專利名稱：一種便于集裝箱運(yùn)輸?shù)暮置好簤K成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種褐煤煤塊成型方法，尤其是涉及一種便于集裝箱運(yùn)輸?shù)暮置好簤K 成型方法，對于含水率高、燃點(diǎn)很低的澳洲年輕褐煤煤塊成型尤為適用，亦可用于其他高含 水率低熱值的煤種。
背景技術(shù)：
褐煤有著清潔、低揮發(fā)和低硫的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)又存在著濕度大、燃點(diǎn)低和二氧化碳 排放量大的缺點(diǎn)，且熱穩(wěn)定性差，化學(xué)活性高，易自燃，難于運(yùn)輸、儲存和銷售。由于全球能 源日趨緊張，褐煤的經(jīng)濟(jì)價(jià)值也逐漸凸顯，擁有褐煤資源的國家現(xiàn)都積極研究褐煤作為燃 料煤的使用方法和用量。褐煤是澳大利亞維多利亞州的主要發(fā)電能源，在拉籌伯山谷蘊(yùn)藏 量有1600億噸，占全球儲量的20%，居世界儲量的第二位。維州褐煤主要為年輕褐煤，含水 高(一般在60%左右)，且燃點(diǎn)很低(170°C左右)，灰分少(可<5%)，熱值可達(dá)6000Kcal/ Kg。由于褐煤的干燥技術(shù)已經(jīng)比較成熟，其中過多的水分可以使用專用的干燥設(shè)備來去除， 進(jìn)而可以用作燃料供暖或者發(fā)電。目前，維州褐煤發(fā)電總量約為7000MWH，占澳發(fā)電總量的 30%左右。維州褐煤的煤層厚度大(從60-300米不等)且覆蓋層僅為5-10米，可用于大 規(guī)?？涌诓捎?，這樣維州褐煤的直接發(fā)電成本只有3澳元/MWH，是澳黑煤發(fā)電成本的1/3到 1/4，天然氣的1/6到1/7。當(dāng)前中澳兩國經(jīng)濟(jì)貿(mào)易關(guān)系發(fā)展迅速，2009年1-9月份雙邊貿(mào)易額已達(dá)到近200 億美元，其中能源貿(mào)易占相當(dāng)比重，但是在與澳礦產(chǎn)品貿(mào)易中，與鐵礦石、煤炭、有色金屬等 相比，褐煤仍是一項(xiàng)空白，這與褐煤的運(yùn)輸問題有很大關(guān)系。這些礦產(chǎn)或者能源的大量出口 基本上只能依靠集裝箱海運(yùn)，而且由于中國對澳洲或者東南亞國家的出口產(chǎn)品比從這些國 家進(jìn)口到中國的產(chǎn)品要高出很多，這樣經(jīng)常會出現(xiàn)從澳洲至中國的貨輪上許多集裝箱空載 的情況，如果可以利用這些資源進(jìn)行褐煤的運(yùn)輸顯然可以降低澳洲褐煤的使用成本，然而 粉狀褐煤的易燃易爆特性和普通煤塊的低強(qiáng)度使得它并不適合直接使用集裝箱運(yùn)輸。中國專利申請200610150125公開了一種低變質(zhì)煤無粘結(jié)劑熱壓成型方法及裝 置，該方法包括以下步驟將低變質(zhì)煤粉碎為粒徑小于3mm的煤粉；將所得煤粉于氣流干燥 器和/或流化床干燥器中干燥至含水量低于3% ；將干燥后煤粉在連續(xù)操作的熱反應(yīng)器中 加熱至150-460°C ；將加熱后的煤粉壓制成型。該方法不僅耗能高從而導(dǎo)致處理成本增加， 而且加熱溫度高達(dá)460°C，因而并不適合燃點(diǎn)很低(170°C左右)的澳洲年輕褐煤的成型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，而提供一種加工工藝簡單、強(qiáng) 度高且耐水性和安定性好、便于集裝箱運(yùn)輸?shù)暮置好簤K成型方法，通過控制合適的溫度和 含水率在無粘結(jié)劑條件下制備出抗壓強(qiáng)度可達(dá)16MPa及以上的塊煤，便于長途海運(yùn)或陸運(yùn) 及之后的使用。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明一種便于集裝箱運(yùn)輸?shù)暮置好簤K成型方法采用以下技術(shù)方案及步驟(1)原料處理通過干燥裝置調(diào)節(jié)褐煤粉的溫度在100°C 士 5°C、含水率 12% -14% (重量)。