專利名稱：一種魯奇加壓氣化用型煤專用粘結劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種型煤粘結劑，其包含硅膠、硅鋁土和氨基甲酸銨。對本發明型煤粘結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。本發明型煤粘結劑中還含有硅鋁土。硅鋁土具有一定的粘結強度，能起到粘結劑的作用。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，起到固硫作用，減少SO2排放。由于本發明型煤粘結劑中使用了硅鋁土，因此本發明粘結劑中無需額外添加固硫劑，這降低了原料成本，同時簡化了生產工藝。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，價格低廉，因此使用硅鋁土有利于降低成本，適于工業上大規模應用。對本發明型煤粘結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。本發明型煤粘結劑中的硅膠含量可為40-80重量％，優選45-75重量％，更優選50-70重量％，最優選60-70重量％，在每種情況下基于該型煤粘結劑的總重。本發明型煤粘結劑中的硅鋁土含量可為10-55重量％，優選15-50重量％，更優選20-40重量％，最優選25-30重量％，在每種情況下基于該型煤粘結劑的總重。本發明型煤粘結劑中的氨基甲酸銨含量可為5-15重量％，優選7-14重量％，更優選8-12重量％，最優選9-11重量％，在每種情況下基于該型煤粘結劑的總重。本發明型煤粘結劑除硅鋁土、硅膠和氨基甲酸銨之外，還可任選含有其他組分如調節劑和活化劑，以改善型煤的成型效果和灰熔融性溫度。所述調節劑起骨架支撐作用，對型煤的灰熔融性溫度有一定的提高作用。所用調節劑例如為酚醛樹脂、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、聚氨酯和有機硅等中的一種或多種。所述調節劑的用量可為0-10重量％，優選0-8重量％，更優選2-7重量％，最優選4-6重量％。所述活化劑對粉煤的成型效果有一定的促進作用，能提高型煤指標。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。在本發明的優選實施方案中，所述活化劑的含量為0-5重量％，優選0-3重量％，更優選0-1重量％。在一個優選實施方案中，本發明型煤粘結劑包含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。在另一優選實施方案中，本發明型煤粘結劑包含40-80重量％的硅膠、優選15-50重量％的硅鋁土和5-15重量％的氨基甲酸銨。在又一優選實施方案中，本發明型煤粘結劑包含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。在又一優選方案中，本發明型煤粘結劑包含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。在再一實施方案中，本發明型煤粘結劑包含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。在再一實施方案中，本發明型煤粘結劑包含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選含量可以以任意方式加以組合而不偏離本發明的范圍。此外，在本發明中，如果沒有特別指明的話，本發明型煤粘結劑的各組分之和為100重量％。 本發明型煤粘結劑適于貧煤、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，優選50-85:50-15，更優選60-75:40-25，更進一步優選60-70:40-30，最優選60-65:35-40。在一個實施方案中，所述煤泥可為洗煤廠煤泥。當用于原料煤中時，本發明型煤粘結劑的用量通常為O. 1-20重量％，優選O. 1-15重量％，更優選O. 1-10%重量，進一步優選O. 1-5重量％，最優選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，本發明還涉及一種型煤，其包含原料煤和本發明的型煤粘結劑。在優選實施方案中，本發明涉及一種型煤，其包含原料煤和基于原料煤的重量為O. 1-20重量％，優選O. 1-15重量％，更優選O. 1-10%重量，進一步優選O. 1-5重量％，最優選O. 1-2. 5重量％，尤其為O. 1-1. 5重量％的本發明型煤粘結劑。本發明還涉及本發明型煤的制備方法，包括原料煤的破碎以及將破碎的煤與本發明粘結劑混合并成型。為了使原料煤更好地與本發明粘結劑混合，且易于成型，將原料煤破碎。破碎后的原料煤粒度通常為< 3mm,優選< 2. 5mm,更優選< 2mm,最優選< I. 5mm,尤其是< 1mm。在使用煤泥的情況下，可直接使用濕煤泥，也可對煤泥進行晾曬。通常在混合前，在破碎的原料煤中加入適當的水。成型水分的量以物料壓制時不出水、不沾球窩、將粘結劑與原料煤充分接觸為限，通常為5-30重量％，優選為5-25重量％，更優選為5-20重量％，進一步優選為5-15重量％，最優選為7-13重量％。本發明型煤通常在對輥機上成型。所用對輥機及其成型工藝是本領域技術人員所熟知的。在所述型煤成型后，可對其進行干燥也可免烘干。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域技術人員所熟知的。