含濾泥的潔淨型煤及其製備方法

2024-01-27 05:04:15

專利名稱：含濾泥的潔淨型煤及其製備方法
技術領域：
本發明涉及煤炭加工技術領域，具體涉及一種含濾泥的潔淨型煤及其製備方法。
背景技術：
濾泥是製糖工業製糖過程中，採用澄清工藝得到的大宗副產品之一。其中亞硫酸法澄清工藝所得的幹濾泥中，有機物總量可達80%左右，主要為類脂物(蔗蠟和蔗脂)5-14%，纖維15-30%,糖分5-15%,粗蛋白5-15%,總灰分9-20%,另含有SiO2為5.25%、A1203為1.3%、Fe2O3為1.13%、CaO為6.9%,MgO為1.3%。據報導，從濾泥中可以提取蔗脂、蔗蠟和葉綠素，或者是從粗提物中進一步精製得留醇、二十八烷醇等，但是，提取步驟繁雜、有機溶劑消耗量大、產品得率及純度低等問題限制了其產業化應用的步伐；目前，少量濾泥用作飼料，部分以低廉的價格用於農田肥料，其他的被當做廢物堆放，佔用了大量的土地，還因其含有多種有機物和糖類物質，極易發黴、發臭，且長期堆放會鹼化和板結土壤，對環境造成嚴重的汙染。型煤是指以適當的工藝和設備，將具有一定粒度組成的粉煤加工成一定形狀、尺寸、強度及理化特性的人工「塊煤』』。型煤具有工藝簡單、投資少、成本低，且能取得提升燃煤品質、提高燃燒效率、降低燃煤汙染等優勢，因此作為燃料在人們日常生活和工業生產中得到廣泛應用。隨著經濟的持續高速發展，對煤的需求和消費不斷增加，由此引起的環境問題也越來越突出。我國每年廢氣排放量約12.3xl012m3，廢氣中煙塵排放量約1478萬t，二氧化硫排放量1891萬t，其中90%來自煤的燃燒，為解決因燃煤造成的大氣環境汙染問題，發展高效、潔淨煤技術勢在必行。現煤炭資源在逐年減少，煤炭資源日益緊缺，而亞硫酸法澄清工藝所得的幹濾泥中，有機物總量可達80%左右，可作為生物質潔淨型煤的原料，已有相關研究報導。如申請號為02133505.2的中國發明專利，公開了一種濾泥燃煤，由以下組份構成(重景百分比):原煤58-9 0%、濾泥8-40%、助燃催化劑0.5-1.0%、活化劑0.1-0.5%，利用濾泥所含鹼金屬氧化物與煤燃燒過程中釋放的SO2反應達到脫硫，從源頭有效地解決了 SO2汙染環境的問題，利用濾泥中所含的碳有機物增加其可燃燒物質，充分利用了資源。申請號為201210215132.7的中國發明專利，公開了一種濾泥蜂窩煤，包括下列質量份的組分:濾泥1-80份、煤1-70份、酒精廢醪液1-70份，該濾泥蜂窩煤具有原料來源廣、投資小、綜合利用率高、製作方法節能、產品不汙染環境優點。但現有研究未將濾泥綜合利用與型煤清潔生產充分結合，仍未能滿足人們對高熱值、低排放類潔淨型煤的質量要求。

發明內容
本發明的目的是針對現有濾泥型煤技術存在的缺陷，提供一種能夠使型煤易燃、熱值大、熱效率高、有害氣體排放量低、煤渣殘留量小、冷熱態強度高、熱穩定性好、防水性能好、成本低廉、生產工藝簡單的含濾泥的潔淨型煤及其製備方法，將糖廠的濾泥利用起來，避免了對環境的二次汙染，變廢為寶。
