[发明专利]加气高效易燃炭及其制备方法

说明书

本发明涉及一种加气高效易燃炭及其制备方法。更具体地说，本发明涉及一种由引火层和燃烧层组成的加气高效易燃炭及其制备方法。

其中引火层由煤粉、木炭粉、二氧化锰、赤磷和粘结剂组成，燃烧层由煤粉和粘结剂组成，其中引火层和燃烧层中所使用的粘结剂均为用阴离子表面活性剂改性的硅酸盐水溶液。

在现有技术中，存在着各种各样的制备型煤的方法，其中，大多数的制备方法均需采用一种或多种粘结剂，常用的粘结剂包括黄泥、石灰、造纸废液、沥青、煤焦油、水泥和水玻璃等，例如，中国专利公开说明书CN1074701A和美国专利4169711均公开了以硅酸盐水溶液作为粘结剂制备型煤的方法，但它们对所采用的原煤要求较高，一般采用精煤，如无烟煤和烟煤，此外，在型煤中添加表面活性剂在现有技术中也有过报导，例如参见EP195638和US4217109，在这两篇文献中，表面活性剂分别用作乳化剂和分散剂。

国内外现有的易燃炭大多采用煤粉、硫磺、松香、石蜡、木炭粉、炭化锯末及无机或有机粘结剂和硝酸盐氧化剂组成，这些物质在燃烧过程中发烟量大，有害物质多，对人体及环境产生不利的影响，并且硝酸盐氧化剂在燃烧时有爆炸危险，安全性较差。此外，这些原料价格昂贵，因此，均难以推广使用。

本发明的目的在于提供一种造价低，安全、易点燃的加气高效易燃炭及其制备方法。

本发明的加气高效易燃炭由燃烧层和引火层组成，其中燃烧层的配比为(按燃烧层总重量计)

原煤             80-90％

粘结剂           10-20％

引火层的配比为(按引火总层重量计)：

精煤粉           20-50％

木炭粉           20-50％

赤磷              5-30％

二氧化锰          5-10％

及占上述组分总重量10-20％的粘结剂；

上述粘结剂均为用阴离子表面活性剂改性的硅酸盐水溶液。

在本发明的加气高效易燃炭，引火层占总易燃炭重量的15-40％。

用于本发明的原料是4000-6000大卡的含硫量较低灰分低的无烟煤粉，优选的是，含硫量为≤0.5％。

用于本发明高效易燃炭的固体燃料粉末是40目以下的细颗粒。众所周知，在型煤制备过程中，将燃料粉碎过细，掺加现有的粘结剂，经成型后，会造成型煤紧实而不易燃烧，因此，在现有技术中，通常将燃料粉碎至2mm的颗粒占80％，由于颗粒较大导致燃烧不充分。而本发明的加气高效量燃炭由于采用阴离子表面活性剂改性的硅酸钠水溶液作粘结剂，在制备过程中，经高速粉碎、撞击所述粘结剂产生大量微小的气泡，该气泡附在燃料颗粒上，在加压成型时，气泡被挤在煤粉之间，即得到本发明所述的加气高效易燃炭。同时，在燃烧过程中，由于在易燃炭中存在充足的空气，燃烧就会更加充分。

用于本发明易燃炭的粘结剂的配方如下：

按粘结剂总重量计：

硅酸盐                  10-30％

稀硫酸(浓度10-20％)       0-5％

磷酸盐                  0.5-5％

氯化钠                  0.5-3％

阴离子表面活性剂        0.1-5％

水                        余量

人们知道，硅酸盐可用作型煤粘结剂，但硅酸盐的无机氧化物不是助燃氧化物，而是起阻燃作用，在型煤中加入过量硅酸盐会影响型煤燃烧，而加入量太小又难以起到所需的粘合作用。因此，本发明人经过研究和实践探索后发现，在硅酸盐水溶液中加入一定量的阴离子表面活性剂，可增加硅酸盐的活化性，增加了胶团，从而提高了粘性。

尽管不想受任何理论的约束，但本发明人认为，在硅酸盐水溶液中加入一定量的阴离子表面活性剂后，其在溶液中缔合成“胶团”，从而具有较高的表面活性及润湿、发泡、增溶等作用而其中润温和发泡作用是尤其重要的。胶团的存在使介质具有催化剂，提高了活性。由于在水溶液中存在一定量的阴离子表面活性剂，使介质的表面张力降低，在型煤制备过程中经高速粉碎、撞击，产生大量微小气泡，这种微小气泡一般是真泡沫，即泡沫的膜是闭合的，不存在联结充气的通道。微小泡沫存在于煤粉颗粒中，起到隔离煤粉，防止压实的作用，在易燃炭燃烧过程中，气泡中的空气供碳给表面燃烧，使固体碳加速化学反应，从而提高了燃烧温度，使燃烧充分，降低了余渣量。