一種基于醬油渣制備復合型煤粘結劑的方法
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種基于醬油渣制備復合型煤粘結劑的方法，屬于型煤粘結劑制備技術領域。
【背景技術】
[0002]型煤是一種由煤粉中加入型煤粘結劑而制成的用于煤氣發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、燃燒無煙等優點，加之許多地區環保部門因煙塵控制地需要，規定只能使用土焦，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量的粘結劑加工制成型煤或型焦使用。
[0004]為了充分利用現有的煤炭資源和減少燃煤對環境的污染，世界各國都很重視型煤的研究與開發。目前，世界上一些主要產煤國都已將型煤技術視為潔凈煤技術的主要組成部分，而型煤粘結劑是型煤生產中特別是冷壓成型工藝中的關鍵技術，為了生產出高質量的型煤，世界各國已對數百種粘結劑進行了研究。對型煤粘結劑的選擇，主要有以下幾點基本要求:(I)對粉煤粘結作用強，使型煤具有足夠的冷熱強度和機械強度；(2)粘結劑加入量少，且粘結劑的加入不產生二次污染；(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]目前開發的粘結劑類型多種多樣，按其化學性質可分為有機粘結劑和無機粘結劑；
(I)有機粘結劑中的焦油瀝青類粘結劑灰分低、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，容易污染環境。生物質淀粉類粘結劑來源廣，不增加型煤灰分，有較高的發熱量，生產的型煤燃點低，燃燒不結渣，而粘結性不佳，價格也持續走高。工農業廢料類粘結劑絕大多數為有機化合物，例如廢蜜糖，紙漿黑液等，它們的性能較好，可以實現廢物利用，同時減少對環境的污染，不足是耐水性差。高分子類粘結劑粘結力強，防水性好，具有一定熱值，缺點是穩定性差，成本高。
[0006](2)無機粘結劑來源廣，包括石灰，粘土，水泥，陶土，石膏，水玻璃和多種無機鹽等，該類粘結劑價格低廉，缺點是粘結性低，摻入量大，顯著增加了型煤的灰分，防潮防水性會泛胃。
[0007]醬油始創于我國，是有著幾千年悠久歷史的傳統調味品，它主要是通過黃豆、面粉等原料發酵而成。我國是醬油生產大國，目前年產量已達500萬噸，占世界年總產量的60%以上。隨著醬油工業的迅速發展，對醬油廢渣的處理已日益成為醬油生產企業迫切需要解決的難題。據報道，一個年產5000噸的醬油廠可產濕醬油渣1500噸。如此巨大的富含粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和其它營養物質的醬油渣如果處理不當，極易在微生物作用下迅速腐敗，造成嚴重的環境污染和資源浪費。目前，國內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，經濟價值甚低，大部分的醬油生產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，開發出具有高附加值、高營養價值的新產品，提高企業的積極性，是醬油渣處理技術發展的一個新方向。這對于實現醬油工業，乃至整個釀造行業的清潔生產，提高企業的經濟效益和社會效益具有重大意義。
【發明內容】
[0008]本發明主要解決的技術問題:針對目前傳統有機型煤粘結劑雖熱值高、不溶于水，燃燒不結渣，可提高型煤的耐水和燃燒性能，但是穩定性差、成本高且容易污染環境，而傳統的無機型煤粘結劑雖價格低廉，但是粘結性差、防潮防水性能差的現狀，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，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行改性，然后對鈣沸石進行活化改性，將兩者混合使其纖維與沸石中的鈣鎂相結合，隨后添加聚丙烯酰胺增加其結合度，最后與其他添加劑混合，從而得到基于醬油渣制備復合型煤粘結劑的方法。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保，對于環境沒有危害，最終制得的型煤粘結劑既有良好的燃燒性能，又有較好的穩定性、粘結性，有顯著的經濟和社會效益。
[0009]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
(1)稱取醬油渣放入容器中，按固液比1:3，向其中加入質量分數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)待上述酶解結束后，進行過濾，使用無水乙醇沖洗過濾物2?3次后將過濾物放入反應釜中，按固液比1:4，向反應釜中加入質量分數為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，使用氨氣將反應釜中的空氣排出；
(3)待空氣排出后，設定溫度為90?100°C，壓力為4?6MPa，以轉速160?200r/min，攪拌改性4?6h，改性結束，停止加熱，同時使用10°C的氫氣置換出反應釜內的氣體，在將降至室溫后出料，將所得的出料物進行過濾，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中進行粉碎，過150目篩，將所得的顆粒與其質量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量分數為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，即可得到復合型煤粘結劑。
[0010]本發明的應用方法是:在制備型煤的過程中，向原料無煙粉煤中加入本發明制得的復合型煤粘接劑，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，而且具有更好的穩定性、粘結性，經檢測，添加了本發明復合型煤粘結劑的型煤比未添加復合型煤粘結劑的型煤的抗壓能力提高了 30?50N/球，可大規模生產應用。
[0011]本發明的有益效果是: (1)本發明工藝簡單，操作方便，以廢棄醬油渣為原料，實現了廢物利用，降低了生產成本；
(2)本發明在制備的過程中綠色環保，對于環境沒有危害，符合綠色化工的宗旨；
(3)本發明制得的型煤粘結劑既有良好的燃燒性能，又有較好的穩定性、粘結性，有顯著的經濟和社會效益。
【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，向其中加入質量分數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 ；待上述酶解結束后，進行過濾，使用無水乙醇沖洗過濾物2?3次后將過濾物放入反應釜中，按固液比1:4，向反應釜中加入質量分數為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，使用氨氣將反應釜中的空氣排出；待空氣排出后，設定溫度為90?100°C，壓力為4?6MPa，以轉速160?200r/min，攪拌改性4?6h，改性結束，停止加熱，同時使用10°C的氫氣置換出反應釜內的氣體，在將降至室溫后出料，將所得的出料物進行過濾，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中進行粉碎，過150目篩，將所得的顆粒與其質量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量分數為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，即可得到復合型煤粘結劑。
[0013]實例I
首先稱取醬油渣放入容器