本發明所採用的技術方案如下:一種含濾泥的潔淨型煤，含有煤粉、濾泥、燃燒增效劑、複合粘結劑、固硫劑和除臭劑原料組份，所述濾泥為製糖工業採用亞硫酸法澄清工藝得到的濾泥，所述燃燒增效劑為硝酸鉀和氯化鈉，所述複合粘結劑為預糊化澱粉、粘土和聚乙烯醇，所述固硫劑為氫氧化鈣和碳酸鈉，所述除臭劑為抗壞血酸和硫酸亞鐵。所述煤粉可來自各種原料煤，如:褐煤、煙煤、無煙煤等塊煤、散煤，也可以是煤泥、煤矸石粉等，根據濾泥的加入情況選擇煤粉，加入前粉碎至40目以上，充分利用資源。所述濾泥為亞硫酸法澄清工藝所得的幹濾泥，有機物總量可達80%左右，主要為類脂物(蔗蠟和蔗脂)5-14%，纖維15-30%，糖分5-15%，粗蛋白5_15%，總灰分9_20%，另含有SiO2, A1203、Fe203> CaO, MgO等，濾泥中所含的碳有機物為可燃燒物質，所含鹼金屬氧化物可與煤燃燒過程中釋放的SO2反應達到脫硫。所述硝酸鉀屬於氧化劑，能在不同溫度下分解，使型煤在不同溫度下充分燃燒。所述氯化鈉起「爆破」作用，使煤層膨散疏鬆進一步加強燃燒。二者合用能夠使型煤易燃，熱值增大，熱效率提高。燃燒增效劑具有催化、助燃的作用，能使濾泥得到綜合利用，產生工業上需求不同熱值的煤。 所述預糊化澱粉粘度高、粘結效果好，可提高型煤冷機械強度，起粘結劑作用。所述粘土耐酸喊、有粘性、耐聞溫，可提聞型煤的熱抗壓強度和聞溫穩定性，並能提聞灰溶點等綜合功能。所述聚乙烯醇具有較強的防水性能，起防水劑的作用。由預糊化澱粉、粘土和聚乙烯醇按一定比例組成的複合粘結劑，粘結性能極佳，固化後產生的機械鍵合形成型煤堅實的骨架，從而提高型煤的冷、熱態強度，防潮、防水性能好，下落破碎率低，生產及使用過程中不含灰，方便運輸和使用。所述氫氧化鈣主要起脫硫和除臭的作用，並能提高型煤的熱強度。所述碳酸鈉為固硫劑，另外還能除臭、消除煙垢。配合濾泥中所含的鹼金屬氧化物，起催化作用，進一步提高固硫效果，有效地保護環境。所述抗壞血酸為強力抗氧化劑。所述硫酸亞鐵為抗氧化劑，同時具有殺菌功能。濾泥中含有類脂物、纖維、糖分、粗蛋白等營養成分，在配方中加入抗壞血酸和硫酸亞鐵，主要是使濾泥在生產、存儲和使用過程中免遭氧化、變質，有效去除濾泥型煤的臭味。以上所述含濾泥的潔淨型煤，所述原料組份的重量份比分別為:濾泥10-65份、煤粉25-85份、硝酸鉀0.002-0.05份、氯化鈉0.1-0.6份、預糊化澱粉0.2-2.8份、粘土0.5-6.0份、聚乙烯醇0.1-0.5份、氫氧化鈣0.6-1.5份、碳酸鈉0.03-0.5份、抗壞血酸0.003-0.02 份、硫酸亞鐵 0.1-0.3 份。以上所述含濾泥的潔淨型煤，所述原料組份的重量份比優選為:濾泥55-60份、煤粉35-40份、硝酸鉀0.003-0.03份、氯化鈉0.2-0.4份、預糊化澱粉0.3-2.3份、粘土0.8-5.3份、聚乙烯醇0.2-0.4份、氫氧化鈣0.9-1.3份、碳酸鈉0.06-0.3份、抗壞血酸0.005-0.01 份、硫酸亞鐵 0.125-0.25 份。以上所述含濾泥的潔淨型煤，所述粘土為高嶺土、耐火泥和膨潤土中的一種或兩種以上組合。以上所述含濾泥的潔淨型煤的製備方法，包括以下操作步驟:1.按照原料組份的重量份比分別稱取:煤粉、濾泥、硝酸鉀、氯化鈉、預糊化澱粉、粘土、聚乙烯醇、氫氧化鈣、碳酸鈉、抗壞血酸、硫酸亞鐵；2.將預糊化澱粉和粘土混合均勻，得混合物A ；3.將混合物A加入到煤粉和濾泥中，攪拌混合均勻，得混合物B ；4.將佔原料組份總重量6-10%的水加入反應器中，加入聚乙烯醇，加熱至80-85°C，攪拌使完全溶解，再分別加入硝酸鉀、氯化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、抗壞血酸和硫酸亞鐵，攪拌使混合均勻，得混合溶液C ；5.將混合溶液C加入到混合物B中，攪拌混合均勻，冷壓成型，自然放置或烘乾，即得。