專利名稱：多功能、高效合成氨造氣型煤粘結(jié)劑的制作方法
優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤是我國(guó)化肥企業(yè)制氣的主要原料，由于煤炭綜采機(jī)械程度的提高，無(wú)煙粉煤占無(wú)煙煤產(chǎn)量的60％，塊煤的供需矛盾日趨緊張。自60年代開(kāi)始人們著手研究利用煤粉加工成型的型煤造氣技術(shù)至今方興未艾，全國(guó)化肥系統(tǒng)應(yīng)用水煤氣發(fā)生爐和工業(yè)燃?xì)獍l(fā)生爐已有萬(wàn)余臺(tái)，且還在逐年增加，而塊煤的價(jià)格也成幾倍增長(zhǎng)，給中小型化肥企業(yè)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)困難。所以研究以粉煤成型煤取代塊煤技術(shù)也層出不窮，但型煤的關(guān)鍵技術(shù)--粘結(jié)劑技術(shù)卻不甚理想，需要有新的突破。
1.技術(shù)領(lǐng)域及其背景本發(fā)明在于提供一種多功能、高效造氣型煤粘結(jié)劑。是屬于煤化工、熱工物理等合成技術(shù)與加成效應(yīng)的綜合應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。眾所周知，化肥企業(yè)目前所用的型煤工藝，一直沿用傳統(tǒng)的工藝，存在型煤含碳量低、抗高溫強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性不夠，型煤造氣質(zhì)量不高、殘留物含碳量高未充分燃燒、污染嚴(yán)重等問(wèn)題。其本質(zhì)原因在于粘結(jié)劑組成成分及型煤燃燒機(jī)理的掌握。本發(fā)明采用新型配伍和金屬氧化物組成的粘結(jié)劑，用該粘結(jié)劑生產(chǎn)的型煤，可以采用地產(chǎn)粉煤資源，達(dá)到優(yōu)質(zhì)塊煤的氣化效果，且各化肥企業(yè)現(xiàn)有的氣化工藝設(shè)備不需要改造，既降低了生產(chǎn)成本，又解決長(zhǎng)期依靠外省提供優(yōu)質(zhì)塊煤的緊張局面，為型煤生產(chǎn)提供一個(gè)突破性、具有較高科技含量的技術(shù)支持。
2.多功能高效粘結(jié)劑發(fā)明內(nèi)容2.1多功能高效粘結(jié)劑的組成及其特點(diǎn)根據(jù)合成氨造氣塊煤的物理特性、化學(xué)特性，為使粉煤制成的型煤，達(dá)到優(yōu)質(zhì)塊煤的氣化效果，必須研究開(kāi)發(fā)具有煤炭助燃催化效應(yīng)技術(shù)，固硫消煙技術(shù)、強(qiáng)抗高溫固化技術(shù)為一體的“多功能高效造氣型煤粘結(jié)劑”。該復(fù)合粘結(jié)劑由抗高溫固結(jié)強(qiáng)粘結(jié)劑+助燃催化劑+固硫消煙劑三種添加劑組成2.1.1抗高溫固結(jié)強(qiáng)粘結(jié)劑能使型煤不僅具有冷機(jī)械強(qiáng)度，而且具有驚人的熱抗壓強(qiáng)度，高溫穩(wěn)定性，并能提高灰熔點(diǎn)等綜合功能，采用了有機(jī)和無(wú)機(jī)原料相結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其原料組成配比是70％腐植酸+15％鈉基硼潤(rùn)土+15％高嶺土。
●腐植酸是一種天然的有機(jī)高分子化合物，具有親水性、離子交換性、分散性、粘結(jié)性、耐高溫性等功能。
●鈉基硼潤(rùn)土能起堿交換作用、粘結(jié)作用，耐高溫。
●高嶺土耐酸堿、有粘性、耐高溫。
2.1.2助燃催化劑是由助燃劑和混合型強(qiáng)氧化劑組成，配比為助燃催化劑＝60％助燃劑+40％混合型強(qiáng)氧化劑。
●助燃劑由氯化鈉組成，氯化鈉不僅有助燃作用而且又能穩(wěn)定化學(xué)反應(yīng)，避免燃煤在爐中火勢(shì)忽強(qiáng)忽弱、忽高忽低并有催化碳的功能。
●混合型強(qiáng)氧化劑由25％高錳酸鉀+25％硝酸鈉+25％氯酸鉀+25％高氯酸鉀組成。這些強(qiáng)氧化劑既能在一定溫度下對(duì)燃煤中的可燃物起催化分解反應(yīng)，又能隨著溫度的升高，逐步釋放出氧氣助燃。
