加气高效型煤及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种加气高效型煤。本发明专利技术的加气高效型煤由固体燃料粉末，固硫剂和粘结剂组成，其中所使用的粘结剂为用阴离子表面活性剂改性的硅酸钠水溶液。本发明专利技术的高效型煤具有提高发热值、燃烧充分、燃烧时间长、余渣少、烟气含硫低、成本低等特点，可广泛应用于民用、餐饮业、工业等方面。本发明专利技术还公开了加气高效型煤的制备方法。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。具体地说，本专利技术涉及一种由固体燃料粉末，固硫剂和粘结剂组成的，其中所用的粘结剂为用阴离子表面活性剂改性的硅酸钠水溶液。在现有技术中，存在着各种各样的制备型煤的方法，其中，大多数的制备方法均需要采用一种或多种粘结剂，常用的粘结剂包括黄泥、石灰、造纸废液、沥青、煤焦油、水泥和水玻璃等。例如，中国专利公开说明书CN1074701A和美国专利4169711均公开了以硅酸盐水溶液作为粘结剂制备型煤的方法，但它们对所采用的原煤要求较高，一般采用精煤，如无烟煤和烟煤，此外，在型煤中添加表面活性剂在现有技术中也有过报导，例如参见EP195638和US4217109，在这两篇文献中，表面活性剂分别用作乳化剂和分散剂。因此，本专利技术的目的在于提供一种新的用阴离子表面活性剂改性的硅酸钠水溶液型煤粘结剂。本专利技术的另一种目的在于提供一种由上述型煤粘结剂、固体燃料粉末和固硫剂组成的加气高效型煤。本专利技术的加气高效型煤由固体燃料粉末，固硫剂和用阴离子表面活性剂改性的硅酸钠水溶液粘结剂组成，其配方为固体燃料粉末 92%-100%固硫剂 0-8%改性硅酸钠水溶液 8-15%(固体重量比)适用于本专利技术的加气高效型煤的固体燃料粉末由优质燃料和劣质燃料粉末组成，其中，优质燃料为无烟煤、烟煤、焦煤粉等，劣质燃料褐煤、泥煤、粉煤灰、烟道灰及矸石等，基配方比为(按固体燃料总重量计)优质燃料 20-100%劣质燃料 0-80%用于本专利技术高效型煤的固体燃料粉末是40目以下的细颗粒。众所周知，在型煤制备过程中，将燃料粉碎过细，掺加现有的粘结剂，经成型后，会造成型煤紧密实而不易燃烧。因此，在现有技术中，通常将燃料粉碎至2mm的颗粒占80%，由于颗粒较大导致燃烟不充分。而本专利技术的加气高效型煤由于采用阴离子表面活性剂改性的硅酸钠水溶液作粘结剂，在制备过程中，经高速粉碎、撞击，所述粘结剂产生大量微小的气泡，该气泡附在燃料颗粒上，在加压成型时，气泡被挤在煤粉之间，即得到本专利技术所述的加气高效型煤。同时，在燃烧过程中，由于在型煤中存在充足的空气，燃烧更加充分。适用于本专利技术的加气高效型煤的固硫剂由MnO2和CaO组成，其配方为(按固硫剂总重量计)MnO220-50%CaO 50-80%根据所选固体燃料的含硫量可用或不用固硫剂。在本专利技术优选的型煤中，固硫剂的用量为0-5%，其配比为MnO230-40%CaO 60-70%用于本专利技术型煤的粘结剂的配方如下(按粘结剂总重量计)硅酸盐 10-30%硫酸(10%浓度) 0-5%磷酸盐 0.5-5%氯化钠 0.5-3%阴离子表面活性剂 0.1-5%水 余量。人们知道，硅酸盐可用作型煤粘结剂，但硅酸盐的无机氧化物不是助燃氧化物，而是起阻燃作用，在型煤中加入过量硅酸盐会影响型煤燃烧，而加入量太小又难以起到所需的粘合作用。因此，本专利技术人经过研究和实践探索后发现，在硅酸盐水溶液中加入一定量的阴离子表面活性剂，可增加硅酸盐的活化性，增加了胶团，从而提高了粘性。尽管不想受任何理论的约束，但本专利技术人认为在硅酸盐水溶液中加入一定量的阴离子表面活性剂后，其在溶液中缔合成“胶团”，从而具有较高的表面活性及润湿、发泡、增溶等作用，而其中润湿和发泡作用是尤其重要的，胶团的存在使介质具有催化性，提高了活性。由于在水溶液中存在一定量的阴离子表面活性剂，使介质的表面张力降低，在型煤制备过程中，经高速粉碎、撞击，产生大量微小气泡，这种微小气泡一般是真泡沫，即泡沫的膜是闭合的，不存在联结充气的通道。微小泡沫存在于煤粉颗粒之中，起到隔离煤粉，防止压实的作用。在型煤燃烧过程中，气泡中的空气供给表面燃烧，使固体碳加速化学反应，从而提高了燃烧温度，使燃烧更加充分，并降低了余渣量。