以上所述含濾泥的潔淨型煤的製備方法，所述原料組份的重量份比分別為:煤粉25-85份、濾泥10-65份、硝酸鉀0.002-0.05份、氯化鈉0.1-0.6份、預糊化澱粉0.2-2.8份、粘土 0.5-6.0份、聚乙烯醇0.1-0.5份、氫氧化鈣0.6-1.5份、碳酸鈉0.03-0.5份、抗壞血酸0.003-0.02份、硫酸亞鐵0.1-0.3份。本發明的有益效果是:1.本發明充分利用糖廠的濾泥製備潔淨型煤，用量可達70%，既解決了濾泥對環境的二次汙染的問題，又開發了新型燃料，為糖廠濾泥的最終處理找到了一種變廢為寶的有效途徑。2.本發明採用了燃燒增效劑，使得型煤燃燒充分，發熱量提高400-600大卡/kg，熱效率提高15-20%，煤渣殘留量減少。3.本發明採用了氫氧化鈣、碳酸鈉作為固硫劑，配合濾泥中所含的鹼金屬氧化物，進一步提高固硫效果，SO2的排放量降低60%以上，煙塵排放量降低50%以上，有效地保護環境。4.本發明的複合粘結劑，用量少，成本低，粘結性能極佳，在成型壓力的機械作用下，可滲入到型煤原料的空隙內部，固化後產生機械鍵合而形成型煤堅實的骨架，所製得的型煤冷壓強度達75.3kg/個，熱強度達30.5kg/個，浸水復幹強度達73.8kg/個，跌落強度91%以上。5.本發明的除臭劑，使濾泥在生產、存儲和使用過程中免遭氧化、變質，有效去除濾泥型煤的臭味，為實現糖廠濾泥的綜合利用、清潔生產提供了有力的保障。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步描述，但不限制本發明的保護範圍和應用範圍:一、含複合粘結劑和燃燒增效劑型煤的製備實施例1含濾泥的潔淨型煤的製備方法，包括以下操作步驟:1.按照原料組份的重量份比分別稱取:煙煤粉25kg、濾泥10kg、硝酸鉀0.002kg、氯化鈉0.1kg、預糊化澱粉0.2kg、高嶺土 0.5kg、聚乙烯醇0.1kg、氫氧化韓0.6kg、碳酸鈉0.03kg、抗壞血酸0.003kg、硫酸亞鐵0.1kg ；2.將預糊化澱粉和高嶺土混合均勻，得混合物A ；3.將混合物A加入到煙煤粉和濾泥中， 攪拌混合均勻，得混合物B ；
4.將佔原料組份總重量6%的水加入反應器中，加入聚乙烯醇，加熱至80°C，攪拌使完全溶解，再分別加入硝酸鉀、氯化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、抗壞血酸和硫酸亞鐵，攪拌使混合均勻，得混合溶液C ;5.將混合溶液C加入到混合物B中，攪拌混合均勻，冷壓成型，成型壓力為300kg，自然放置幹化，即得。以上所述含濾泥的潔淨型煤的製備方法，所述原料組份的重量份比分別為:濾泥10-65份、煤粉25-85份、硝酸鉀0.002-0.05份、氯化鈉0.1-0.6份、預糊化澱粉0.2-2.8份、粘土 0.5-6.0份、聚乙烯醇0.1-0.5份、氫氧化鈣0.6-1.5份、碳酸鈉0.03-0.5份、抗壞血酸0.003-0.02份、硫酸亞鐵0.1-0.3份。實施例2含濾泥的潔淨型煤的製備方法，包括以下操作步驟:1.按照原料組份的重量份比分別稱取:褐煤粉35kg、濾泥55kg、硝酸鉀0.003kg、氯化鈉0.2kg、預糊化澱粉0.3kg、高嶺土 0.8kg、聚乙烯醇0.2kg、氫氧化韓0.9kg、碳酸鈉
0.06kg、抗壞血酸0.005kg、硫酸亞鐵0.125kg ；2.將預糊化澱粉和高嶺土混合均勻，得混合物A ；3.將混合物A加入到褐煤粉和濾泥中，攪拌混合均勻，得混合物B ；4.將佔原料組份總重量10%的水加入反應器中，加入聚乙烯醇，加熱至85°C，攪拌使完全溶解，再分別加入硝酸鉀、氯化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、抗壞血酸和硫酸亞鐵，攪拌使混合均勻，得混合溶液C ;`
