專(zhuān)利名稱(chēng)：添加有工業(yè)廢渣的石灰碳化煤球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于石灰碳化煤球的原料配方。該配方煤球特別適合于小型合成氨廠作氣化煤使用。
石灰碳化球?yàn)闈M(mǎn)足作氣化煤高溫操作需要煤球灰熔點(diǎn)較高，以求獲得較高的產(chǎn)氣量，因此要求煤球的灰熔點(diǎn)達(dá)到1280℃(甚至1300℃)以上。但大多數(shù)原煤的灰熔點(diǎn)均低于1300℃。石灰碳化煤球是以石灰作粘結(jié)劑，當(dāng)石灰與原煤摻合高溫反應(yīng)，其中的氧化鈣(或氧化鎂)就與原煤中的氧化硅、氧化鐵、氧化鋁等雜質(zhì)化合生成低熔點(diǎn)的化合物，隨著石灰量的加大，這些低熔點(diǎn)的化合物也隨之增加，以至煤球的灰熔點(diǎn)也隨之下降。當(dāng)灰熔點(diǎn)降低至一個(gè)低谷點(diǎn)時(shí)，再繼續(xù)加入石灰時(shí)，煤球的灰熔點(diǎn)隨石灰量的加大而逐漸回升。要使煤球灰熔點(diǎn)達(dá)到1280℃以上石灰加入量要達(dá)到25%左右，有些煤種甚至達(dá)30%。這樣雖然提高了煤球灰熔點(diǎn)，提高了煤氣發(fā)生爐氣化水平，但石灰量的增加，其成本也加大，近年來(lái)石灰價(jià)格的猛增，使石灰碳化煤球的成本提高至25～30元/噸，最終使化肥的成本也升高。
因此，本發(fā)明目的在于設(shè)計(jì)出一種新的石灰碳化煤球的原料配方，并加入一些工業(yè)廢渣以替代石灰，實(shí)現(xiàn)降低石灰用量、廢物利用及降低成本之目的。
根據(jù)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)用石灰作人造塊煤的粘結(jié)劑時(shí)，石灰在石灰碳化煤球可起到以下四種作用①在生球成型時(shí)，在煤粒間起到粘結(jié)作用，使生球具有一定的強(qiáng)度;②石灰經(jīng)過(guò)碳酸化處理后，大部份轉(zhuǎn)化成碳酸鈣，在煤粒之間起網(wǎng)絡(luò)骨架作用，使碳化后的煤球強(qiáng)度提高以適應(yīng)氣化的需要。而碳酸鈣在850℃左右才開(kāi)始分解，這樣碳化煤球就有更高的熱強(qiáng)度;③經(jīng)碳化后的石灰碳化煤球有較大的氣孔率，并且石灰與碳酸鈣可對(duì)氣化反應(yīng)起催化作用;④在原煤中加大石灰的量有提高人造塊煤的灰熔點(diǎn)的作用。
但是在上述四種作用中并非加大石灰量都可以增強(qiáng)相應(yīng)的作用，其中就煤球的冷熱強(qiáng)度而言并非一定與石灰加入量成正比。這是由于受到碳酸化的工藝條件及時(shí)間的限制，當(dāng)石灰加入量超過(guò)20%時(shí)的碳酸化強(qiáng)度一般反而低于石灰加入量為15%時(shí)的碳酸化強(qiáng)度。因此就煤球的冷熱強(qiáng)度來(lái)說(shuō)石灰加入量以15～20%為宜;就氣化反應(yīng)起催化作用來(lái)說(shuō)石灰加入量當(dāng)10～20%時(shí)就已很顯著;就生球成型時(shí)，在煤粒間起粘結(jié)作用來(lái)說(shuō)，石灰加入量以5～15%就已足夠了;就提高煤球灰熔點(diǎn)而言，起決定作用的還是石灰中的總鈣量(或總鎂量)。
故此，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是在保持煤球機(jī)械強(qiáng)度、催化作用(性能)的基礎(chǔ)上降低石灰的用量，并選用加入一些含低硅高鈣(或高鎂)的工業(yè)廢渣以保證煤球有足夠的灰熔點(diǎn)。其具體的原料配方為(重量%)石灰用量為10～20%，工業(yè)廢渣用量為2～15%，原煤(無(wú)煙煤)用量為70～85%。所述的工業(yè)廢渣采用如下任何一種碳酸法糖廠的濾泥(主要含碳酸鈣)及糖蜜，各種制堿廠的氨母泥(主要含碳酸鈣、氯化鈣有相應(yīng)的鎂鹽)，造紙廠的苛化泥(主要含碳酸鈣及少量的氫氧化鈣)及黑液，鹽泥，石灰碳化煤球廢渣。
在上述配方中造紙廠廢黑液或糖廠廢糖蜜用量為0.1～2%。