在本专利技术的型煤粘合剂中，所用的硅酸盐选自硅酸钠，硅酸钾和硅酸钠钾，其中优选波美度3.1-3.5的硅酸钠，所用的硫酸为稀硫酸，优选浓度为10-20%的稀硫酸;所用的磷酸盐包括磷酸钠，焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等，所用的阴离子表面活性剂选自烷基苯磺酸盐，烷基或烯基磺酸盐，仲烷基硫酸盐和磷酸酯(盐)，尤其是烷基苯磺酸盐。本专利技术优选的型煤配比为(按型煤总重量计)固体燃烧粉末(≤40目) 95-100%固硫剂 0-5%粘结剂(固体重量的) 10-15%其中粘结剂的配方为(按粘结剂总重量计)硅酸盐 8-20%稀硫酸(浓度10-20%) 0-3%磷酸盐 0.8-3%氯化钠 0.6-1.6%阴离子表面活性剂 1.0-2.0%水 余量。本专利技术还公开了加气高效型煤的制备方法，其包括(a)用硅酸盐、稀硫酸、磷酸盐、氯化钠、阴离子表面活性剂和水按比例配制型煤粘结剂;(b)按比例混合粘结剂，固硫剂和固体燃料;(c)用粉碎机粉碎(b)得到的混合料，使固体燃料粉碎至40目以下，和(d)用成型设备成型制得加气高效型煤。用本专利技术的方法制备的加气高效型煤具有良好的燃烧性能，且型煤有足够的冷强度，自硬自干，无须加温干燥。本专利技术的加气高效型煤与市售的蜂窝煤相比较具有燃烧充分，炉口温度高、燃烧时间长、余渣少、烟气含硫低、成本低等特点，经测试，可提高热值15-25%，可广泛应用于民用、餐饮业、工业等方面。如下实例仅用于进一步说明本专利技术，而不是对本专利技术的限制。所有百分数均按重量计。实施例1用如下物料，按如下比例配制型煤粘结剂硅酸钠(波美度3.1-3.5) 14%稀硫酸(浓度10-20%) 2%六偏磷酸钠 1.2%氯化钠 1.2%烷基苯磺酸钠 1.6%水 80%实施例2采用含硫量符合要求的原煤100%与原煤量的12%实例1配制的粘结剂，经混合及粉碎后成型得到民用蜂窝煤。实施例3用95%的原煤，5%的固硫剂(MnO230%+CaO70%)和上述固体量的12%的实施例1配制的粘结剂经混合和粉碎，成型得到工业用型煤。实施例4用93%的原煤，7%的固硫剂(MnO230%+CaO70%)和10%实施例1中a配制的粘结剂经混合和粉碎，成型得到餐饮业用型煤。实施例相对比分别对本专利技术实例2的民用蜂窝煤与市售的蜂窝煤进行燃烧试验，并作如下测试，其结果如下本专利技术的加气型煤 市售蜂窝煤重量(g/块)(φ100×70) 450g 750g燃烧时间(h) 2.8-3.5 2.5旺火时间(h) 2 1灰渣含碳量 1-2% 8%-10%炉口温度(℃) 850-870℃ 610-670℃煤中心温度(℃) 1450-1500℃ 1100℃平均火力强度(J/min) 2400 1800-2000权利要求1.一种加气高效型煤，其包括(按型煤总重量计)固体燃烧粉末92-100%固硫剂 0-8%粘结剂(固体重量比) 10-15%其中固硫剂包括(按含硫量调整)MnO220-50%CaO 50-80%粘结剂包括(按粘结剂重量计)硅酸盐 10-30%硫酸0-5%磷酸盐 0.5-5%氯化钠 0.5-3%阴离子表面活性剂0.1-5%水 余量。2.根据权利要求1的加气高效型煤，其中固体燃料粉末由优质燃料粉末和劣质燃料粉末组成，其配比为(按固体燃料粉末重量计)优质燃料粉末 20-100%劣质燃料粉末 0-80%3.根据权利要求1的加气高效型煤，其中所述固体燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加气高效型煤，其包括（按型煤总重量计）固体燃烧粉末９２－１００％固硫剂０－８％粘结剂（固体重量比）１０－１５％其中固硫剂包括（按含硫量调整）ＭｎＯ↓［２］２０－５０％ＣａＯ５０－８０％粘结剂包括（按粘结剂重量计）：硅酸盐１０－３０％硫酸０－５％磷酸盐０．５－５％氯化钠０．５－３％阴离子表面活性剂０．１－５％水余量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙天民，
申请(专利权)人：孙天民，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]