所述含水率和溫度為優(yōu)化參數(shù)，達(dá)到該條件的具體時(shí)間可以根據(jù)不同的干燥裝置 經(jīng)過試驗(yàn)確定，也可以在帶溫度和含水率在線檢測功能的干燥設(shè)備中自動達(dá)到對條件的控 制。值得注意的是，溫度和含水率需要精確控制，較小的偏離即可導(dǎo)致成型煤塊強(qiáng)度的大幅 降低，且溫度不能過高，干燥的褐煤粉在170°C時(shí)極易自燃。所述的溫度在100°C為最優(yōu)，所述的含水率最佳為13% (重量)。所述褐煤粉的粒度為-1mm含量(重量)彡95%為宜。(2)壓制成型將褐煤粉通過液壓機(jī)械壓制，壓制壓強(qiáng)> 35MPa，壓制模式為3_4次 壓制，以保證褐煤粉毛細(xì)孔在密實(shí)過程中的排氣。每個(gè)壓制周期為15-20秒。液壓機(jī)械優(yōu)選市場上銷售的KDQ100壓機(jī)，壓制模式優(yōu)選為3次，煤塊尺寸通過使 用不同大小的模具進(jìn)行改變，也可以根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)定制。(3)冷卻壓制后的塊煤通過靜置自然冷卻。本發(fā)明適用于年輕褐煤，但不限于此，亦可用于其他高含水率、低熱值的煤種。本 發(fā)明在實(shí)際使用時(shí)可以根據(jù)不同原煤經(jīng)過有限的試驗(yàn)獲得最佳的成型條件和壓制參數(shù)。本發(fā)明中所采用設(shè)備均屬于礦物加工工業(yè)中的常見設(shè)備，凡是能達(dá)到工藝參數(shù)要 求特別對成型設(shè)備壓強(qiáng)為關(guān)鍵參數(shù)的均可用于本發(fā)明。相比目前現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明一種便于集裝箱運(yùn)輸?shù)暮置好簤K成型方法具有以下積 極效果(1)本發(fā)明利用液壓機(jī)為成型設(shè)備制備塊煤，其塊體的抗壓強(qiáng)度可達(dá)16MPa，耐水 性好，可以滿足集裝箱運(yùn)輸及裝卸等過程對強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求，解決了年輕褐煤利用中 的長途運(yùn)輸和煤粉污染問題。通過控制合適的水分及溫度，可以在較低的壓制壓力下獲得 高強(qiáng)度的塊煤，減小了對成型裝置的要求及模具的損耗，便于普及。(2)原料使用液壓機(jī)進(jìn)行壓制，與其他的成型裝置如對輥壓力成型機(jī)相比成型壓 力高，可以獲得具有更好運(yùn)輸性能的塊煤，并且其單塊成型尺寸易于通過模具控制。(3)可以控制合適的原料溫度和含水率使得成品在達(dá)到同樣抗壓強(qiáng)度時(shí)液壓機(jī)的 成型壓力可以降到最低。(4)本發(fā)明對澳洲褐煤及其它的褐煤開采和使用將會有很好的促進(jìn)作用，從而帶 來可觀的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。中國專利公開的《粉煤熱壓成型工藝》(公開號CN 98114008. 4)與中國專利公開 的《低變質(zhì)煤無粘結(jié)劑熱壓成型方法及裝置》(公開號CN 101168694A)通過干燥和加熱使 得煤粉進(jìn)入塑形溫度區(qū)，然后使用對輥擠壓成型機(jī)壓成煤帶。與之比較，本發(fā)明是利用液壓 機(jī)作為成型裝置制成塊煤其強(qiáng)度較高且直接成塊，適合集裝箱運(yùn)輸，成型時(shí)含水率較高可 節(jié)約干燥環(huán)節(jié)耗能，更適用于有豐富毛細(xì)孔且水分較多的年輕褐煤。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明一種便于集裝箱運(yùn)輸?shù)暮置好簤K成型方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。1.原料的溫度含水率控制將褐煤粉(粒度1mm以下)置入干燥箱進(jìn)行干燥，先進(jìn)行低溫干燥，當(dāng)含水率接近 要求值時(shí)將溫度調(diào)高，當(dāng)溫度和含水率都達(dá)到要求時(shí)即可取出壓制(三組試樣)。表1試樣的含水率和溫度