5.將混合溶液C加入到混合物B中，攪拌混合均勻，冷壓成型，成型壓力為200kg，90°C下烘乾，即得。實施例3含濾泥的潔淨型煤的製備方法，包括以下操作步驟:1.按照原料組份的重量份比分別稱取:無煙煤粉70kg、煤矸石粉15kg、濾泥65kg、硝酸鉀0.05kg、氯化鈉0.6kg、預糊化澱粉2.8kg、耐火泥3kg、高嶺土 3kg、聚乙烯醇0.5kg、氫氧化韓1.5kg、碳酸鈉0.5kg、抗壞血酸0.02kg、硫酸亞鐵0.3kg ；2.將預糊化澱粉和耐火泥、高嶺土混合均勻，得混合物A;3.將混合物A加入到無煙煤粉、煤矸石粉和濾泥中，攪拌混合均勻，得混合物B ;4.將佔原料組份總重量10%的水加入反應器中，加入聚乙烯醇，加熱至83°C，攪拌使完全溶解，再分別加入硝酸鉀、氯化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、抗壞血酸和硫酸亞鐵，攪拌使混合均勻，得混合溶液C ;5.將混合溶液C加入到混合物B中，攪拌混合均勻，冷壓成型，成型壓力為300kg，自然放置幹化，即得。實施例4含濾泥的潔淨型煤的製備方法，包括以下操作步驟:1.按照原料組份的重量份比分別稱取:無煙煤粉20kg、煤泥20kg、濾泥60kg、硝酸鉀0.03kg、氯化鈉0.4kg、預糊化澱粉2.3kg、膨潤土 3kg、高嶺土 2.3kg、聚乙烯醇0.4kg、氫氧化韓1.3kg、碳酸鈉0.3kg、抗壞血酸0.01kg、硫酸亞鐵0.25kg ；2.將預糊化澱粉和膨潤土、高嶺土混合均勻，得混合物A;
3.將混合物A加入到無煙煤粉、煤泥和濾泥中，攪拌混合均勻，得混合物B ；4.將佔原料組份總重量9%的水加入反應器中，加入聚乙烯醇，加熱至85°C，攪拌使完全溶解，再分別加入硝酸鉀、氯化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、抗壞血酸和硫酸亞鐵，攪拌使混合均勻，得混合溶液C ;5.將混合溶液C加入到混合物B中，攪拌混合均勻，冷壓成型，成型壓力為300kg，95 °C下烘乾，即得。實施例5含濾泥的潔淨型煤的製備方法，包括以下操作步驟:1.按照原料組份的重量份比分別稱取:無煙煤粉30kg、煙煤粉7kg、濾泥58kg、硝酸鉀0.02kg、氯化鈉0.3kg、預糊化澱粉1.5kg、高嶺土 3kg、聚乙烯醇0.25kg、氫氧化隹丐lkg、碳酸鈉0.2kg、抗壞血酸0.015kg、硫酸亞鐵0.2kg ；2.將預糊化澱粉和高嶺土混合均勻，得混合物A ；3.將混合物A加入到無煙煤粉、煙煤粉和濾泥中，攪拌混合均勻，得混合物B ;4.將佔原料組份總重量9%的水加入反應器中，加入聚乙烯醇，加熱至80°C，攪拌使完全溶解，再分別加入硝酸鉀、氯化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、抗壞血酸和硫酸亞鐵，攪拌使混合均勻，得混合溶液C ;5.將混合溶液C加入到混合物B中，攪拌混合均勻，冷壓成型，成型壓力為300kg，95 °C下烘乾，即得。二、型煤性能測 試1.強度測試將上述製備好的實施例樣品，進行強度測試，結果表明本發明型煤樣品冷熱強度高，跌落不易破碎，可製成工業、民用型煤，詳見表I。表I型煤強度測試結果表
權利要求