本發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。本發明型煤粘結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。本發明型煤粘結劑可以充分利用廉價的粉煤和煤泥。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，不需高價購進塊煤，提高了粉煤和煤泥的附加值。可使企業獲得較好的經濟效益，又是發展企業循環經濟的一項重要內容。研究開發出的魯奇加壓氣化用型煤技術，進一步擴大了魯奇爐的原料范圍。具有顯著的經濟效益和社會效益，具有廣闊的推廣應用前景。對整個魯奇爐加壓氣化行業有著積極重要的指導作用。與現有技術相比，由本發明型煤粘結劑制備的型煤具有高落下強度、高熱穩定性和高灰熔融性溫度的優點。更具體地，由本發明型煤制備的型煤具有> 90%的型煤落下強度和彡1350° C的灰熔融性溫度，且熱穩定性BTS+6彡90%, BTS_3 ( 6%，且其他指標均符合魯奇氣化的要求。此外，本發明造氣型煤粘結劑成本為每噸型煤45-55元，成本低廉，適于工業化大規模應用。此外，本發明粘結劑無毒無害，對環境友好，不產生二次污染，且能固硫，減少SO2排放。此外，用本發明粘結劑制備的型煤對魯奇爐無污染，無焦結，有利于魯奇爐的連續運行。另外，使用發明粘結劑后型煤的 反應活性較原料煤有所提高。以下實施例闡述本發明，而非對其進行限制。
實施例測暈方法I.型煤落下強度的測暈方法依據MT/T925-2004規定的方法進行，測定方法要點為取一定量的型煤樣品稱重，從2m高處自由落下到規定厚度的鋼板上，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_的型煤塊質量占原型煤試樣質量的百分數，表示型煤的落下強度。2.型煤熱穩定性的測暈方法依據行業標準MT/T924-2004進行，測定方法要點為從按MT/T 915的規定采取的型煤樣品中選出無裂紋、基本完整的型煤，從中隨機選出約500g的型煤(準確到O. Olg)，將其均勻放入5個坩堝中，蓋好坩堝蓋，將馬弗爐預先加熱到900° C，打開爐門，迅速將坩堝放入恒溫區，立即關上爐門并計時，準確加熱30分鐘。從馬弗爐中取出坩堝，冷卻至室溫，稱量殘焦質量(準確到O. Olg)。將殘焦置于振幅為(40±2)mm，頻率為(240±20)min_l的往復式振篩機上。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的級分也是一個魯奇爐的一個重要工藝參數。因此，采用BTS+jPBTS_3作為本發明型煤熱穩定性的衡量指標。為此，選取直徑為6mm和3mm的篩子過篩5分鐘。按如下公式計算BTS+6和 BTS_3 BTS+6=m+6_/mX 100(I)BTS_3=m_3mm/mX 100(I)其中BTS+6 型煤的熱穩定性指標，單位為百分數(%);BTS_3 型煤的熱穩定性輔助指標，單位為百分數(%);m殘焦的總質量，單位為克(g);m+6_ 粒度大于6mm的殘焦質量,單位為克(g)；m_3_ 粒度小于3mm的殘焦質量，單位為克(g);3.灰熔融件軟化溫度(ST)的測量根據GB219-74采用角錐法測量。將煤灰與糊精混合塑成三角錐體，放在高溫爐中加熱，根據灰錐形態確定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.羰基焦醛為市售產品_2] 粘結劑的制備按下表I配方稱取各組分，混合均勻，備用。表I粘結劑配方(重量％)
權利要求
1.一種型煤粘結劑，其包含硅膠、硅鋁土和氨基甲酸鹽。
2.如權利要求I的粘結劑，其中硅膠含量為40-80重量％，優選45-75重量％，更優選50-70重量％，最優選60-70重量％，在每種情況下基于該型煤粘結劑的總重。
3.如權利要求I或2的粘結劑，其中硅鋁土含量為10-55重量％，優選15-50重量％，更優選20-40重量％，最優選25-30重量％，在每種情況下基于該型煤粘結劑的總重。
4.如權利要求1-3中任一項的粘結劑，其中氨基甲酸銨含量為5-15重量％，優選7-14重量％，更優選8-12重量％，最優選9-11重量％，在每種情況下基于該型煤粘結劑的總重。
5.如權利要求1-4中任一項的粘結劑，其還額外包含調節劑和活化劑。
6.如權利要求5的粘結劑，其中所述調節劑選自酚醛樹脂、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，其包含原料煤和權利要求1-6中任一項的粘結劑。
8.如權利要求7的型煤，其中所述原料煤為粉煤或粉煤與煤泥的混合物。
9.一種制備如權利要求7或8的型煤的方法，包括將所述原料煤與粘結劑混合的步驟。
10.如權利要求1-6中任一項的粘結劑在制備用于加壓固定床造氣型煤中的用途。
全文摘要
本發明涉及一種型煤粘結劑，尤其是涉及一種魯奇加壓氣化用型煤專用粘結劑，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劑；本發明還涉及包含所述型煤粘結劑的型煤以及所述型煤的制備方法。
文檔編號C10J3/02GK102965171SQ20121047051
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月19日 優先權日2012年11月19日
發明者姜英, 韓錦德, 王東升, 劉明銳, 白向飛, 羅隕飛 申請人:煤炭科學研究總院