序號含水率(重量％)溫度(V )試樣11780試樣213100試樣3101002.塊煤壓制將處理好的煤粉通過液壓機(jī)KDQ100的布料系統(tǒng)進(jìn)行布料，布料塊數(shù)為2塊，成型 壓力88t ；采用三次壓制模式；一個(gè)壓制周期為15-20秒。成型煤塊形狀為長方體，尺寸 120mmX 80mm X 40mm。3.脫模壓制完成后自動脫模，由于熱壓褐煤有一定粘性，會導(dǎo)致脫模困難，可以通過添置 液壓缸增大脫模力來解決。脫模后通過夾持器自動將煤塊夾至碼坯機(jī)上。4.靜置冷卻壓制成型后自然靜置，冷卻后塊煤的強(qiáng)度即可達(dá)到集裝箱運(yùn)輸?shù)囊蟆?.強(qiáng)度測試制備完成的塊煤被切成5cm的立方體小塊，作為強(qiáng)度測試試樣。(1)定性試驗(yàn)試樣2在2m高處下落無破裂現(xiàn)象。(2)定量試驗(yàn)使用YA-100B抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)度測試。表2型煤物理屬性
序號密度(g/cm3)抗壓強(qiáng)度(MPa)抗折強(qiáng)度(MPa)試樣11. 012. 60. 8試樣21. 1516. 55. 1試樣31. 0259. 52. 96.耐水性試驗(yàn)將試樣放置在水中三天，置入后三個(gè)小時(shí)觀察一次，以后每天觀察一次，結(jié)果顯示 試樣1有散開現(xiàn)象，試樣2和試樣3無散開現(xiàn)象。7.安定性試驗(yàn)使用切割機(jī)高速切割上述塊煤無燃燒現(xiàn)象發(fā)生。
本發(fā)明研制的塊煤使用液壓機(jī)械裝置壓制成型，抗壓強(qiáng)度可達(dá)16MPa，滿足集裝箱 運(yùn)輸要求。整個(gè)過程對煤粉的加工無需添加任何粘結(jié)劑，無需很低的含水率即可成型，這樣 可節(jié)約生產(chǎn)能耗。煤粉的成型過程可以進(jìn)行封閉化處理，且成型后的塊煤會顯著降低隨后 使用過程中煤的粉塵污染，有利于保護(hù)環(huán)境。
權(quán)利要求
一種便于集裝箱運(yùn)輸?shù)暮置好簤K成型方法，其特征在于包括以下步驟(1)原料處理通過干燥裝置調(diào)節(jié)褐煤粉的溫度在100℃±5℃、含水率12％ 14％(重量)；(2)壓制成型將褐煤粉通過液壓機(jī)械壓制，壓制壓強(qiáng)＞35MPa，壓制模式為3 4次壓制；(3)冷卻壓制后的塊煤通過靜置自然冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述的一種便于集裝箱運(yùn)輸?shù)暮置好簤K成型方法，其特征在于所述 的溫度為100°C，所述的含水率為13%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種便于集裝箱運(yùn)輸?shù)暮置好簤K成型方法，其特征在于 所述的液壓機(jī)械為市場上銷售的KDQ100壓機(jī)，壓制模式為3次，每個(gè)壓制周期為15-20秒。
4.如權(quán)利要求3所述的一種便于集裝箱運(yùn)輸?shù)暮置好簤K成型方法，其特征在于所述 褐煤粉的粒度為-Imm含量(重量)彡％%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便于集裝箱運(yùn)輸?shù)暮置好簤K成型方法，它包括以下步驟(1)原料處理通過干燥裝置調(diào)節(jié)褐煤粉的溫度在100℃±5℃、含水率12％14％(重量)；(2)壓制成型將褐煤粉通過液壓機(jī)械壓制，壓制壓強(qiáng)＞35MPa，壓制模式為3-4次壓制；(3)冷卻壓制后的塊煤通過靜置自然冷卻。本發(fā)明具有加工工藝簡單且成型后的塊煤耐水性和安定性良好，便于集裝箱海陸運(yùn)輸，同時(shí)也可降低使用過程中煤的粉塵污染，有利于保護(hù)環(huán)境，對澳洲褐煤及其它的褐煤開采和使用將會有很好的促進(jìn)作用。
文檔編號C10L5/08GK101928619SQ20101026575
公開日2010年12月29日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者全峰, 周超, 蔡云, 過健, 閻銘, 陳洲文, 黃惟 申請人:馬鞍山科達(dá)機(jī)電有限公司;廣東科達(dá)機(jī)電股份有限公司