專利名稱：煤制坯方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種煤制坯方法，更具體地說，是涉及一種“冷”制坯方法。
現(xiàn)存有許多將煤粉制坯的方法，在這些方法中送進壓坯的混合物料是熱的，并且使用在操作溫度能熔化的各種粘合劑，如瀝青等。在一些情況下，由于煤在操作溫度會結(jié)塊，本身即成為粘合劑，或者起到粘合劑的作用。人們對于在制坯前不需要加熱或只需加熱至約100℃的“冷”煤制坯方法亦感到興趣。因此必須用一種在低溫有效的粘合劑，并且也曾提出了許多種粘合劑?！袄洹敝婆鞣媾R的一個特殊問題，就是在成品坯中的粘合劑在燃燒溫度或接近燃燒溫度時未能對煤粉提供足夠的結(jié)合能力，結(jié)果使得煤坯部分或完全崩解并且使得這些煤跌落爐柵下而損失，這稱為“柵下?lián)p失”。
我們共同待批的英國專利申請NO，87/03410(公開號2187754A)公開了利用一種粘合劑的一種新的冷煤制坯方法，所用粘合劑是由5至15%的糖蜜和含不超過5%的選自氧化鐵，碳酸鈣，磷酸鈣和氧化鋁，以及含有任選的一種酸的無機硬化劑所組成的一種混合物。所有的百分比均為煤粉和粘合劑混合物的重量百分比。
我們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)濃的糖溶液或與其密切相關的淀粉衍生物可以用來代替糖密。以下統(tǒng)稱的“糖”應理解為包括淀粉類。雖然由于技術(shù)上的原因糖蜜仍然是較好的粘合劑，但是在某些情況下，用這類糖溶液比糖蜜會更經(jīng)濟。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些用糖溶液制成的煤坯的生料強度較低，即它們在剛剛制成的煤坯時的強度比使用糖蜜剛剛制成的坯的強度較低，因此搬運此種生坯時需要更小心以避免不必要的破碎。在較早的申請中披露了使用一個后繼的熱固化步驟，結(jié)果能迅速增加強度直至抗壓碎彈度達到已固化的用糖密粘結(jié)的煤坯的抗壓碎強度為止。為此，本發(fā)明提供一種冷煤制坯的方法，此方法是英國專利申請?zhí)?7/03410(公開號2187754A)的一種改進，該方法包括使用由5-15%(按煤粉加粘合劑混合物計)其濃度至少為25%(重量)的糖溶液和不高于5%(按煤粉加粘合劑混合物計)用于該糖溶液的硬化促進劑所配成的粘合劑與煤粉混合，將該混合物成型為煤坯，再將所得的生煤坯硬化;所述硬化促進劑是選自氧化鐵、碳酸鈣、磷酸鈣和氧化鋁，其中每一種均可任選含有一種酸以及對甲苯磺酸。
較好的煤是高品級的非粘結(jié)煤，特別是低生煙性煤，如無煙煤。最好煤的粒徑徑大部分小于3mm，無煙煤粉特別適合。本發(fā)明特別適用于發(fā)電站或發(fā)生蒸汽的用煤和含有粘結(jié)煤成分的摻合煤和/或經(jīng)加工過的煤，例如經(jīng)過輕度氧化或熱解過的煤。可將煤粉碎，或可以是用采煤的直接產(chǎn)品。
糖溶液最好含50%(重量)或更多的固體物，大部分經(jīng)精煉或未精煉的糖都可使用，溶液中可以含有其他成分，只要這些成分不會嚴重損害制成煤坯的物理和燃燒性質(zhì)都行。
硬化劑氧化鐵，碳酸鈣，磷酸鈣和氧化鋁可以很容易鐵礦鐵石，石灰石，磷鹽巖和鋁土礦的形式廉買到。上述物質(zhì)可以單獨或一起使用，其總用量為0.5至3%。磷酸或硫酸的用量不超過2%，可以和氧化鐵，碳酸鈣和氧化鋁任何一種或多種混合使用。我們亦已發(fā)現(xiàn)，一種有機酸，即對甲苯磺酸可以用來代替磷酸或硫酸以單獨或和上述硬化促進劑混合使用。當然，應進行例行試驗以保證任何具體的煤/粘合劑混合物質(zhì)量滿意。
本發(fā)明的制坯步驟包括所有可從煤粉制成集結(jié)塊的方法，這種煤塊可以根據(jù)市場需要制成任何體積或形狀?？梢酝ㄟ^擠壓，環(huán)滾一或滾壓，模壓，旋轉(zhuǎn)盤壓，以及例如用一個圓盤制球機制成球粒。
本方法可以包括一個自硬化過程以使煤坯增加強度，但生煤坯沒有足夠的抗水性。因此最好包括一個熱固化步驟，以便加速硬化過程并使煤坯有抗水性。此步驟可以在200至300℃進行，一般約以半小時或較長一時間為合適。熱化固可以很方便地將坯放在傳送器上通過一個含有氮，二氧化碳，水蒸汽和氧的任何一種惰性或部分惰性氣體氣氛的爐子中進行。要注意的是熱固化步驟并不相當于碳化步驟，因此不單只節(jié)省了能量，而且以干品計算固體的收率十分高。另外還減少了污染的危險。