這些強(qiáng)氧化劑的混合使用，使燃煤在進(jìn)入高溫爐膛處于強(qiáng)烈催化分解反應(yīng)之中，使型煤充分燃燒，這樣型煤的中心部位在外層溫度作用下，提供碳轉(zhuǎn)化所需的溫度，促使型煤內(nèi)燃燒，實(shí)現(xiàn)氣化型煤外燃與內(nèi)燃同時(shí)氣化，由于采用了內(nèi)燃燒技術(shù)，大幅度降低灰渣含碳量，使煤炭得到充分利用，提高了氣化效率。
2.1.3固硫消煙劑由45％碳酸鉀+45％碳酸鈉+10％硫酸亞鐵組成。碳酸鉀能清除煙氣中的硫化氫氣體；硫酸亞鐵是一種助燃消煙劑；碳酸鈉在爐內(nèi)高溫下熔融的碳酸鈉與燃煤產(chǎn)生的氯化氫、二氧化硫及二氧化氮有害氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)方程式如下2HCL+Na2CO3＝2NaCL↓+H2O+CO2↑SO2+Na2CO3＝Na2SO3↓+CO2↑NO2+Na2CO3→NaNO3↓+CO2↑這樣，燃燒產(chǎn)生的氯化氫、二氧化硫和氮的氧化物在鹽的熔融過(guò)程中，以氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉的形式沉積在爐渣中。
綜上述，合成氨造氣型煤的粘結(jié)劑是采用了有機(jī)、無(wú)機(jī)及多種金屬化合物等，通過(guò)科學(xué)的配伍復(fù)合而成的，利用各自特點(diǎn)在型煤燃燒過(guò)程形成高溫固結(jié)、助燃消煙的作用。
2.2“多功能高效粘結(jié)劑”干粉綜合配比及其溶化操作工藝2.2.1“多功能高效粘結(jié)劑”干粉配比為高強(qiáng)度粘結(jié)劑6公斤/噸煤+(助燃劑80％+固硫消煙劑20％)混合料2公斤/噸煤組合而成。
2.2.2“多功能高效粘結(jié)劑”干粉溶化操作工藝●干粉和水的配比原煤含水率≤8％按干粉∶水＝1∶1.1配水；原煤含水率≥8-13％按干粉∶水＝1∶0.85-0.95％配水。
●干粉溶化操作工藝①按上述配比量，把水在反應(yīng)鍋內(nèi)升溫到80℃
②水溫上升到80℃后，開(kāi)動(dòng)攪拌器，將一包一包干粉緩慢倒入反應(yīng)鍋(每包干粉25公斤)，按配比量加足干粉；③按配比量加完干粉后，升溫到90-95℃，在此溫度下反應(yīng)20-30分鐘即為成品液態(tài)粘結(jié)劑。終端溫度控制在90-95℃。
2.2.3液態(tài)粘結(jié)劑的參數(shù)指標(biāo)
3.應(yīng)用“多功能高效粘結(jié)劑”生產(chǎn)型煤的流程及其造氣質(zhì)量3.1按原煤干濕度及重量，添加液態(tài)粘結(jié)劑13-16％，并均勻攪拌成半成品。
3.2按型煤生產(chǎn)及造氣操作工藝流程見(jiàn)“附

圖1”3.3應(yīng)用多功能高效粘結(jié)劑生產(chǎn)的型煤主要質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比
3.4采用多功能高效粘結(jié)劑生產(chǎn)的型煤造氣氣質(zhì)與塊煤、傳統(tǒng)工藝型煤造氣氣質(zhì)對(duì)比 4.采用多功能高效粘結(jié)劑生產(chǎn)的型煤具有以下優(yōu)點(diǎn)●對(duì)原煤的含水率極限從8％以下上升至13％仍然不影響型煤的各項(xiàng)指標(biāo)。
●不需要用省外優(yōu)質(zhì)煤來(lái)配伍，可充分利用地產(chǎn)粉煤來(lái)造氣，緩解了長(zhǎng)期靠外省優(yōu)質(zhì)塊煤的緊張趨勢(shì)，降低了成本。
●與石灰碳化煤球相比，提高了20％含碳量，提高了產(chǎn)氣量；●采用本粘結(jié)劑極大地體現(xiàn)出型煤在高溫狀態(tài)下的驚人優(yōu)勢(shì)，在爐內(nèi)高溫狀態(tài)下不破裂、不松散、不結(jié)疤；●采用本粘結(jié)劑能提高碳的反應(yīng)活性，產(chǎn)生的氣體有效成分含量大于塊煤產(chǎn)生的有效氣體含量，同時(shí)降低SO2排放量，降低帶出物排放。
CO+H2＝72-77％＞塊煤CO+H2＝70-72％
