[发明专利]加气高效型煤及其制备方法

说明书

本发明涉及一种加气高效型煤及其制备方法。具体地说，本发明涉及一种由固体燃料粉末，固硫剂和粘结剂组成的加气高效型煤及其制备方法。其中所用的粘结剂为用阴离子表面活性剂改性的硅酸钠水溶液。

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要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。

因此，本发明的目的在于提供一种新的用阴离子表面活性剂改性的硅酸钠水溶液型煤粘结剂。

本发明的另一种目的在于提供一种由上述型煤粘结剂、固体燃料粉末和固硫剂组成的加气高效型煤。

本发明的加气高效型煤由固体燃料粉末，固硫剂和用阴离子表面活性剂改性的硅酸钠水溶液粘结剂组成，其配方为：

固体燃料粉末       92％-100％

固硫剂                  0-8％

改性硅酸钠水溶液8-15％(固体重量计)

适用于本发明的加气高效型煤的固体燃料粉末由优质燃料和劣质燃料粉末组成，其中，优质燃料为无烟煤、烟煤、焦煤粉等，劣质燃料褐煤、泥煤、粉煤灰、烟道灰及矸石等，基配方比为(按固体燃料总重量计)：

优质燃料           20-100％

劣质燃料             0-80％

用于本发明高效型煤的固体燃料粉末是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，会造成型煤紧密实而不易燃烧。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烟不充分。而本发明的加气高效型煤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型煤。同时，在燃烧过程中，由于在型煤中存在充足的空气燃烧更加充分。

适用于本发明的加气高效型煤的固硫剂由MnO₂和CaO组成，其配方为(按固硫剂总重量计)

MnO₂                    20-50％

CaO                      50-80％

根据所选固体燃料的含硫量可用或不用固硫剂。在本发明优选的型煤中，固硫剂的用量为0-5％，其配比为：

MnO                  30-40％

CaO                  60-70％

用于本发明型煤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剂及润湿、发泡、增溶等作用而其中润湿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之中，起到隔离煤粉、防止压实的作用。在型煤燃烧过程中，气泡中的空气供给表面燃烧，使固体碳加速化学反应，从而提高了燃烧温度，使燃烧更加充分，并降低了余渣量。