[发明专利]一种高性能型煤的制备方法及由该型煤制取水煤气技术

说明书

技术领域

本发明属于水煤气制备技术领域，具体涉及一种高性能型煤的制备方法及由该型煤制取水煤气技术。

背景技术

我国是小氮肥生产大国，据有关部门统计，中、小氮肥，甲醇生产企业约有800 多个，其中60％以上是传统的固定床造气，均以无烟块煤作为造气原料煤，每年需要块煤约3000万t。由于采煤机械化程度的提高及煤田地质构造的影响，无烟块煤的产量很低。因此，无烟块煤的供需矛盾日趋紧张，难以保证企业造气原料煤的正常供应，而大量的无烟粉煤却因利用率低，长期积压，造成了资源的浪费及环境的污染；同时，化肥 厂用块煤，由于在运输过程中的破损，也积压了一些粉煤。在化肥厂的合成氨生产中，原料费用占生产总成本的2／3 以上，所以在这种情况下，研发出高效、清洁的型煤制作替代块煤制取水煤气技术，不仅可以缓解块煤供需矛盾，充分利用煤炭资源，同时还可降低生产原料成本，提高企业经济效益。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种高性能型煤的制备方法及由该型煤制取水煤气技术。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明的高性能型煤的制备方法，包括下述步骤：

（1）以异辛烷为溶剂，将纳米稀土调配成质量百分比浓度为8~12%的纳米稀土溶液；

（2）在计量桶内加入质量百分比浓度为5~15%的氢氧化钠溶液，往计量桶内加氢氧化钠溶液的同时，通过计量泵加入调制好的纳米稀土溶液，纳米稀土溶液占混合液总质量的1.0%；

（3）将粒度≤1.2mm的风化煤粉末放入配料槽，通过计量泵加入混合纳米稀土溶液后的氢氧化钠溶液，控制PH到10-11，液固比9:1，搅拌混匀后送到抽提罐，夹套蒸汽加热，使罐内温度升到85～90℃，搅拌反应0.5h，放出晾干即得到富含稀土的腐植酸钠；

（4）将富含稀土的腐植酸钠溶于水中，富含稀土的腐植酸钠的质量百分比浓度为5%~15%，配液温度90~95℃，恒温时间1~2小时，向上述溶液中添加蒙脱石粉和高岭土，富含稀土的腐植酸钠、蒙脱石粉和高岭土的质量比为4:3:2，混合搅拌得到复合粘结剂；

（5）将制备好的复合粘合剂与粒度小于3mm的原料煤进行混合，复合粘结与原料煤的质量比为1:4~8，搅拌，沤制24-28小时后，经过煤棒机挤压、110℃～150℃下烘干炉烘干得到型煤煤棒。

所述的纳米稀土包括钇、铈、镧化合物或盐，钇、铈、镧化合物或盐的总质量占纳米稀土总质量的70％，单种所占比例大于20％，其余组分为镝、镥、铒、铕的化合物或盐中任选1~3种。

所述的纳米稀土优选为碳酸镝、硝酸镥、氯化铒、氟化钇、氧化铈、碳酸镧的混合物，所述碳酸镝、硝酸镥、氯化铒、氟化钇、氧化铈、碳酸镧的质量比为10:12:8: 20:25:25。

采用本发明的型煤制备水煤气技术，具体工艺为：型煤用皮带输送到造气炉料仓，经自动加煤机加入造气炉内，向炉内通空气，提高炉温，然后通入水蒸气与炙热的碳反应，制得合格的水煤气，造气炉上部温度控制在260～300℃；下行温度控制在270～310℃；水蒸汽温度190～210℃；单炉入炉风压≤27KPa；入炉蒸汽压为0.05～0.055MPa。

温度280℃的水煤气进入废热锅炉，进一步降低水煤气温度，同时副产蒸汽，之后水煤气进洗气塔进一步洗涤降温，出洗气塔水煤气温度35℃左右，进气柜缓冲储存。

本发明中，粘合剂采用天然含腐植酸的风化煤经化学提炼而成，在制作的过程中加入多种纳米微粒稀土，形成多功能的高分子化合物，含有羟基，醌基，羧基等较多的活性基团，具有很大的内表面积，有较强的吸附，交换，络合，螯合能力，其作用主要是增强型煤的强度。

纳米微粒具有很强的化学活性，这是由于其表面积大，表面能高，纳米微粒表面含有许多官能团，表面原子数增多及表面原子配位不饱和，形成大量的悬挂键和不饱和键，这种悬挂键和不饱和键使得纳米微粒具有高的表面活性（表面能），这是有利于化学反应的。燃气的燃烧是属于一种氧化——还原反应，所以纳米稀土微粒能促进燃烧，有利于造气在制造水煤气所需要的高温，温度越高，水煤气中有效成分就会越高。加入这种纳米稀土添加剂，更能促进燃料的完全燃烧。综上所述，本发明在原料制作中加入纳米稀土催化助燃，热效率就会大大提高。