一種褐煤粘結(jié)劑成型制備加壓氣化型煤的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于褐煤加工利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種褐煤粘結(jié)劑成型制備加壓氣化型煤的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]褐煤屬于低價(jià)煤，煤化程度較低，儲(chǔ)量十分豐富，約占全球煤炭儲(chǔ)量的50%。在中國，褐煤是主要的廉價(jià)能源，其儲(chǔ)量約占全國煤炭總儲(chǔ)量的13%，在中國能源供應(yīng)中起至關(guān)重要的作用。
[0003]由于褐煤的揮發(fā)分和水分含量都很高，熱值低，易于風(fēng)化和自燃，不宜長途運(yùn)輸，被看作一種劣質(zhì)的煤炭資源。為了充分利用我國褐煤資源，提高褐煤利用的附加值，需要對(duì)褐煤進(jìn)行脫水提質(zhì)或熱解提質(zhì)。但是脫水提質(zhì)(干燥)后的褐煤由于松散、易碎，在運(yùn)輸過程中造成環(huán)境污染和大量的褐煤資源浪費(fèi)。褐煤成型技術(shù)正是解決這一問題的有效途徑之
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[0004]我國褐煤多屬于年老褐煤，成型性差，國外適用于泥煤和年輕褐煤的無粘結(jié)劑冷壓成型技術(shù)要求成型壓力高，對(duì)成型機(jī)材質(zhì)和性能要求高，我國現(xiàn)有設(shè)備成型的型煤強(qiáng)度達(dá)不到要求。
[0005]目前我國現(xiàn)有的褐煤無粘結(jié)成型專利普遍對(duì)成型溫度要求較高，一般需大于等于800C，如CN1030933A公開了一種褐煤無粘結(jié)劑成型方法，采用的成型溫度在80?150°C，壓力在1300?1800kg/cm2，用模具在沖壓機(jī)上沖壓成型。CN101503641A公開了一種富含水褐煤經(jīng)干燥處理后的熱壓成型工藝及設(shè)備，采用熱壓成型工藝，其成型壓制的褐煤溫度為60?90°C，成型壓制褐煤團(tuán)壓力為-8000kN。CN1109498A公開了一種老年褐煤無粘結(jié)劑成型工藝及其成型機(jī)，采用熱壓成型，原煤粉碎至0.5?3.0mm以后裝入模具內(nèi)，然后連同模具一起加熱至80?300°C，在用壓力為800?2000kg/cm2。以上專利的成型溫度較高，且沒有提及型煤的熱強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。
[0006]又如CN103695067A公開了一種褐煤無粘結(jié)劑成型的方法，包括步驟:(I)篩選出粒度O?5_的褐煤，并對(duì)該褐煤進(jìn)行干燥至水分為5?30%; (2)將干燥后的褐煤預(yù)熱至30?60°C，預(yù)熱后的褐煤在50?180MPa下液壓成型；(3)成型后的型煤在50?180°C下再次干燥I?6小時(shí)后得到最終型煤產(chǎn)品，解決了中老年褐煤、特別是弱褐煤的無粘結(jié)劑成型問題，并且具有很高的冷、熱強(qiáng)度，熱跌落強(qiáng)度大于90%，熱穩(wěn)定性大于80%，但是該強(qiáng)度和穩(wěn)定性仍不能滿足應(yīng)用于高溫高壓操作的魯奇加壓氣化爐的要求，熱強(qiáng)度達(dá)不到魯奇爐固態(tài)排渣的要求。
[0007]對(duì)于固態(tài)排渣的魯奇加壓氣化爐要求??壓力為2.5?4.0MPa,氣化反應(yīng)溫度為900?1100°C、粒度8?50mm(以褐煤為原料時(shí)其粒度要求為13?50mm)，而且，對(duì)其中使用的型煤在氣化反應(yīng)溫度內(nèi)的熱強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性要求很高。
[0008]目前國內(nèi)比較成熟的褐煤成型技術(shù)是有粘結(jié)劑冷壓成型工藝，該技術(shù)主要用于民用燃燒和常壓固定床氣化爐，CN102337167A公開了一種粉狀褐煤的處理工藝，其將粉狀褐煤加熱到100?1000°C并保溫I?5h，之后冷卻到100°C以下，加入粘結(jié)劑成型，然后將成型后的褐煤加熱至100?1000°C，保溫I?5h，最終得到的產(chǎn)品的低位熱值比原煤大大提高，水分含量降低、固定碳含量提升等，但是該方法需要兩次加熱及保溫的過程，能耗大，且沒有提及型煤的熱強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。
