專利名稱：用于制作型煤的添加劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于制作型煤的添加劑。
背景技術：
型煤是以煤為基料制作的具有固定幾何形狀的 一種碳質固體燃 料。型煤能使煤轉化為價值更大的燃料。但，由于用于制作型煤的煤 通常是以無煙煤為主料，而無煙煤是屬于無粘結性的惰性物，所以， 在制作型煤時，需要添加膠結劑才能將其壓制成型。傳統技術中制作 型煤通常采用大量優質粘土作為膠結劑，而采用粘土作為膠結劑一方 面會破壞耕地，造成土地資源浪費，另一方面粘土中含有大量的水份， 呈粘稠狀，在制作型煤前需要通過自然干燥或人為加熱的方式先去除 粘土中的水份，利用自然干燥去除水份又依賴于外部自然環境，而人 為加熱會浪費能源，所以，采用粘土制作型煤存在許多問題。煤拜石是采煤和洗煤過程中排出的含炭巖石及巖石，是煤礦建 設、生產過程中的廢棄物。在現有技術中，綜合開發利用煤研石的一 種技術啟示是將其作為型煤的一部分。如中國專利1142527A號公告 的名稱為"高效香型節能燃料煤及其制備方法"就給出一種利用煤研 石的技術方案，但從其披露的內容來看，是將煤研石粉碎到60目以 上(顆粒在0. 3mm以下)。就煤研石而言，當其有75%以上的顆粒直徑 能在6mm以下，其粘結性能就能滿足于制作型煤的要求，如果將其磨 成60目以下的顆粒，雖然具有更好的粘結性能，但會大大增加研磨成 本，直接造成型煤成本的提高；另外，型煤需要有一定的孔隙才能完全 燃燒，而煤矸石作為型煤的添加劑，如果顆粒過細且添加量較大，則該 型煤還需要添加適量的疏松劑及助燃劑，如該專利添加木炭和氯化鈉 及檀香油等，這些價格較高的物料會進一步提高型煤的制作成本。中國專利1190118A號公告的名稱為"燃煤催化脫硫節能劑"采 用以稀土和氧化鐵構成的催化劑，采用高錳酸鉀和硝酸鋇及硝酸鈉構 成的氧化劑，疏松劑采用氯化鈉，而凈化劑采用碳酸鈉，輕質碳酸鈣， 石灰，氯化鎂和氯化鋇。雖然該節能劑中的氧化劑可以助燃，凈化劑可以固硫，但，該節能劑是以千分之三的比例加入煤中，所以，該節能劑不能兼作膠結劑。另外，CN1775929A披露的名稱為"高效節能燃煤 添加劑"采用苯渣、氯化鈉、高錳酸鉀、氯化稀土、碳酸鈣或碳酸鈉 的混合物作為煤或型煤的添加劑。雖然該專利中給出添加煤幵石的技 術啟示，但同時給出在制作型煤時，需要添加黃土，由此可見，其添 加的煤研石的目的不是為了使起到粘合劑的作用，而不起粘結劑作用 的煤石f石從制作成本方面考慮，對其顆粒的大小及種類沒有要求，而 煤石干石的顆粒越大，其研磨成本越低，且顆粒大還有利于型煤燃燒。
發明內容
本發明的任務是提供一種利用工業廢棄物煤石f石兼作粘結劑的 方式解決型煤成本和熱值等問題的用于制作型煤的添加劑。本發明所提出的用于制作型煤的添加劑包括以下重量百分比的 物料碎纖維植物20%-79°/。，煤矸石粉20%-79°/。，氧化劑1%-10%。煤 石f石中含二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵及部分碳質燃料等成分， 當其粉碎到一定細度后，其中的三氧化二鋁及三氧化二鐵類似于粘土 質原料，所以，煤石f石有一部分可作為燃料，同時還可兼作粘結劑； 碎纖維植物如鋸末、植物秸稈、雜草等木質碎纖維植物在制作型煤的 成型過程中的機械變形、彈性變形和塑性變形的這三個階段中，會迫 使碎纖維植物重新排列位置，分子間相互纏繞和絞合，在增加型煤粘 結性能的同時還能保證型煤具有 一定空隙，以利于型煤更好地燃燒； 