若需要，在將混合物制坯前或進行中可通過將模子預熱和/或?qū)⒚悍刍蚴劬鶆虻貫⒃诤突旌衔锝佑|的壓模表面上，使得生坯脫膜過程得到改進。
可另將一種防水劑噴灑或浸浴而對生坯進行處理，可使其防水性和外觀得到改善。已知有幾種藥劑或已建議用作防水劑，例如，包括乙酸鋁。
現(xiàn)在只用實例來說明本發(fā)明。
實例Ⅰ將一種南威爾士產(chǎn)的細無煙煤粉經(jīng)干燥，粉碎和過篩制備成了3mm的煤粉。將煤粉和8%制備好的未精煉的糖蜜(黃糖)溶液(該糖密含75%糖固體物，25%水)1%磷酸和1%鐵礦石混合，用一種采用液壓的模型加柱塞式壓機將混合物制成坯。測得生坯的初始平均抗碎強度為4.5kg。
將煤坯在空氣和氮的一種混合氣氛中在250℃固化1.5小時，冷卻后其平均抗碎強度為87kg，并且有優(yōu)良的防水性能。
實例2重復實例1的步驟，不同之處是使用商售的淀粉衍生的葡萄糖漿，該糖漿含80%(重量)的糖固體物，包括右旋糖、麥芽糖和更高級的糖和20%(重量)的水。生坯和經(jīng)固化的坯的抗碎強度分別是3.5kg和70kg，并具有優(yōu)良的防水性能。
實例3重復實例1的步驟，不同之處是用一種葡萄糖(右旋糖)溶液，該溶液含65%(重量)糖固體物和35%(重量)的水，并加進1%磷酸和2%鐵礦石。生坯和經(jīng)固化的坯的抗碎強度分別是2.5kg和80kg。并具有優(yōu)良的防水性能。
實例4重復實例3的步驟，不同處是在250℃所用的固化時間縮短到半小時。煤坯在水中浸1天以后，其抗碎強度為126kg。
實例5重復實例1的步驟，不同的是使用一種經(jīng)精煉的糖(蔗糖)，對該糖含65%(重量)的糖固體物，和35%(重量)的水，并且只加進1%對甲苯磺酸。在250℃固體半小時后，接著將煤坯在水中浸1天，其抗碎強度為105kg。
權(quán)利要求
1.一種冷煤制坯方法，其特征在由于5-15%(按煤粉加粘合劑混合物計)其濃度至少為25%(重量)的糖溶液和不高于5%(按煤粉加粘合劑混合物汁)用于該糖溶液的硬化促劑所配成的粘合劑與煤粉混合，將該混合物成型為煤坯，再將所得的生煤坯硬化；所述硬化促進劑是選自氧化鐵、碳酸鈣、磷酸鈣和氧化鋁，其中每一種均可任選含有一種酸以及對甲苯磺酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的煤，其特征在于這種煤是一種高級非粘結(jié)煤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于這種煤的粒徑小于3mm。
4.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求，其特征在于煤坯是通過擠壓，環(huán)滾一或滾壓，模壓，旋轉(zhuǎn)盤壓和顆?；瞥?。
5.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求，其特征在于硬化過程包括一個熱固化步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于將煤坯在200-300℃至少硬化0.5小時。
全文摘要
高抗碎強度的冷制煤坯，其制備方法包括由5-15％(按煤粉加粘合劑混合物計)其濃度至少為25％(重量)的糖溶液和不高于5％(按煤粉加粘合劑混合物計)用于該糖溶液的硬化促進劑所配成的粘合劑與煤粉混合，將該混合物成型為煤坯，再將所得的生煤坯硬化；所述硬化促進劑是選自氧化鐵、碳酸鈣、磷酸鈣和氧化鋁，其中每一種均可任選含有一種酸以及對甲苯磺酸。
文檔編號C10L5/10GK1032028SQ8810678
公開日1989年3月29日 申請日期1988年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1987年9月16日
發(fā)明者約瑟夫·戈列茨卡, 羅德尼·泰勒, 西蒙·凱利, 斯圖爾特·黑爾 申請人:煤炭工業(yè)(專利)有限公司