[发明专利]一种制型煤粘结剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种型煤粘结剂的制备方法，具体是以煤粉，膨润土为母料，配以溶剂水和催化钠化剂，在还原性气体中进行高温高压反应的一种制型煤粘结剂的方法，属煤化工技术领域。

背景技术

型煤是利用弱粘性和不粘性粉煤的有效途径之一。型煤应当具有一定的强度，其强度大小主要取决于所用粘结剂的质和量，因此，研究与开发低价、优质的型煤粘结剂显得尤为必要。

CN1252429A公开了“一种无机型煤粘结剂的制备方法”，该方法将水加热到90~95℃，投入硫酸铝钾，待其溶解后将重铬酸钾等全部投入，经搅拌溶解，静置冷却至室温，滤渣后缓慢加入钠水玻璃，同时搅拌，静置8~10小时，静置中每隔1小时搅拌3~5分钟，最后加水调节。该方法工艺简单，成本低，主要问题是所制的得粘结剂的热态粘性低，不能单独用于煤的气化，只能用于型煤的加工，以及各种炉窑的燃烧。

CN102154049A公开了“一种利用高温煤焦油增粘的方法”，该方法将低阶无粘结性煤粉碎至0.3mm以下，与经过处理的高温煤焦油混合，再将该混合物与加氢溶剂和催化剂混合加入反应器中进行加氢反应，反应温度为350~420℃，停留时间为30~60min，系统压力为9~16MPa，反应产物经减压蒸馏后分离出固体产品。该发明使用的加氢溶剂以石油馏分为原料制得，催化剂为高分散铁系催化剂，其中，Fe占5%~20%，煤占50%~70%，水20%~30%，助催化剂为S，S/Fe原子比为2。该方法得到的产品粘结指数G>75，但该产品①冷态无粘结性；②催化剂中含S， S的加入，给产品后续加工脱硫带来诸多问题；③反应产物需减压蒸馏分离，操作复杂能耗大，生产成本高。

公开号为CN102191071A公开了“一种弱粘或不粘煤水蒸气改制处理的方法”，其特征在于将一定粒度的煤样置于固定床反应器中，通入N₂排净空气，在100~350℃下持续通入水蒸气进行水热处理，当水蒸气用量为煤样质量的1~3倍时，停止加热并切换至N₂冷却反应器，即可得到改质煤。该方法对煤粘结性能的改善情况不明确，过程中通入的水蒸气量大，能耗较高。

公开号为CN101153232A公开了“一种型煤粘结剂的制取方法”，其特点是将普通废橡胶洗净后破碎成橡胶粒，与蒽油按1:6~10重量比混匀，在280~320℃下搅拌，即制得。该发明工艺简单，以废橡胶为原料，廉价易得，实现了废物循环利用，不足之处是产生的有毒有害气体污染环境。

现有文献公开报道表明，目前开发的粘结剂类型多种多样，按其化学性质可分为有机粘结剂和无机粘结剂。有机粘结剂中的焦油沥青类粘结剂灰分低、热值高、不溶于水，可提高型煤的耐水和燃烧等性能，但成本高，容易污染环境。腐殖酸盐来源广，成本低，缺点是耐水性差。生物质淀粉类粘结剂来源广，不增加型煤灰分，有较高的发热量，生产的型煤燃点低，燃烧不结渣，而粘结性不佳，价格也持续走高。工农业废料类粘结剂绝大多数为有机化合物，例如废蜜糖，纸浆黑液等，它们的性能较好，可以实现废物利用，同时减少对环境的污染，不足是耐水性差。高分子类粘结剂粘结力强，防水性好，具有一定热值，缺点是稳定性差，成本高。

无机粘结剂来源广，包括石灰，粘土，水泥，陶土，石膏，水玻璃和多种无机盐等，该类粘结剂价格低廉，缺点是粘结性低，掺入量大，显著增加了型煤的灰分，防潮防水性能差。

到目前为止，还未见有公开报道的一种低价、低成本、高强度可用于生产工业气化用型煤的粘结剂，因此，研究开发一种优质、经济的型煤粘结剂具有重要的实用价值。

发明内容

本发明提供一种制型煤粘结剂的方法，以解决现有型煤粘结剂的粘性较低、强度较差的问题。

上述本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种制型煤粘结剂的方法，其所述方法是以煤粉和膨润土为母料，配以溶剂水和催化钠化剂，在还原性气体中进行高温高压反应，制得型煤粘结剂，其具体的方法步骤如下：

（1）将100~200目的煤粉、100目的膨润土、溶剂水和催化钠化剂按质量份为35~60份、5~20份、30~50份、0.5~3份均匀混合后，置于高压反应器中，通入还原性气体，调整初始压力为1~5Mpa；

所述还原性气体为CO、H₂、CH₄和少量N₂和O₂的混合气，其中CO含量为5%~100%；

（2）将反应器升温至320~380℃，反应时间为20~60min，控制反应压力为20~40Mpa，进行反应；