CN104560258B - 一种清洁型煤粘结剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种清洁型煤粘结剂，该粘结剂包括以下原料：碳酸铅0.13～0.30％、氯化镁0.20～0.40％、氧化钙0.20～0.40％、氧化剂0.20～0.40％、交联剂77.0～87.0％、氢氧化钠0.15～0.25％、增粘剂0.30～0.60％、硫酸镁0.15～0.25％、腐植酸钠1.50～2.50％、消烟剂0.20～0.30％、高岭土8.00～12.0％。本发明提供的型煤粘结剂具有消烟、防潮、降尘、固硫、抑氮等作用，该粘结剂是根据中国煤炭能源应用实际和中国近年来雾霾成因特点，顺应国家节能减排治霾形势所研发的粘结剂，该产品节能减排效果突出，有氧化助燃作用，燃烧充分继而达到节能效果。
Description
技术领域
本发明涉及型煤黏结技术领域，具体而言，涉及一种清洁型煤粘结剂。
背景技术
近年来，我国雾霾现象越来越严重，雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物三项组成，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得阴沉灰暗，严重危害人民群众的身心健康和出行安全，因此在2014年，国家首次将雾霾天气纳入2013年自然灾情进行通报。对于雾霾形成的原因众说纷纭，但是对于发展中国家而言，急剧的工业化和城市化导致能源迅猛消耗、人口高度聚集、生态环境破坏等都为雾霾天气的形成埋下伏笔。
我国是工业大国，能源消耗70％以上是以煤炭为主要，占到全球煤炭消耗量的一半，未经过清洁化处理的煤炭燃烧，势必排放出大量的氮氧化物、二氧化硫、氯化氢、烟尘等有毒、有害物体，这些有毒、有害物体与空气中的冷热气体混合便形成了雾霾，因此在工业化生产中，保证煤炭清洁化是减少雾霾形成的前提。
煤炭的清洁生产是目前解决能源枯竭和环境污染最有力的措施，在一次性能源天然气、石油等稀缺的背景下，加大对煤炭的高效应用和清洁化利用，减少资源浪费、减少排放以解决我国能源枯竭和环境污染是非常必要的。但生产高效清洁煤炭，必须涉及煤炭再加工程序，经生物法、化学法、物理法处理后再成型。目前，我国型煤生产粘结还处于初级阶段，虽然解决了成型粘结问题，但型煤粘结剂成分仍然属于高排放污染物，大大降低了清洁排放效果，后期废气处理所需的经济成本较高，废气处理困难，进而导致空气污染严重，因此粘结剂成分是直接影响型煤生产中减排效果的重要因素，所以生产清洁煤炭不仅仅是通过改进加工程序来达到减排效果，而是人们急需一种环保、清洁的型煤粘结剂，从而达到减排效果。
发明内容
为解决现有技术中型煤粘结剂成分虽然解决了型煤成型的粘结问题，但是这种型煤粘结剂的成分仍然属于高排放污染物，大大降低了清洁排放效果，后期废气处理所需的经济成本较高，废气处理困难，进而导致空气污染严重等问题，本发明的目的在于提供一种清洁型煤粘结剂。
为达到上述目的，本发明实施例中提供了一种清洁型煤粘结剂，该粘结剂包括以下重量组分的原料：
以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
本技术方案中，碳酸铅在粘结剂中主要作为防水剂使用，便于煤的储存，无需在防水防潮的环境中储存，使用和储存均很方便；氯化镁作为硬化剂使用，通过使用该粘结剂生产的型煤抗压力达到80kg/m2，抗碎强度高，煤不容易碎；氧化钙在粘结剂中主要作为固硫剂使用，降低了空气中二氧化硫，同时氧化钙也可以对型煤有杀菌、除臭作用，型煤产品燃烧时没有异味气体排放；此外氧化剂的存在，可以使煤燃烧更加充分，有氧化助燃的作用，达到了节能减排的效果；交联剂和增粘剂主要使粘结剂中分子之间形成交联，提高了粘结剂的粘结强度，不容易使煤松散，不容易碎，抗碎强度提高；氢氧化钠主要起到糊化剂的作用，由于交联剂中主要成分为淀粉，所以使用氢氧化钠主要起到糊化剂的作用，糊化剂主要是溶于淀粉液时会放出一定热量，使淀粉颗粒膨胀，产生黏性，还可使淀粉胶具有较好的流动性，并且不易霉变，可以长期使用，此外，使用糊化剂，粘结剂与原料直接混合搅拌加入适量的常温水即可达到快速粘结的效果，不用先加入热水糊化，提高了制备效率，制备方便；硫酸镁主要用于催干剂使用，加速了煤的粘结速率，提高了煤成型效率；腐植酸钠主要用于着色剂使用；此外，该粘结剂中还含有消烟剂，降低了煤燃烧时排放的烟，提高了实用性。
综上所述，本发明提供的型煤粘结剂具有防潮、防水、消烟、降尘、固硫、抑氮等效果，减少了煤炭燃烧后氮氧化物、二氧化硫、氯化氢、烟尘等有毒、有害物体的排放，降低了雾霾的形成几率，基本上做到零排放污染物，另外煤使用该粘结剂后，可以使煤在燃烧时受热蓬松，煤燃烧更加充分，没有黑心现象，达到了节能减排的效果，广泛应用于褐煤、草煤、无烟煤、固体废弃物颗粒或粉末、煤粉、煤泥制作清洁燃料的粘结。