另外，由于煤化程度低的低質煤(如褐煤)和煤石f石粉中的有機質含 量較高，而有機質是以芳香環為主，芳香環上含有硫、氧、氮官能團， 這些官能團是由非芳香部分或醚鍵連接起來構成數個結構單元，并呈 空間立體結構的高分子化合物，其化學性能相對比較穩定，不易燃燒， 在添加劑中加入氧化劑可以破壞煤化程度低的煤中的有機質的連接 鍵，使其形成含有自由基的低分子化合物，該低分子化合物在型煤燃 燒過程中所產生的足夠熱能下會發生縮合反應，變成低分子的半焦物 質，而半焦物質易于燃燒，所以，用該添力口劑制作的型煤，即便添加 煤化程度低的煤也能產生4艮高的熱值。所述氧化劑包括高錳酸鉀和硝酸鹽或亞硝酸鹽。氧化劑中的高錳氧化劑中的高錳酸鉀是一種強氧化劑，其在240°C即開始分解成氧原 子，當煤燃燒溫度達到450°C 55(TC時，第二個強氧化劑硝酸鹽或 亞硝酸鹽開始分解成氧分子，在此期間可有效的控制C02的還原率。所述添加劑中各物料的重量百分比為碎纖維植物20°/。-79°/。，煤 石亍石粉20%-79%，高錳酸鉀和硝酸鹽或亞硝酸鹽分別為0. 5%-5%。所述硝酸鹽包括硝酸鉀或硝酸氨或硝酸鈉或者是硝酸鉀、硝酸 氨、硝酸鈉中兩種或三種物料的混合物，所述亞硝酸鹽包括亞硝酸鉀 或亞硝酸氨或硝酸鈉或者是亞硝酸鉀、亞硝酸氨、亞硝酸鈉中兩種或 三種物料的混合物。所述添加劑還包括石友酸4丐和/或生石灰。添加劑中加入生石灰可 以將型煤中的硫固化在殘渣中，以減少煙氣中硫化物排放，而碳酸鈣 在高溫下能分解成二氧化碳和氧化釣，二氧化碳逸出可增加型煤的孔 隙率，從而改善型煤的反應活性。所述添加劑中各物料占其重量百分比分別為碎纖維植物 20%-75%,煤拜石粉20%-75%，氧化劑1%-10%，碳酸4丐1%_20%。所述添加劑中各物料的重量百分比為碎纖維植物20%-75%,煤 石f石粉20%-75%,氧化劑1°/。-10°/。，生石灰1%-20%。生石灰的加入量 可根據型煤中硫含量的多少來確定，如果生石灰的含量過高，會增加 型煤中的灰分含量，還會降低灰的熔點，而熔點低的灰易結渣，進而 直接影響型煤的燃燒性能。所述添加劑中各物料的重量百分比為碎纖維植物20°/。-75%,煤 石f石粉20%-75%,氧化劑1%-10%,碳酸4丐1% - 10%,生石灰1% — 10%。所述煤拜石粉中粘土類煤幵石占其總重量的30%-60%,且煤研 石粉的顆粒直徑在6毫米以下的占總重量的60% - 85%。所述氧化劑采用純凈水作為溶劑。所謂純凈水即是無離子無茵的 水。由于無離子無茵水可以阻礙細菌繁殖，所以，用該種水作為溶劑 可延長型煤的保持期。本發明所提出的用于制作型煤的添加劑采用煤研石粉和碎纖維 植物作粘結劑，這兩種材料是工農業的廢棄物，所以，其成本非常低, 且加工也非常方便；添加劑中的氧化劑可以破壞煤中有機質的連接鍵，用其制作型煤時可以使用一部分低質煤，以進一步降低型煤成本。 另外，用該添加劑制作的型煤，經過有關部門檢測，其冷強度達到850N/塊，熱強度385N/塊，燃燒時間相對同體積型煤可增加一倍多， 熱值達到21MJ/Kg,比普通型煤高近16%，從中可以看出，冷熱強度、 燃燒時間、熱值均優于現有型煤，且煙氣煙塵排放量也低于國家標準。
