一種高強度環保型煤粘合劑的製備及其使用方法與流程

2023-11-10 22:42:17 1

本發明涉及一種高強度環保型煤粘合劑，特別是一種高強度環保型煤粘合劑的製備及其在煤粉中的使用方法。

背景技術：

煤炭作為中國主要的能源資源在短期內將一直佔據著主導地位，但其燃燒產物所造成的溫室效應、霧霾等環境問題逐漸引起了人們的重視，在全球呼籲「節能、減排」的號召下，中國政府向世界人民承若：將在2030年二氧化碳的排放達到峰值且將努力早日達峰，為此，中國政府制定了相應的優惠政策引導大力發展潔淨煤技術。所謂潔淨煤技術就是煤的氣化、液化、煤的高效燃燒或者將無煙煤粉製成型煤等技術，其中型煤就是在無煙煤粉中添加適量的粘合劑經壓制、烘乾等工序製備而成的具有特定形狀的煤。

型煤粘合劑是製備型煤過程中必不可少的一類添加劑，其主要有有機粘合劑、無機粘合劑及複合型粘合劑，採用有機粘合劑製成的型煤不僅成本較高，而且防水性和熱穩定性較差，而採用無機粘合劑製備的型煤冷強度較低，同時也會增加灰粉，降低發熱量，因此，目前市場上主要存在的是複合型的粘合劑，它是由化工高分子、無機材料和少量的外加助劑所組成，其中化工類產品經燃燒之後會產生大量的有害氣體及粉塵，會對環境及人體造成一定的傷害。因此，尋求一種可替代的、環保的型煤粘合劑顯得極其重要。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的問題和不足，本發明的目的在於提供一種高強度環保型煤粘合劑、粘合劑的製備方法及其在煤粉中的使用方法。

本發明的目的是通過下述技術方案來實現的：

一種高強度環保型煤粘合劑，包括以下重量百分比的原料：

有機膠黏劑10～25％；黏土50～75％；腐植酸鈉10～20％；纖維素8～20％；樹脂1～8％。

進一步，所述有機膠黏劑為玉米澱粉、馬鈴薯澱粉、預糊化玉米澱粉、麥芽糖糊精、黃糊精或預糊化馬鈴薯澱粉中的一種或幾種。

進一步，所述黏土為高嶺土、紅黏土、黃土、鋁礬土、陶土或膨潤土中的一種或幾種。

進一步，所述腐植酸鈉中腐殖酸的含量為8～60％。

進一步，所述纖維素為甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素或木質纖維素中的一種或幾種。

進一步，所述樹脂為酚醛樹脂或脲醛樹脂中的一種或兩種的混合物。

本發明進而給出了一種高強度環保型煤粘合劑的製備方法，包括下述步驟：

按照質量比將10～25％的有機膠黏劑與50～75％的黏土混合於反應器中，待充分攪拌3～15min後，將質量比為10～20％的腐植酸鈉和1～8％樹脂緩慢加入混合物中，在攪拌過程中將質量比為8～20％的纖維素最後加入反應器，並充分攪拌3～10min，即得型煤粘合劑。

本發明還給出了一種高強度環保型煤粘合劑在煤粉中的使用方法，包括稱取粒度為1～3mm的煤粉80～150g放入容器中，然後將質量為2～5g型煤粘合劑緩慢加入其中攪拌1～8min後，再添加4～9g水，攪拌1～5min，成團狀，倒入型煤磨具中在壓力為10MPa，溫度為20～25℃條件下壓製成型，成型後將煤球置於120～270℃的烘箱內放置1～3h，即得潔淨型煤。

進一步，所述煤粉為朝鮮無煙煤、蘭炭、晉煤或榆林煤中的一種或兩種。

進一步，當所述煤粉為其中兩種時，朝鮮無煙煤佔其他任意一種煤的質量比為60％～100％；蘭炭與其他任意一種煤的質量比為1：1。

這種新型的型煤粘合劑具有以下優點：

(1)該型煤粘合劑除黏土和極少量的樹脂外均是天然有機物，燃燒產物為二氧化碳及水，不會對環境造成太大的汙染，也不會過多的降低型煤的發熱量。

(2)天然有機物粘度較高，使用其製備的複合型粘合劑添加少量就可以達到型煤的各項指標，從而可以降低生產及運輸成本。

(3)該型煤粘合劑是由天然有機物、黏土及外加各種助劑組合而成，採用該型煤粘合劑製備的型煤具有較高的冷、熱強度，較好的熱穩定性。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明。

1)本發明一種高強度環保型煤粘合劑的製備，包括下述步驟：

將質量比為10～25％的有機膠黏劑與質量比為50～75％的黏土混合於反應器中，待充分攪拌後將質量比為10～20％的腐植酸鈉、1～8％樹脂按照緩慢加入其中，在攪拌過程中將質量比為8～20％的纖維素最後加入反應器並充分攪拌後即得型煤粘合劑。

實施例配比如下表1

附表1：不同原料配比實施例

2)型煤粘合劑在煤粉中的應用

稱取粒度為1～3mm的煤粉80～150g放入燒杯中，然後稱取2～5g型煤粘合劑緩慢加入其中攪拌1～8min後，待看不到粘合劑後，再往燒杯添加4～9g水，攪拌1～5min，待煤粉手握成團不散後倒入型煤磨具中壓製成型，成型條件：10MPa×25℃，成型後將煤球置於120～270℃的烘箱內放置1～3h，即得潔淨型煤。

上述煤粉為朝鮮無煙煤、蘭炭、晉煤或榆林煤中的一種或兩種；當朝鮮無煙煤與其他煤粉混合時，朝鮮無煙煤佔其他任意一種煤的質量比為60％～100％；當蘭炭與其他煤粉混合時，蘭炭與其他任意一種煤的質量比為1：1。

下面給出不同實施例型煤性能來進一步說明本發明效果。

附表2：實施例與對比例製備的型煤各性能檢測數據。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，採用粘合劑除黏土和極少量的樹脂外均是天然有機物的方式避免其對環境造成汙染，並能有效控制型煤的發熱量的降低，利用該型煤粘合劑製備的型煤具有較高的冷、熱強度，較好的熱穩定性。其冷強度不小於950/N，落下強度不小於89％，熱穩定性達到85％，發熱量達到6000卡，且灰粉不大於17％，揮發分不大於7.8％，固體碳不小於61.8％，全硫量不大於0.2/％，防水性在300/N。

上述僅僅給出了較佳的實施例，本發明權利要求限定的的數值保護範圍均能夠滿足本發明獲得高強度環保型煤粘合劑的要求。任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。