进一步的，该粘结剂还包括三氧化二铁、丙烷、硝酸铵，三种成分在粘结剂中的质量百分比为：三氧化二铁0.25～0.35％、丙烷0.4～0.6％、硝酸铵0.2～0.4％。
本技术方案中，三氧化二铁主要用于降尘剂，降低了煤燃烧时产生的杂尘，可吸入颗粒物减少；丙烷主要用于冷冻剂，由该粘结剂生产出的型煤冷热强调均衡，抗压力强；硝酸铵作为抑氮剂使用，降低了型煤燃烧时氮氧化物的排放量，进而减少了雾霾的产生。
进一步的，氧化剂由高锰酸钾0.1～0.2％、二氧化锰0.1～0.2％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。本技术方案中，进一步对氧化剂限定，氧化剂中高锰酸钾及二氧化锰作为氧化剂使用，可用于固硫、杀毒、灭菌，提高了实用性。
进一步的，交联剂由淀粉70～75％、硅酸钠5～8％、异戊二烯2～4％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。本技术方案中，对交联剂作进一步的描述，选择淀粉、硅酸钠及异戊二烯作为交联剂，首先在考虑了交联效果的前提下，淀粉用量较多，淀粉燃烧后不会产生污染气体，所以不仅增强了交联效果，而且提高了粘结剂的清洁程度。
进一步的，增粘剂由氯化钠0.1～0.2％、硼砂0.1～0.2％、松香酸0.1～0.2％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。本技术方案中，进一步对增粘剂作进一步的限定，增粘剂主要包括氯化钠、硼砂、松香酸，这三种物质均属于清洁原料，在燃烧后基本不排放污染气体，另外增粘效果明显，提高了粘结剂的增粘程度，粘结效果好，后期生产型煤后，便于搬卸、运输和储存。
进一步的，消烟剂由硫酸亚铁0.1～0.15％、四氧化三铁0.1～0.15％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。本技术方案中，对消烟剂的成分作进一步的限定，降低了型煤在燃烧时产生的烟量，达到了高环保、低污染的效果，便于人们使用。
本发明的有益效果为：本发明生产的粘结剂可以使生产后的型煤具有粘结效果好、硬化强度高、防潮、防水、消烟、降尘、固硫、抑氮及煤燃烧时蓬松度高等特点，降低了污染气体的排放，克服了现有技术中煤排放污染气体便于形成雾霾，严重影响人们出行等缺陷，此外氧化剂的存在，达到了消毒且可以使煤充分燃烧的作用，煤燃烧时受热蓬松使产品燃烧充分没有黑心现象，本发明广泛适用于褐煤、草煤、无烟煤、固体废弃物颗粒或粉末、煤粉、煤泥制作清洁燃料等材料的粘结。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。
实施例1，本发明实施例所述的一种清洁型煤粘结剂，使用该粘结剂添加至型煤中并生产型煤，型煤包括固体废弃物颗粒或粉末500kg、褐煤200kg、草煤300kg，该粘结剂包括以下重量组分的原料：
以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
本技术方案中，进一步所述该粘结剂还包括三氧化二铁、丙烷、硝酸铵，三种成分在粘结剂中的质量百分比为：三氧化二铁0.25％、丙烷0.4％、硝酸铵0.2％。本技术方案中，进一步所述氧化剂由高锰酸钾0.1％、二氧化锰0.1％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。本技术方案中，进一步所述交联剂由淀粉70％、硅酸钠5％、异戊二烯2％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。本技术方案中，进一步所述增粘剂由氯化钠0.1％、硼砂0.1％、松香酸0.1％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。本技术方案中，进一步所述消烟剂由硫酸亚铁0.1％、四氧化三铁0.1％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
将上述原料中块状或颗粒状粘结剂原料，经机械粉碎成160—180目后备用，然后按照上述质量配比称取各成分后混合，搅拌均匀后即形成粘结剂，所组合成的粘结剂属于复合型功能性型煤粘结剂，它直接与型煤混合均匀搅拌2—3分钟，同时添加适合成型要求的水，继续搅拌3—4分钟，在经过机械挤压成型，即得到成型之后的型煤。
实施例2，本发明实施例所述的一种清洁型煤粘结剂，使用该粘结剂添加至型煤中并生产型煤，型煤包括固体废弃物颗粒或粉末400kg、褐煤300kg、草煤300kg，该粘结剂包括以下重量组分的原料：
以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