具體實施例方式實施例1:取纖維植物200Kg、煤野石790Kg、高錳酸鉀和硝酸鹽或亞硝酸 鹽分別為5Kg，分別將纖維植物和煤拜石粉碎，然后將所述物料混合均 勻即為本發明所提出的用于制作型煤的添加劑。實施例2 :取纖維植物790Kg、煤幵石200Kg、高錳酸鉀7Kg、硝酸鹽或亞 硝酸鹽3Kg,將纖維植物和煤石f石粉碎，然后將所述物料混合均勻即 為本發明所提出的型煤添加劑。實施例3 :取纖維植物450Kg、煤石f石450Kg、 硝酸鹽40Kg,將纖維植物和煤研石粉碎， 為本發明所提出的型煤添加劑。實施例4:取纖維植物600Kg、煤拜石350Kg、 硝酸鹽32Kg，將纖維植物和煤研石粉碎，為本發明所提出的型煤添加劑。 實施例5:取纖維植物200Kg、煤拜石750Kg、高錳酸鉀20Kg、硝酸鹽或亞 硝酸鹽20Kg、碳酸鈣或生石灰10Kg，將纖維植物和煤研石粉碎，然后 再將所述物料混合均勻即為本發明所提出的型煤添加劑。實施例6:取纖維植物750Kg、煤幵石200Kg、高錳酸鉀7Kg、硝酸鹽或亞 硝酸鹽3Kg、碳酸釣或生石灰40Kg,將纖維植物和煤研石粉碎，然后 再將所述物料混合均勻即為本發明所提出的型煤添加劑。高錳酸鉀60Kg、硝酸鹽或亞 然后將所述物料混合均勻即高羊孟酸鉀18Kg、硝酸鹽或亞 然后將所述物料混合均勻即實施例7:取纖維植物400Kg、煤研石400Kg、高錳酸鉀40Kg、硝酸鹽或亞 硝酸鹽30Kg、碳酸鈣或生石灰130Kg，將纖維植物和煤研石粉碎，然 后再將所述物料混合均勻即為本發明所提出的型煤添加劑。實施例8:取纖維植物500Kg、煤拜石400Kg、高錳酸鉀40Kg、硝酸鹽或亞 硝酸鹽50Kg、碳酸4丐或生石灰10Kg，將纖維植物和煤石f石粉碎，然后 再將所述物料混合均勻即為本發明所提出的型煤添加劑。實施例9:取纖維植物200Kg、煤幵石700Kg、高錳酸鉀40Kg、硝酸鹽或亞 硝酸鹽35Kg、碳酸鈣15Kg、生石灰10Kg，將纖維植物和煤石f石粉碎， 然后再將所述物料混合均勻即為本發明所提出的型煤添加劑。實施例10:取纖維植物600Kg、煤石f石300Kg、高錳酸鉀35Kg、硝酸鹽或亞 硝酸鹽40Kg、碳酸釣10Kg、生石灰15Kg，將纖維植物和煤矸石粉碎， 然后再將所述物料混合均勻即為本發明所提出的型煤添加劑。實施例11:取纖維植物500Kg、煤研石350Kg、高錳酸鉀60Kg、硝酸鹽或亞 硝酸鹽40Kg、碳酸4丐30Kg、生石灰20Kg,將纖維植物和煤研石粉碎，實施例12:取纖維植物400Kg、煤矸石300Kg、高錳酸鉀50Kg、硝酸鹽或亞 硝酸鹽50Kg、碳酸鈣100Kg、生石灰100Kg,將纖維植物和煤研石粉 碎，然后再將所述物料混合均勻即為本發明所提出的型煤添加劑。實施例13:取纖維植物350Kg、煤石f石400Kg、高錳酸鉀55Kg、硝酸鹽或亞 硝酸鹽45Kg、碳酸鈣100Kg、生石灰50Kg，將纖維植物和煤拜石粉碎，實施例14:取纖維植物450Kg、煤矸石400Kg、高錳酸鉀35Kg、硝酸鹽或亞硝酸鹽45Kg、碳酸鉤40Kg、生石灰30Kg，將纖維植物和煤斤石粉碎，上述實施例1至14中，所述的碎纖維植物可由鋸末或樹枝或硬 皮類果殼或稻殼或秸稈等含植物纖維的物料構成或者由鋸末、樹枝、 硬皮類果殼、稻殼、秸稈中兩種或兩種以上物料的混合物構成；所述 化學纖維可由曱基纖維素或乙基纖維素或羧曱基纖維素或羧乙基纖 維素或者由曱基纖維素、乙基纖維素、羧曱基纖維素、羧乙基纖維素 中的兩種或兩種以上的物料混合構成。由于硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸銨等硝酸鹽具有相同或相近似的氧化 性能，而硝酸鹽在受熱后先形成亞硝酸鹽后再起到氧化劑的作用，故 實施例1至14中所提出的硝酸鹽也可直接采用亞硝酸鹽，其中有硝 酸鹽可由硝酸鉀或硝酸鈉或硝酸銨或硝酸鐘、硝酸氨、硝酸鈉其中的 兩種或三種物沖牛的混合物構成；亞硝酸鹽可由亞硝酸鉀或亞硝酸鈉或 亞硝酸銨或亞硝酸鉀、亞硝酸氨、亞硝酸氨中的兩種或兩種以上的混 合物料構成。