CN1058802A - 上点火煤球上点火单体蜂窝煤及其制作方法 - Google Patents

Abstract

上点火煤球上点火单体蜂窝煤由烟煤，无烟煤、 煤泥、煤矸石、粘土、石灰和型煤粘胶制成，其特点是 在加工过程中加入2-12％型煤粘胶，使粘土石灰将 煤粉结成的潮湿颗粒的外表面包裹一层粘胶薄膜，使 之具有防水防潮、防冻性能和抗压、抗冲击性能，上点 火燃烧充分、节省燃料，提高热效率、燃烧时无烟尘， 大大减少烟气中一氧化碳、二氧化硫及3、4苯并芘等 有毒有害物质的含量，是一种理想的型煤。

Description

本发明属于燃料型煤及其制作方法。

众所周知，原煤散烧不仅煤炭的利用率很低，而且烟尘大，严重地污染环境。

烧型煤是一大进步，不仅提高了煤炭的利用率，还减轻了烟气黑度，减轻了环境污染。

现有型煤主要有两大类，一类是蜂窝煤，一类是煤球。其中蜂窝煤又有普通蜂窝煤（下点火）和上点火蜂窝煤两种，煤球只有普通煤球（下点火）一种。

上点火这种自上而下引燃、自上而下燃烧的燃烧方式在节煤和环境保护方面效果十分显著。据检测表明，燃用上点火蜂窝煤比烧散煤燃烧充分，热效率高，可减少一氧化碳70～80%，二氧化硫40%，尘和3、4苯并芘等有害物质90%，节煤20～30%，还可以减轻烟气黑度。

现有普通蜂窝煤和普通煤球的制作过程是：将煤炭、粘土及石灰按比例混合，经粉碎机粉碎成粉末，然后适度喷水，在粘土和石灰的粘合作用下将煤粉粘结成大小不等的团粒，最后用煤球机或蜂窝煤机加工成煤球或蜂窝煤。

用上述传统方法生产的普通煤球抗压强度很低，一个煤球只能承受几千克的压力;抗冲击性能极差，煤球从0.7米高处自由落于水泥地面摔得粉碎;怕水怕潮，雨淋水浸即散;怕冻，冻后遇热即散;煤球生产后需自然或人工干燥，否则极易破碎且不能燃用。用上述方法生产的普通蜂窝煤也存在着抗压强度低、抗冲击性能差、怕水怕潮、怕冻等问题，只是程度不及煤球严重而已。

现有上点火蜂窝煤有氧化剂型和植物纤维型两种。从结构上说，它们都是由煤本体、引火层及点火层三部分组成（三合一）或由煤本体及点火层二部分组成（二合一）。二者的差别仅在于引火层和点火层中一个采用氧化剂，一个不采用氧化剂。上述两种上点火蜂窝煤具有相同的结构及相同的工艺方法。

现有上点火蜂窝煤的生产工艺过程是：

（1）将煤炭、粘土、石灰按一定比例混合在一起;

（2）将上述混合料经粉碎机粉碎成粉末状;

（3）对粉碎后的料适度喷水，使粘土和石灰起粘合作用;

（4）将上述喷水后的混合料投入蜂窝煤机经第一次填料及第一次冲压加工成上点火蜂窝煤的本体;然后，将备好的引火层配料经第二次填料填加在刚刚压制的本体之上，经第二次冲压在本体之上压制成引火层;最后，将备好的点火层配料经第三次填料填加在刚刚压制的引火层之上，再经第三次冲压在引火层之上压制成点火层。如果只有点火层而无引火层，只需两次填料、两次冲压成型。

用这种工艺方法生产的上点火蜂窝煤存在下述缺点：

（1）结构复杂、生产效率低。二合一的（由本体及点火层组成）上点火蜂窝煤需两次填料、两次冲压成型;三合一的（由本体、引火层、点火层组成）需三次填料、三次冲压成型。生产一块上点火蜂窝煤所用的时间大体上是生产一块普通蜂窝煤所需时间的二倍或三倍。