进一步的，该粘结剂还包括三氧化二铁、丙烷、硝酸铵，三种成分在粘结剂中的质量百分比为：三氧化二铁0.28％、丙烷0.46％、硝酸铵0.26％。进一步的，氧化剂由高锰酸钾0.13％、二氧化锰0.15％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。进一步的，交联剂由淀粉71％、硅酸钠6％、异戊二烯3％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。进一步的，增粘剂由氯化钠0.13％、硼砂0.13％、松香酸0.14％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。进一步的，消烟剂由硫酸亚铁0.11％、四氧化三铁0.12％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
将上述原料中块状或颗粒状粘结剂原料，经机械粉碎成160—180目后备用，然后按照上述质量配比称取各成分后混合，搅拌均匀后即形成粘结剂，所组合成的粘结剂属于复合型功能性型煤粘结剂，它直接与型煤混合均匀搅拌2—3分钟，同时添加适合成型要求的水，继续搅拌3—4分钟，在经过机械挤压成型，即得到成型之后的型煤。
实施例3，本发明实施例所述的一种清洁型煤粘结剂，使用该粘结剂添加至型煤中并生产型煤，型煤包括固体废弃物颗粒或粉末400kg、无烟煤100kg、草煤400kg、生物质100kg，该粘结剂包括以下重量组分的原料：
以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
进一步的，该粘结剂还包括三氧化二铁、丙烷、硝酸铵，三种成分在粘结剂中的质量百分比为：三氧化二铁0.30％、丙烷0.50％、硝酸铵0.30％。进一步的，氧化剂由高锰酸钾0.15％、二氧化锰0.17％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。进一步的，交联剂由淀粉72％、硅酸钠6.5％、异戊二烯3.5％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。进一步的，增粘剂由氯化钠0.16％、硼砂0.17％、松香酸0.12％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。进一步的，消烟剂由硫酸亚铁0.13％、四氧化三铁0.12％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
将上述原料中块状或颗粒状粘结剂原料，经机械粉碎成160—180目后备用，然后按照上述质量配比称取各成分后混合，搅拌均匀后即形成粘结剂，所组合成的粘结剂属于复合型功能性型煤粘结剂，它直接与型煤混合均匀搅拌2—3分钟，同时添加适合成型要求的水，继续搅拌3—4分钟，在经过机械挤压成型，即得到成型之后的型煤。
实施例4，本发明实施例所述的一种清洁型煤粘结剂，使用该粘结剂添加至型煤中并生产型煤，型煤包括固体废弃物颗粒或粉末200kg、褐煤500kg、草煤300kg，该粘结剂包括以下重量组分的原料：
以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
进一步的，该粘结剂还包括三氧化二铁、丙烷、硝酸铵，三种成分在粘结剂中的质量百分比为：三氧化二铁0.32％、丙烷0.55％、硝酸铵0.35％。进一步的，氧化剂由高锰酸钾0.18％、二氧化锰0.2％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。进一步的，交联剂由淀粉74％、硅酸钠7.8％、异戊二烯3.2％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。进一步的，增粘剂由氯化钠0.18％、硼砂0.18％、松香酸0.19％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。进一步的，消烟剂由硫酸亚铁0.14％、四氧化三铁0.14％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
将上述原料中块状或颗粒状粘结剂原料，经机械粉碎成160—180目后备用，然后按照上述质量配比称取各成分后混合，搅拌均匀后即形成粘结剂，所组合成的粘结剂属于复合型功能性型煤粘结剂，它直接与型煤混合均匀搅拌2—3分钟，同时添加适合成型要求的水，继续搅拌3—4分钟，在经过机械挤压成型，即得到成型之后的型煤。
实施例5，本发明实施例所述的一种清洁型煤粘结剂，使用该粘结剂添加至型煤中并生产型煤，型煤包括固体废弃物颗粒或粉末100kg、褐煤200kg、草煤700kg，该粘结剂包括以下重量组分的原料：