按照本發(fā)明技術(shù)解決方案制出的石灰碳化煤球，經(jīng)實(shí)用結(jié)果表明，其機(jī)構(gòu)強(qiáng)度及催化性能均能滿(mǎn)足要求。煤球的灰熔點(diǎn)不因石灰量的減少而降低，達(dá)到國(guó)家化工部要求煤球灰熔點(diǎn)為1250℃以上的標(biāo)準(zhǔn)，完全滿(mǎn)足氣化的要求。由于采用了工業(yè)廢渣添加代替石灰，節(jié)約了石灰達(dá)20～50%，還使糖廠、制堿廠、造紙廠及鹽場(chǎng)等排出的大量難以利用的工業(yè)廢物得到利用，變廢為寶，減少了環(huán)境污染，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明實(shí)施例如下實(shí)例1取糖廠濾泥6份加入78份的粉煤和16份石灰混勻。再取混勻后的混合物制成煤球，進(jìn)行碳化處理15小時(shí)后取出，測(cè)其冷強(qiáng)度為4.5Mpa、熱強(qiáng)度為2.94Mpa、灰熔點(diǎn)為1340℃、固定碳為45%。
實(shí)例2、取氨母泥6份加入77份的粉煤和17份的石灰混勻，取混勻后的混合物制成煤球，并進(jìn)行碳化處理15小時(shí)后取出。測(cè)其冷強(qiáng)度為4.9Mpa;熱強(qiáng)度為2.95Mpa、灰熔點(diǎn)為1330℃、固定碳為43%。
實(shí)例3、取7份苛化泥加入77份粉煤和16份石灰混勻，取混勻后的混合物制成煤球，將煤球進(jìn)行碳化處理16小時(shí)后取出，測(cè)其冷強(qiáng)度為4.8Mpa、熱強(qiáng)度為3.92Mpa、灰熔點(diǎn)為1350℃;固定碳為43%。
實(shí)例4、取6份鹽泥加入78份粉煤和17份石灰混勻，將混勻后的混合物壓制成球，進(jìn)行碳化處理15小時(shí)后取出，測(cè)其冷強(qiáng)度為4.41Mpa、熱強(qiáng)度為3.43Mpa、灰熔點(diǎn)為1330℃;固定碳為42%。
實(shí)例5、取2份氨母泥加入78份粉煤和20份石灰混勻，取混合物后的混合物制成煤球，經(jīng)碳化處理15小時(shí)后取出，測(cè)其冷強(qiáng)度為4.42Mpa、熱強(qiáng)度為2.94Mpa、灰熔點(diǎn)為1330℃、固定碳為43%。
實(shí)例6、取13份苛化泥加入75份粉煤和石灰10份、紙漿黑液2份混勻，取混勻后混合物制成球，將其碳化處理15小時(shí)后取出，測(cè)其冷強(qiáng)度為4.1Mpa、熱強(qiáng)度為2.94Mpa、灰熔點(diǎn)為1300℃、固定碳為41%。
實(shí)例7、取14.9份苛化泥加入70份粉煤和1.5份石灰、0.1份糖蜜混勻，將混勻后的混合物壓制成球，進(jìn)行碳化處理15小時(shí)后取后，測(cè)其冷強(qiáng)度為4.2Mpa、熱強(qiáng)度為2.4Mpa、灰熔點(diǎn)為1280℃;固定碳40%。
實(shí)例8、取7份石灰碳化煤球廢渣加入75份粉煤和18份石灰混勻，將混勻后的混合物壓成球，經(jīng)碳化處理15小時(shí)后取出，測(cè)其冷強(qiáng)度為4.1Mpa、熱強(qiáng)度為2.8Mpa、灰熔點(diǎn)為1260℃、固定碳為42%。
權(quán)利要求
1.一種石灰碳化煤球的原料配方，其特征在于石灰用量為10～20%，含低硅高鈣(或高鎂)的工業(yè)廢渣用量為2～15%，原煤(無(wú)煙煤)用量為70～85%。所述的工業(yè)廢渣為下列任何一種碳酸法糖廠的濾泥、糖蜜，制堿廠的氨母泥，造紙廠的苛化泥、黑液，鹽泥，石灰碳化煤球廢渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原料配方，其特征在于工業(yè)廢渣用量為4～10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的原料配方，其特征在于在上述配方中造紙廠廢黑液或糖廠廢糖蜜的用量為0.1～2%。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于石灰碳化煤球的原料配方。通過(guò)降低煤球中石灰的用量，并添加入一些造紙廠、制堿廠、糖廠及鹽場(chǎng)等排出的工業(yè)廢渣，使制成的石灰碳化煤球具有好的冷、熱強(qiáng)度和催化性能，其灰熔點(diǎn)超過(guò)化工部對(duì)氣化煤達(dá)1250℃以上的要求，完全能夠適應(yīng)小型合成氨廠對(duì)氣化煤的需求，即降低了化肥成本又變廢為寶。
文檔編號(hào)C01C1/02GK1073708SQ9111263
公開(kāi)日1993年6月30日 申請(qǐng)日期1991年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月26日
發(fā)明者葉微英, 吳世建 申請(qǐng)人:福建省化學(xué)工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所