（2）怕水怕潮。由于本体是以粘土及石灰为粘合剂的，所以雨淋水浸之后便破碎。

（3）怕冻。刚刚生产的潮湿上点火蜂窝煤冻后遇热容易破碎，据统计，冬季生产的上点火蜂窝煤在春天到来时破碎率高达30%左右。

（4）生产成本高。氧化剂型的上点火蜂窝煤在引火层及点火层中加入了氧化剂，植物纤维型的上点火蜂窝煤在点火层中以淀粉和苛性钠为粘合剂，且生产后需作浸蜡处理。氧化剂、荷性钠、淀粉及石蜡都是价格较高的原料。

煤球与蜂窝煤相比，它有很多优点。例如：煤球体积小，对炉具的适应性强，民用炉灶、茶炉、饮服大灶、小型手烧锅炉、工业闷火炉及链条炉等炉具均可燃用煤球，而蜂窝煤则对炉具有特殊要求;煤球使用方便，可以根据用火的多少随意增减投煤量;煤球易于引燃，节省时间。如果煤球能够克服它自身的前述缺点，它是一个比较好的型煤。

为了克服现有普通煤球，现有普通蜂窝煤，以及现有多层结构的上点火蜂窝煤抗压，抗冲击性能差，怕水、怕潮、怕冻的缺点，本发明提供了一种抗压、抗冲击力强，不怕水、不怕潮、不怕冻的上点火煤球、上点火单体蜂窝煤及其制作方法。

上点火煤球、上点火单体蜂窝煤的制作工艺是：

（1）混合。将烟煤、无烟煤、煤泥、煤矸石粘土及石灰按比例混合在一起。具体比例由煤质确定。

（2）粉碎。将上述混合料投入粉碎机粉碎成粉末状，其粒度大小为0～6毫米。

（3）第一次粘合。在上述粉碎后的原料中喷水，边喷水边搅拌，使粘土和石灰将煤粉粘结成大小不等的潮湿团状颗粒，如图1所示。

（4）第二次粘合。将第一次粘合后粘结成的潮湿颗粒状原料投入滚筒式加热混料机内，同时投入由工业废油（矿物油或植物油）、工业废蜡、煤焦油、石油焦油、油田落地油、松香、废塑料制成的型煤粘胶。与煤型煤粘胶的配比为：煤占88-98%，粘胶占2-12%。其较佳配比为：煤占90-96%，粘胶占4-10%。

该型煤粘胶既是粘合剂，又是助燃剂和防水防冻剂，它能增强煤球和蜂窝煤的抗压抗冲击性能，又能防水、防潮、防冻、点燃快。

煤粉结成的潮湿团状颗粒受热时除去部分水份，变得牢固;型煤粘胶受热时熔化，在滚筒滚动的条件下，熔化了的粘胶与团状颗粒均匀地混合在一起，在潮湿团状颗粒的外表面上包裹上一层型煤粘胶的薄膜，并且向颗粒内部渗透。混合均匀后出料。

（5）成型。如果生产上点火煤球，将经第二次粘合后即加入型煤粘胶后的原料投入煤球机加工成上点火煤球;如果生产上点火单体蜂窝煤，则将经第二次粘合即投入型煤粘胶后的原料投入蜂窝煤机像制作普通蜂窝煤那样只经一次填料成型，加工成上点火单体蜂窝煤。

图1为第一次粘合工序由粘土和石灰将煤粉粘结成的团状潮湿颗粒示意图。图中，1是煤粉粉状颗粒，2是煤粉粉状颗粒之间的粘结面，它是一层很薄的粘土和石灰的薄膜。

图2为第二次粘合工序制得的外表面上包裹上一层型煤粘胶薄膜的潮湿团状颗粒的示意图。图中：1是煤粉粉状颗粒;2是煤粉粉状颗粒之间的粘结面，它是一层很薄的粘土和石灰的薄膜，3是团状颗粒的外表面，这是一层很薄的型煤粘胶的薄膜。