以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
本技术方案中，进一步所述的该粘结剂还包括三氧化二铁、丙烷、硝酸铵，三种成分在粘结剂中的质量百分比为：三氧化二铁0.35％、丙烷0.6％、硝酸铵0.4％。本技术方案中，进一步所述的氧化剂由高锰酸钾0.2％、二氧化锰0.2％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。本技术方案中，进一步所述的交联剂由淀粉75％、硅酸钠8％、异戊二烯4％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。本技术方案中，进一步所述的增粘剂由氯化钠0.2％、硼砂0.2％、松香酸0.2％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。本技术方案中，进一步所述的消烟剂由硫酸亚铁0.15％、四氧化三铁0.15％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
将上述原料中块状或颗粒状粘结剂原料，经机械粉碎成160—180目后备用，然后按照上述质量配比称取各成分后混合，搅拌均匀后即形成粘结剂，所组合成的粘结剂属于复合型功能性型煤粘结剂，它直接与型煤混合均匀搅拌2—3分钟，同时添加适合成型要求的水，继续搅拌3—4分钟，在经过机械挤压成型，即得到成型之后的型煤。
将上述实施例1-5得到的型煤产品与现有的普通的粘结剂生产的型煤做对比，按照质量标准检验型煤性能，具体数据如下表所示：
综上所述，由实施例1-5及上述数据表可得出，使用本发明提供的粘结剂生产型煤与现有的粘结剂生产的型煤相比，本发明生产的型煤的燃烧效率明显提高，且型煤的水分较低，同时本发明提供的粘结剂生产的型煤的抗碎强度、固碳量、固硫量、抑氮量等与现有粘结剂生产的型煤相比均有所提高，此外本发明提供的粘结剂生产的型煤在燃烧时，有害气体的排放量降低，同时粘结剂的原料用量少、成本低，减少污染物对环境污染。因此，由本发明提供的粘结剂生产的清洁型煤不仅可以工业用煤也可民用，该粘结剂具有杀毒、灭菌、助燃、固硫、抑氮等化工原料，保证了清洁型煤在储存和燃烧时达到高环保、低污染效果，又保住了粘结效果好、储存和运输损坏率低，为减少污染、节省资源，创造清洁能源改善人居生存环境，开辟了新的途径。
综上所述，本发明提供的粘结剂具有如下优点：
(1)使用本粘结剂生产出的型煤冷热强调均衡，抗压力强，抗碎强度高，型煤不容易损坏，便于运输、搬卸和储存；
(2)使用本粘结剂生产的型煤，储存方便，无需在防水、防潮等环境中储存，对储存环境没有限制，使用方便；
(3)使用本粘结剂生产的型煤，在型煤燃烧时，粘结剂中的钙系和铁系结合达到固硫、固氮、消烟、降尘等效果，达到了节能减排的效果；
(4)使用本粘结剂生产的型煤，有氧化助燃作用，型煤能燃烧充分继而达到节能效果，降低了经济成本，充分利用型煤热量，提高了型煤的使用率；
(5)使用本粘结剂生产的型煤，高锰酸钾、氧化钙对物料有杀菌、除臭作用，产品燃烧时没有异味排放，提高了实用性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种清洁型煤粘结剂，其特征在于，该粘结剂包括以下重量组分的原料：
其中，氧化剂由高锰酸钾0.1～0.2％、二氧化锰0.1～0.2％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
2.根据权利要求1所述的清洁型煤粘结剂，其特征在于，该粘结剂还包括三氧化二铁、丙烷、硝酸铵，三种成分在粘结剂中的质量百分比为：三氧化二铁0.25～0.35％、丙烷0.4～0.6％、硝酸铵0.2～0.4％。
3.根据权利要求1所述的清洁型煤粘结剂，其特征在于，交联剂由淀粉70～75％、硅酸钠5～8％、异戊二烯2～4％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
4.根据权利要求1所述的清洁型煤粘结剂，其特征在于，增粘剂由氯化钠0.1～0.2％、硼砂0.1～0.2％、松香酸0.1～0.2％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
5.根据权利要求1所述的清洁型煤粘结剂，其特征在于，消烟剂由硫酸亚铁0.1～0.15％、四氧化三铁0.1～0.15％混合制成，以上百分比均为占粘结剂总质量的质量百分比。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20170125 Termination date: 20210114 |