1.一種含濾泥的潔淨型煤，其特徵在於，含有煤粉、濾泥、燃燒增效劑、複合粘結劑、固硫劑和除臭劑原料組份，所述濾泥為製糖工業採用亞硫酸法澄清工藝得到的濾泥，所述燃燒增效劑為硝酸鉀和氯化鈉，所述複合粘結劑為預糊化澱粉、粘土和聚乙烯醇，所述固硫劑為氫氧化鈣和碳酸鈉，所述除臭劑為抗壞血酸和硫酸亞鐵。
2.根據權利要求1所述含濾泥的潔淨型煤，其特徵在於，所述原料組份的重量份比分別為:煤粉25-85份、濾泥10-65份、硝酸鉀0.002-0.05份、氯化鈉0.1-0.6份、預糊化澱粉0.2-2.8份、粘土 0.5-6.0份、聚乙烯醇0.1-0.5份、氫氧化鈣0.6-1.5份、碳酸鈉0.03-0.5份、抗壞血酸0.003-0.02份、硫酸亞鐵0.1-0.3份。
3.根據權利要求1所述含濾泥的潔淨型煤，其特徵在於，所述原料組份的重量份比分別為:煤粉35-40份、濾泥55-60份、硝酸鉀0.003-0.03份、氯化鈉0.2-0.4份、預糊化澱粉0.3-2.3份、粘土 0.8-5.3份、聚乙烯醇0.2-0.4份、氫氧化鈣0.9-1.3份、碳酸鈉0.06-0.3份、抗壞血酸0.005-0.01份、硫酸亞鐵0.125-0.25份。
4.根據權利要求1至3中任一所述含濾泥的潔淨型煤，其特徵在於，所述粘土為高嶺土、耐火泥和膨潤土中的一種或兩種以上組合。
5.一種如權利要求1至4中任一所述含濾泥的潔淨型煤的製備方法，其特徵在於，包括以下操作步驟: (O按照原料組份的重量份比分別稱取:煤粉、濾泥、硝酸鉀、氯化鈉、預糊化澱粉、粘土、聚乙烯醇、氫氧化鈣、碳酸鈉、抗壞血酸、硫酸亞鐵； (2 )將預糊化澱粉和粘土混合均勻，得混合物A ； (3)將混合物A加入到煤粉和濾泥中，攪拌混合均勻，得混合物B； (4)將佔原料組份總重量6-10%的水加入反應器中，加入聚乙烯醇，加熱至80-85°C，攪拌使完全溶解，再分別加入硝酸鉀、氯化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、抗壞血酸和硫酸亞鐵，攪拌使混合均勻，得混合溶液C ； (5 )將混合溶液C加入到混合物B中，攪拌混合均勻，冷壓成型，自然放置或烘乾，即得。
6.根據權利要求5所述含濾泥的潔淨型煤的製備方法，其特徵在於:所述原料組份的重量份比分別為:煤粉25-85份、濾泥10-65份、硝酸鉀0.002-0.05份、氯化鈉0.1-0.6份、預糊化澱粉0.2-2.8份、粘土 0.5-6.0份、聚乙烯醇0.1-0.5份、氫氧化鈣0.6-1.5份、碳酸鈉0.03-0.5份、抗壞血酸0.003-0.02份、硫酸亞鐵0.1-0.3份。
全文摘要
本發明公開了一種含濾泥的潔淨型煤及其製備方法。該潔淨型煤含有煤粉、濾泥、燃燒增效劑、複合粘結劑、固硫劑和除臭劑原料組份，所述濾泥為製糖工業採用亞硫酸法澄清工藝得到的濾泥，所述燃燒增效劑為硝酸鉀和氯化鈉，所述複合粘結劑為預糊化澱粉、粘土和聚乙烯醇，所述固硫劑為氫氧化鈣和碳酸鈉，所述除臭劑為抗壞血酸和硫酸亞鐵。本發明充分利用糖廠的濾泥，避免了對環境的二次汙染，變廢為寶，所製得的潔淨型煤具有易燃、熱效率較高、有害氣體的排放量少、冷熱強度高、防水性能好、生產成本低、環保等優點。
文檔編號C10L5/04GK103113948SQ20131008366
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月15日 優先權日2013年3月15日
發明者謝萬年, 江東, 吳亮, 楊超群 申請人:廣西桂晟新能源科技有限公司