由于煤研石分為粘土巖類、砂巖類、碳酸鹽類和鋁質巖類等類型， 尤其是粘土巖類煤研石主要含有粘土礦物，是一種天然的粘結劑。上 述實施例1至14中所述的煤矸石，可采用占煤石f石總重量30%-60% 的粘土巖類煤石f石，這樣，只要將煤石f石粉碎且使其顆粒的直徑小于 6mm或1 - 5mm或2 - 4mm占75 %就能具備良好的粘結性能。實施例1至14中所述碎纖維植物的顆粒直徑有75 %在6mm以下 或有70 %在1 - 5mm或2 - 4mm之間。在實施例1至14中還可以采用將高錳酸鉀和硝酸鹽或亞硝酸鹽 放入純凈水中，以形成稀釋的溶液后再與碎纖維植物、煤研石或與碎 纖維植物、煤石干石、碳酸鈣和/或生石灰混合制成型煤添加劑。所述 純凈水是指無離子、無茵的水，采用純凈水作為溶劑可以阻礙細菌繁 殖，以延長型煤的保持期。
權利要求
1. 用于制作型煤的添加劑，其特征在于該添加劑包括以下重量百分比的物料碎纖維植物20％-79％，煤矸石粉20％-79％，氧化劑1％-10％。
2、 根據權利要求1所述的添加劑，其特征在于所述氧化劑包 括高錳酸鉀和硝酸鹽或亞硝酸鹽。
3、 根據權利要求1或2所述的添加劑，其特征在于所述添加 劑中各物料的重量百分比為'碎纖維植物20%-79%,煤拜石粉20%-79%: 高錳酸鉀和硝酸鹽或亞硝酸鹽分別為0. 5%-5%。
4、 根據權利要求2所述的添加劑，其特征在于所述硝酸鹽包 括硝酸鉀或硝酸氨或硝酸鈉或者是硝酸鉀、硝酸氨、硝酸鈉中兩種或 三種物料的混合物，所述亞硝酸鹽包括亞硝酸鉀或亞硝酸氨或硝酸鈉 或者是亞硝酸鉀、亞硝酸氨、亞硝酸鈉中兩種或三種物料的混合物。
5、 根據權利要求1所述的添加劑，其特征在于所述添加劑還 包括碳S吏4丐和/或生石灰。
6、 根據權利要求1或5所述的添加劑，其特征在于所述添加 劑中各物料占其重量百分比分別為碎纖維植物20°/。-75%,煤野石粉 20%-75%,氧化劑1°/。-10%，碳酸4丐1% — 20%。
7、 根據權利要求1或5所述的添加劑，其特征在于所述添加 劑中各物料的重量百分比為碎纖維植物20%-75%，煤研石粉20%-75%: 氧化劑1°/。-10°/。，生石灰1°/。-20%。
8、 根據權利要求1或5所述的添加劑，其特征在于所述添加 劑中各物料的重量百分比為碎纖維植物20%-75%,煤石f石粉20%-75%. 氧化劑1%-10%，碳酸鉤1% - 10%,生石灰1% - 10%。
9、 根據權利要求1所述的添加劑，其特征在于所述煤幵石粉 中粘土類煤研石占其總重量的30°/。- 60%，且煤研石粉的顆粒直徑在6 毫米以下的占總重量的60°/。-85%。
10、 根據權利要求1或2所述的添加劑，其特征在于所述氧化 劑采用純凈水作為溶劑。
全文摘要
本發明涉及一種用于制作型煤的添加劑，包括以下重量百分比的物料碎纖維植物20％-79％，煤矸石粉20％-79％，氧化劑1％-10％。煤矸石粉和碎纖維植物工農業的廢棄物，其成本非常低，且加工也非常方便；添加劑中的氧化劑可以破壞煤中有機質的連接鍵，用其制作型煤時可以使用一部分低質煤，以進一步降低型煤成本。
文檔編號C10L5/00GK101250452SQ20081001086
公開日2008年8月27日 申請日期2008年4月1日 優先權日2008年4月1日
發明者關永臣, 韓秀明 申請人:本溪市鶴騰鐵塑制品廠