图3为上点火煤球微观结构剖视图。

图4为上点火单体蜂窝煤微观结构剖视图。图中：4是第二次粘合工序制得的外表面上包裹一层型煤粘胶薄膜的团状潮湿颗粒;5是上点火煤球及上点火蜂窝煤的外表面，这是一层很薄的型煤粘胶的薄膜。

上点火煤球、上点火单体蜂窝煤的共同优点是，在第二次粘合工序 中由于加入2－12％的型煤粘胶，使由粘土和石灰将煤粉粘结成的团状潮湿颗粒的外表面上包裹上一层易燃的、具有防水防冻作用的、粘合力很强的型煤粘胶薄膜，成型之后，型煤的微观结构不同于现有一切型煤：煤粉先由粘土和石灰粘结成团状颗粒，该颗粒再由型煤粘胶粘结成型煤，因而使得该型煤具有很强的抗压、抗冲击性能及很好的防水防冻性能。

上点火煤球与普通煤球相比较，其优点是：

（1）上点火煤球的燃烧方式是自上而下燃烧，燃烧充分、节约煤炭、提高热效率。燃烧时基本无烟无尘。观察烟气，冬天看到的是白色雾状烟气，夏天看到的是无色热气浪。烟气中一氧化碳、二氧化硫、尘和3，4苯并芘等有毒有害物质大大降低，减轻空气污染。

（2）抗压强度大，以普通对辊式煤球机生产的上点火煤球，其抗压强度为：10－30千克／1个煤球

以由蜂窝煤机改制的冲压式煤球机生产的上点火煤球，其抗压强度为50－120千克／1个煤球

而现有普通煤球的抗压强度只是2－5千克／1个煤球。

（3）抗冲击性能好。以普通对辊式煤球机生产的上点火煤球，从2米高处自由落于水泥地面不破碎；以由蜂窝煤机改制的冲压式煤球机生产的上点火煤球从10米高处自由落于水泥地面完好无损。而普通煤球从0.7米高处落于水泥地面摔得粉碎。

（4）防水防潮，不怕雨淋水泡。在水中浸泡3－12个月不破坏，雨淋之后不必干燥即可点燃。而普通煤球遇水即散。

（5）防冻。冻后遇热不散，生产不受季节限制。普通煤球冻后受热即散。

（6）生产后不需自然或人工干燥。

上点火单体蜂窝煤与现有氧化剂型及植物纤维型上点火蜂窝煤比较，其优点是：

（1）结构简单，只有本体，没有引火层和点火层，一次填料成型，生产效率高。

（2）防水防潮性能好，不怕雨淋水泡。雨淋水泡不仅不破坏，而且不需干燥即可点燃。而现有一切上点火蜂窝煤雨淋水泡即散。

（3）防冻性能好。冻后遇热不破坏，而现有上点火蜂窝煤冻后遇热破碎率高达30%左右。

（4）成型后不需干燥，可立即运输及燃用。而现有一切上点火蜂窝煤成型后不经干燥不能燃用。

（5）成本低。不需采用价格较高的原料。

实施例一

第二次粘合工序中使用的型煤粘胶由工业废油（矿物油或植物油）、工业废蜡、煤焦油、石油焦油、油田落地油、松香及废旧塑料（采用分子结构为直链的无毒废塑料）制成。制作粘胶可同时利用上述全部材料，也可以根据当地材料情况选用其中两种或三种。实施时，首先确定原材料的种类及种数，然后按照下述各种原料的利用率最后确定所定材料的具体比例。