[0009]天津大學(xué)化工系郭崇濤等人以梅河褐煤為原料進(jìn)行了褐煤成型的實(shí)驗(yàn)研究，其研究方案是采用腐植酸鈉-粘土復(fù)合粘結(jié)劑冷壓成型工藝，所得型煤用于常壓固定床氣化爐，其冷態(tài)抗壓強(qiáng)度45.8kg/球，熱態(tài)抗壓強(qiáng)度(850°C下)5.2kg/球，熱穩(wěn)定性重量)大于13mml00%。但是，上述熱強(qiáng)度指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到魯奇加壓氣化型煤的要求。且在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)每100克褐煤粉煤均加入20克粘土和不同數(shù)量的腐植酸粘劑，使型煤的灰分含量增加較多，對(duì)煤氣質(zhì)量和氣化爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有不利影響。
[0010]但是到目前為止，未見報(bào)道使用我國現(xiàn)有設(shè)備冷壓成型制備能夠滿足固態(tài)排渣的魯奇加壓氣化爐要求的型煤的方法。因此，開發(fā)一種能夠使用我國現(xiàn)有設(shè)備來冷壓成型制備能夠滿足固態(tài)排渣的魯奇加壓氣化爐要求的型煤的方法具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的褐煤成型方法不能滿足使用我國現(xiàn)有設(shè)備冷壓成型制備能夠滿足固態(tài)排渣的魯奇加壓氣化爐要求的氣化型煤問題，本發(fā)明的目的是在于提供一種褐煤粘結(jié)劑成型制備加壓氣化型煤的方法。包括以下步驟:
[0012]a)向褐煤粉中加入含有堿和/或堿式鹽以及雙氧水的水溶液，充分?jǐn)嚢瑁趸磻?yīng)，并干燥，得到氧化干燥后的褐煤粉；
[0013]b)向氧化干燥后的褐煤粉中分別加入有機(jī)粘結(jié)劑和無機(jī)粘結(jié)劑進(jìn)行混料，攪拌均勻；
[0014]c)將步驟b)得到的混有粘結(jié)劑的褐煤粉在常溫下加壓成型得到型煤，然后再將型煤熱處理，得到加壓氣化型煤。
[0015]優(yōu)選地，步驟a)所述褐煤粉是將褐煤干燥并粉碎處理得到的，其粒度< 3_，含水量為8%?10%，含水量例如可為8%、8.5%、9%或10%等。
[0016]本發(fā)明步驟a)所述含有堿和/或堿式鹽以及雙氧水的水溶液中，以含有堿和/或堿式鹽以及雙氧水的水溶液的質(zhì)量作為100份計(jì)，堿和/或堿式鹽所占的質(zhì)量百分含量為 0.1%?10%，例如可為 0.1%、0.5%、1%、2%、2.5%、3%、4%、5%、6%、7.5%、8%、9%或10% ;雙氧水所占的質(zhì)量百分含量為10%?30%，例如可為10%、12%、15%、18%、20%、23%、25%、27%或30%等，優(yōu)選為10%?20% ;余量為去離子水。
[0017]本以明所述堿和/或堿式鹽可以指堿，也可以指堿式鹽，還可以指堿和堿式鹽的組合。
[0018]所述“含有堿和/或堿式鹽以及雙氧水的水溶液”是指，所述水溶液中含有堿或堿式鹽中的任意一種或者兩種的組合與雙氧水。
[0019]在所述水溶液中，除上述堿或堿式鹽中的任意一種或者兩種的組合與雙氧水外，還可以含有其他溶質(zhì)組分?！坝嗔繛槿ルx子水”是指，除“堿或堿式鹽中的任意一種或者兩種的組合與雙氧水”以及可以含有的“其他溶質(zhì)組分”外，剩余的部分為水，其作為溶劑。
[0020]優(yōu)選地，所述堿選自NaOH、Κ0Η、Ca(OH)2、L1H, Ba(OH)2或氨水中的一種或者至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有=NaOH和KOH的組合，NaOH和0&(0!1)2的組合，NaOH和氨水的組合，KOH與Ca(OH)J^組合，Ba(OH) 2和Ca(OH) 2的組合，KOH和氨水的組合，NaOH、Ca(OH)JP氨水的組合，NaOH, KOH、Ca(OH) 2和氨水的組合等。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述堿式鹽選自Na2C03、K2CO3, NaHCO3, KHCO3或Ca (HC0 3) 2中的一種或者至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有=Na2COjP K 20)3的組合，Na 20)3和NaHCO 3的組合，Na2CO3和NaHCO 3的組合，Na 2C03和KHCO 3的組合，Na 2C03和BaHCO 3的組合，NaHCO 3和 KHCO3 的組合，K 2C03和 Ca (HC0 3)2 的組合，Na 2C03、K2CO3和 NaHCO 3 的組合，K 2C03、NaHCO3、KHCO3和Ca (HC0 3) 2的組合等。
[0022]所述堿和/或堿式鹽的典型但非限制性實(shí)例有:NaOH，Ca (OH) 2，K2CO3, Ca (HCO3) 2，Ca (OH) 2和氨水的組合，NaOH、Na 2C03和 NaHCO 3的組合，NaHCO 3、KHCO3和 Ca (HC0 3) 2的組合，KOH 和 NaHC(y9組合，KOH、Ca (OH) 2、K2C03、NaHCOjP KHCO 3 的組合等。
[0023]本發(fā)明所述雙氧水為市售雙氧水，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%。
[0024]優(yōu)選地，步驟a)所述含有堿和