6mm和3mm的篩子過篩5分鐘。按如下公式計(jì)算BTS+6和 BTS_3 BTS+6=m+6_/mX 100(I)BTS_3=m_3mm/mX 100(I)其中BTS+6 型煤的熱穩(wěn)定性指標(biāo)，單位為百分?jǐn)?shù)(%);BTS_3 型煤的熱穩(wěn)定性輔助指標(biāo)，單位為百分?jǐn)?shù)(%);m殘焦的總質(zhì)量，單位為克(g);m+6_ 粒度大于6mm的殘焦質(zhì)量,單位為克(g)；m_3_ 粒度小于3mm的殘焦質(zhì)量，單位為克(g);3.灰熔融件軟化溫度(ST)的測(cè)量根據(jù)GB219-74采用角錐法測(cè)量。將煤灰與糊精混合塑成三角錐體，放在高溫爐中加熱，根據(jù)灰錐形態(tài)確定ST (軟化溫度)。
MM I.娃膠獲自壽光市榮豐化工有限公司2.硅鋁土 石家莊邦爾公司3.氨基甲酸銨獲自石家莊邦爾公司
4.酚醛樹脂獲自濟(jì)寧澤宇化工有限公司5.聚甲醛石家莊邦爾公司6.羰基焦醛為市售產(chǎn)品_2] 粘結(jié)劑的制備按下表I配方稱取各組分，混合均勻，備用。表I粘結(jié)劑配方(重量％)
權(quán)利要求
1.一種型煤粘結(jié)劑，其包含硅膠、硅鋁土和氨基甲酸鹽。
2.如權(quán)利要求I的粘結(jié)劑，其中硅膠含量為40-80重量％，優(yōu)選45-75重量％，更優(yōu)選50-70重量％，最優(yōu)選60-70重量％，在每種情況下基于該型煤粘結(jié)劑的總重。
3.如權(quán)利要求I或2的粘結(jié)劑，其中硅鋁土含量為10-55重量％，優(yōu)選15-50重量％，更優(yōu)選20-40重量％，最優(yōu)選25-30重量％，在每種情況下基于該型煤粘結(jié)劑的總重。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的粘結(jié)劑，其中氨基甲酸銨含量為5-15重量％，優(yōu)選7-14重量％，更優(yōu)選8-12重量％，最優(yōu)選9-11重量％，在每種情況下基于該型煤粘結(jié)劑的總重。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的粘結(jié)劑，其還額外包含調(diào)節(jié)劑和活化劑。
6.如權(quán)利要求5的粘結(jié)劑，其中所述調(diào)節(jié)劑選自酚醛樹脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、酚醛樹脂、脲醛樹脂、甲苯二酚甲醛樹脂、聚甲醛、聚氨酯和有機(jī)硅中的一種或多種，其中所述活化劑為脂肪族聚合物，尤其為如丙酮甲醛縮合物和羰基焦醛。
7.—種型煤，其包含原料煤和權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的粘結(jié)劑。
8.如權(quán)利要求7的型煤，其中所述原料煤為粉煤或粉煤與煤泥的混合物。
9.一種制備如權(quán)利要求7或8的型煤的方法，包括將所述原料煤與粘結(jié)劑混合的步驟。
10.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的粘結(jié)劑在制備用于加壓固定床造氣型煤中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種型煤粘結(jié)劑，尤其是涉及一種魯奇加壓氣化用型煤專用粘結(jié)劑，更特別地涉及一種包含硅膠、硅鋁土和氨基甲酸銨的魯奇加壓氣化用型煤專用粘結(jié)劑；本發(fā)明還涉及包含所述型煤粘結(jié)劑的型煤以及所述型煤的制備方法。
文檔編號(hào)C10J3/02GK102965171SQ20121047051
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者姜英, 韓錦德, 王東升, 劉明銳, 白向飛, 羅隕飛 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院