各种原料的利用率：

矿物油：  ＜95%  植物油：  ＜80%  废蜡：  ＜60%

煤焦油：  ＜90%  石油焦油：  ＜90%  落地油：  ＜93%

松香：  ＜50%  废旧塑料：  ＜40%

如由油田落地油、煤焦油及废塑料为原料，其配比为：

煤焦油10～30%，废塑料为0.5～20%，其余为落地油加至100%。

制法是：将油田落地油和煤焦油一同加热至其中水份基本被除去之后，放入塑料，轻轻搅动，待塑料熔化后，仃止加热，即成型煤粘胶，备用。

实施例二

上点火煤球及上点火单体蜂窝煤由烟煤、无烟煤、煤泥、煤矸石、粘土及石灰制成。具体实施时可同时利用上述全部原料，也可只用部分材料，也可以只用烟煤生产，也可以只用无烟煤生产，也可以只用煤泥生产，煤矸石有则用没有则不用，粘土可用可不用，当煤炭中含硫较低时石灰亦可不用。上述材料的应用率如下：

烟煤：  0-100%  煤矸石：  0-50%

无烟煤：  0-100%  粘土：  0-16%

煤泥：  0-100%  石灰：  0-5%

如以无烟煤、烟煤、煤泥及石灰制作，各种原料的配比如下：

无烟煤：  30-60%  石灰：  3%

烟煤：  10-60%  粘胶： 4-8%

煤泥：  10-30%

实施例三

为使国内的劣质煤炭转化为工业用煤，本发明在实施中尽量多地采用无烟煤、煤泥及煤矸石。例如，以无烟煤为主体的配方如下：

无烟煤  60-76%  煤泥  10-25%

粘土  3%  粘胶  6-11%

前二种原料的总和为86-91%。

实施例四

为保护土地资源，本发明尽可能不用粘土。据实验，我国大部地区实施时均可不加粘土。例如，辽宁地区生产时，配方如下：

无烟煤：  61-65%  褐煤  30%

石灰：  3%  粘胶  2-6%

Claims (6)

1、上点火煤球、上点火单体蜂窝煤由烟煤、无烟煤、煤泥、煤矸石、粘土、石灰构成，其特征是所述的煤球和蜂窝煤在制作过程中加入由工业废油(矿物油或植物油)工业废蜡、煤焦油、石油焦油、油田落地油、松香、废塑料制成的型煤粘胶，其加入量为2-12%。

2、按照权利要求1所述的煤球和蜂窝煤，其特征是它的型煤粘胶的较佳加入量为4-10%;

3、按照权利要求1和2所述的煤球和蜂窝煤，其特征是它们所加入的型煤粘胶可以由上述全部原料制成，也可以由其中某二种或某三种原料制成;如煤焦油占10-30%，无毒塑料0.5-20%，其余为油田落地油加至100%;

4、一种用于权利要求1所述的上点火煤球和上点火单体蜂窝煤的制作方法包括：（1）混合。将烟煤、无烟煤、煤泥、煤矸石、粘土及石灰按比例混合在一起。（2）粉碎。将上述混合料投入粉碎机粉碎成粉末状，其粒度大小为0～6毫米。（3）第一次粘合。将上述粉碎后的原料中喷水，边喷水边搅拌，使粘土和石灰将煤粉粘结成大小不等的潮湿团状颗粒;其特征是，（4）将第一次粘合后的潮湿团状颗粒原料投入滚筒式加热混料机内，同时加入2-12%的型煤粘胶进行第二次粘合，使潮湿团状颗粒在滚筒式加热混料机内受热并除去部分水份，变得牢固，型煤粘胶受热熔化，在滚筒滚动作用下，型煤粘胶与团状颗粒均匀地混合在一起，并向内部渗透，团状颗粒包裹一层粘胶薄膜，混合均匀后出料;（5）成型。将第二次粘合后的原料放入煤球机上加工成上点火煤球，或放入蜂窝煤机上加工成上点火单体蜂窝煤;

5、按照权利要求4所述的制作方法，其特征是在第二次粘合工序中型煤粘胶的较佳加入量为4-10%。

6、按照权利要求5所述的制作方法，其特征是该型煤粘胶的制作方法是：先将原料油如油田落地油和煤焦油一同加热至其中水份基本被除去之后，放入塑料、轻轻搅动，待塑料熔化后，仃止加热，即成型煤粘胶，备用。

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