[发明专利]一种精煤硝酯化制备燃料的方法

权利要求书

1.一种精煤硝酯化制备燃料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)配制原材料：

A.分选精煤，选择平均密度为450-650kg/m3的精煤备料使用；所述精煤，按重量百分比计，粒度为0.0374mm-4.75mm的精煤≥50wt％；

B.配制硝硫混合酸，所述混合酸中按重量百分比计包括：25.5％-47.5wt％的浓硝酸，45.1％-67.0wt％的浓硫酸及余量的水；

(2)制备硝酯化精煤：

向连续硝化机中加入重量比例为1∶1-22的精煤、硝硫混合酸，搅拌硝化；控制硝化反应温度为32℃-78℃；硝化时间为5min-3h，硝化完成后得粗品硝酯化精煤；

(3)安定性处理：

将步骤(2)所得粗品硝酯化精煤产物过滤、分离；分离后的硝酯化精煤湿度控制为5％-12％，加入浓度为0.05wt％～2wt％的碳酸钠水溶液25℃～150℃下搅拌煮洗30-55min；

(4)成品制备：

将步骤(3)所得硝化精煤浆进行过滤、驱水、沉淀得硝化精煤，输运储藏。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)还包括对硝化精煤进行主要元素摩尔原子数质量调节，调节的方法为：向硝化精煤添加固体硝基酸氧化剂并搅拌均匀，所述氧化剂为硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中过滤处理前还包括将硝酯化精煤用水稀释；稀释比例为精煤∶水＝1∶1-22；稀释完成后在5℃-78℃下保温30min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述精煤的分选方法为跳汰、重介、风力或水洗中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中向硝化机中加入混合酸时，入口压力为0.15Mpa～0.38Mpa；硝化反应时的真空度为280mmHg～350mmHg；硝化指数为5～17。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中精煤的灰分为0.2％-13％，热值为12.51MJ/kg-27.00MJ/kg，硫含量为0.2wt％-4.8wt％，水份≤5％，燃烧后成气量为650L/kg-1239.7L/kg。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中硝酸浓度为89％-98％，硫酸浓度为89％-98％；所述混合酸的备料温度为0℃～35℃，总氮量为6.1％～29.5％。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中输运储藏过程中以水浸泡，含水量为18wt％-34wt％；经过硝硫混酸硝酯化后的精煤有膨润功能。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中还包括将硝化反应中产生的硝烟吸入收吸器处理还原，硝化完成后硝化精煤和混酸的浆一并输入冷却沉淀池，精煤待处理，废硝硫混酸输入加工提纯器，重新调质配制后循环使用。

10.根据权利要求1-9任一项所述方法制备得到的硝酯化精煤燃料，其特征在于，所述硝酯化精煤将含有能量元素的有机化合物分子中均引入硝基物，形成硝酰正离子和苯环行亲电芳香取代反应，脱去了分子中的氢离子，最终得到的硝酯化精煤燃料；所述燃料的含氮量为6.1％～13.5％，该燃料湿度≤4.8％，粒度为0.0374mm-4.75mm的精煤≥50wt％；压力为0.10MPa～1.36MPa，经干燥后硝化精煤中主要元素的摩尔原子数如下：碳21.075-46.062mol/kg；氢25.560-40.117mol/kg；氧17.543-36.695mol/kg；氮4.141-8.210mol/kg；该燃料点火后可在无空气条件下燃烧，能够将热量、气体能量的积分焓转换为其它能量。