●采用本粘結(jié)劑能適應(yīng)各化肥廠原有生產(chǎn)流水作業(yè)設(shè)備的工業(yè)化生產(chǎn)，能完全替代初級(jí)技術(shù)生產(chǎn)的石灰碳煤球，利用廉價(jià)地產(chǎn)粉煤生產(chǎn)出具有無(wú)煙塊煤同樣效果的合成氨造氣型煤；5.采用本粘結(jié)劑生產(chǎn)的型煤實(shí)用而經(jīng)濟(jì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于氣化型煤的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，已有較多的文獻(xiàn)報(bào)道，但至今還沒(méi)有見(jiàn)到國(guó)內(nèi)外采用這種新型多功能、高效造氣型煤粘結(jié)劑的報(bào)道，具有上述多功能特點(diǎn)的產(chǎn)品未見(jiàn)述及，真正能適應(yīng)化肥廠現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)的也未見(jiàn)述及。
所以結(jié)合我國(guó)國(guó)情，在不改變化肥廠設(shè)備、不改變煤氣發(fā)生爐前提下，利用廉價(jià)的地產(chǎn)無(wú)煙粉煤，配伍本發(fā)明的多功能粘結(jié)劑，生產(chǎn)出具有甚至優(yōu)于無(wú)煙塊煤造氣質(zhì)量的型煤是實(shí)用而經(jīng)濟(jì)的選擇。




型煤、原煤分析數(shù)據(jù)如下
型煤、原煤分析數(shù)據(jù)如下(12月16日)
權(quán)利要求
本發(fā)明為多功能、高效合成氨造氣型煤粘結(jié)劑，是通過(guò)研究三種功效的添加劑，經(jīng)科學(xué)配伍而成，具有新型、多功能、高效復(fù)合式等特點(diǎn)的型煤粘結(jié)劑，來(lái)替代中國(guó)目前各中小型化肥廠廣泛應(yīng)用的石灰碳型煤、粘土型煤、清水棒型煤。采用本技術(shù)可達(dá)到生產(chǎn)出具有無(wú)煙塊煤同樣功能的合成氨氣化型煤。本發(fā)明特申請(qǐng)保護(hù)的范圍多功能、高效粘結(jié)劑＝抗高溫固結(jié)粘結(jié)劑5-6kg/噸煤+(助燃催化劑80％+固硫消煙劑20％)混合料的2-3kg/噸煤組合而成。其中各添加劑的組成范圍(1)抗高溫固結(jié)粘結(jié)劑＝(50-70％腐植酸+10-15％鈉基硼土+10-15％高嶺土)組成。(2)助燃催化劑＝50-60％助燃劑氯化鈉+混合型強(qiáng)氧化劑(高錳酸鉀25％+氯酸鉀25％+硝酸鉀25％+高氯酸鉀25％)混合料30-40％范圍組成。(3)固硫消煙劑＝45％硫酸鉀+45％硫酸鈉+10％硫酸亞鐵組成。
全文摘要
本發(fā)明為“多功能、高效合成氨造氣型煤粘結(jié)劑”。屬于煤化工、熱工、物理等合成綜合技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。它是通過(guò)研發(fā)三種高效添加劑并科學(xué)配伍而成多功能高效粘接劑由高強(qiáng)粘結(jié)劑6公斤/噸煤+(助燃催化劑80％+固硫劑20％)混合料2公斤/噸煤，組合而成。眾所周知，化肥企業(yè)目前所用的型煤工藝，一直沿用傳統(tǒng)落后的工藝，存在型煤含碳量低、型煤熱壓強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性差、造氣質(zhì)量不高、灰渣含碳量高、污染嚴(yán)重等問(wèn)題。應(yīng)用本發(fā)明粘接劑生產(chǎn)的型煤，不僅可以利用廉價(jià)的粉煤資源生產(chǎn)出高強(qiáng)度造氣型煤，而且氣化效果、熱強(qiáng)度優(yōu)于國(guó)家型煤一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)試驗(yàn)報(bào)告)。既解決了傳統(tǒng)型煤工藝存在的問(wèn)題，又解決了原有工藝需要優(yōu)質(zhì)塊煤的成本支出和資源緊張，且原有各化肥企業(yè)的氣化工藝設(shè)備不需要改造，節(jié)約了技改資金。為型煤生產(chǎn)提供一個(gè)突破性、具有較高科技含量的技術(shù)支持。
文檔編號(hào)C10L5/10GK101077986SQ20061008238
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2006年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者林鼎華, 王麗仙 申請(qǐng)人:林鼎華, 王麗仙