一种基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法与流程

本发明涉及型煤领域，具体为一种基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法。

背景技术：

1、型煤作为一种固体燃料，具有高效、环保等优点，被广泛应用于各种工业炉窑。然而，传统的型煤制备过程中，粘结剂和煤粉的混合效果不佳，导致型煤的强度和防尘性能较差。因此，如何提高型煤的粘结与防尘性能，是当前型煤制备领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的缺陷，本发明公开了一种基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法。

2、本发明的具体技术方案如下：

3、一种基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法，包括如下步骤：

4、通过复合粘结剂与混合型煤粉进行混匀，采用湿法造粒技术，将混匀后的煤粉和复合粘结剂形成颗粒状原料，采用成型设备对湿法造粒得到的颗粒进行成型，形成规格一致的型煤块，对成型后的型煤块进行干燥，得到成品型煤。其中，复合粘结剂与混合型煤粉的比例为1∶5-7。通过湿法造粒技术代替传统技术中冲压成型的方式，湿法造粒可在较低的成型温度下进行，有利于保持煤粉中的挥发性成分，提高型煤的燃烧效率。其次，湿法造粒过程中使用的复合粘结剂能够提高颗粒的力学强度和抗碎裂性，使得最终型煤块更加坚固耐用。此外，湿法造粒允许精确控制型煤的颗粒大小和形状，更好地适应不同应用场景的需求。最重要的是，湿法造粒可降低生产成本，减少设备磨损，提高资源利用效率，为型煤生产提供了一种更为经济且灵活的制备方法。

5、优选的，所述复合粘结剂由聚乙烯醇、淀粉、羧甲基纤维素钠、膨润土和木质素磺酸钙组成，其复配比例为1∶0.3-0.36∶0.8-0.85∶0.77-0.86∶0.12-0.16。复合粘结剂中，聚乙烯醇具有良好的粘结性能；淀粉具有较好的水溶性和成膜性；羧甲基纤维素钠可提高型煤的硬度和耐磨性；膨润土可改善型煤的成型性能；木质素磺酸钙制备出的复合粘结剂使得型煤在燃烧时不易产生飞尘。

6、优选的，所述复合粘结剂的制备方法如下，按比例将聚乙烯醇、淀粉、羧甲基纤维素钠、膨润土和木质素磺酸钙混合均匀，置于高温蒸汽环境下进行机械搅拌，搅拌20-30min后静止冷却至室温，并干燥至含水量20％以下，通入氢气后在200-220kpa环境下静置1-3h，制得复合粘结剂。聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和木质素磺酸钙的水溶性和化学稳定性均十分优秀，在高温蒸汽环境下使得其本身的材料不分散的情况下分子间距增大，增大其相互之间的生物相容性。其次通过在高压环境下通入氢气，聚乙烯醇中的羰基、淀粉中的羰基和醇基，以及羧甲基纤维素钠中的羰基可能会与氢气发生加成反应，产生相应的醇和醚化合物，并将羰基、醇基等官能团还原，导致链延长或分子量增加，提高整体粘结剂的容涨性，这样使得制备出来的型煤形状更加稳定结实，在运输过程中不易破裂且燃烧过程不易产生飞尘。

7、优选的，所述混合型煤粉的制备方法如下，将烟煤、褐煤和无烟煤按质量比2∶1-1.2∶0.8-0.9混匀后，通过球磨机进行球磨处理，球磨过程中逐渐加入总质量份数1.8％-2.1％的硅烷偶联剂，接着将球磨后的煤粉进行干燥处理，以去除水分。烟煤具有良好的燃烧性能；褐煤含有较高的水分和挥发分，能够更好地与复合粘结剂结合；无烟煤则具有较高的固定碳含量和低硫低灰，但是由于各种不同煤粉相互掺杂，会造成界面结合强度的降低，通过添加硅烷偶联剂，因硅烷偶联剂包含硅烷基团，可以在有机和无机材料之间建立化学键，提高各种不同煤粉之间的界面结合强度。

8、优选的，所述球磨后的煤粉的粒径为60-80目。

9、优选的，所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种。

10、优选的，所述湿法造粒技术具体如下：

11、将球磨后干燥的煤粉和复合粘结剂按比例加入搅拌器混合均匀，混合过程中加入10％-15％的水，再通过给料系统送入湿法球团机中，在湿法球团机运行期间，不断加水保持湿度在25％-30％之间，得到湿颗粒。

12、优选的，所述湿法球团机的转速为18-22rpm，倾斜角度为25-30°。

13、优选的，所述成型设备为压力辊式成型机，成型压力为15mpa，成型速度为3m/min。

14、优选的，所述对成型后的型煤块进行干燥采用回转干燥机进行干燥，干燥温度为110-115℃，干燥时间为4-5h。

15、本发明的有益效果：

16、本发明的型煤制备方法采用通过湿法造粒技术代替传统技术中冲压成型的方式，湿法造粒可在较低的成型温度下进行，有利于保持煤粉中的挥发性成分，提高型煤的燃烧效率。其次，湿法造粒过程中使用的复合粘结剂能够提高颗粒的力学强度和抗碎裂性，使得最终型煤块更加坚固耐用。

17、其次，通过新型的复合粘结剂和混合型煤粉的叠加使用，能够大大减少型煤在燃烧过程中的飞灰含量，更加环保。

技术特征：

1.一种基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法，其特征在于，所述复合粘结剂由聚乙烯醇、淀粉、羧甲基纤维素钠、膨润土和木质素磺酸钙组成，其复配比例为1∶0.3-0.36∶0.8-0.85∶0.77-0.86∶0.12-0.16。

3.如权利要求2所述基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法，其特征在于，所述复合粘结剂的制备方法如下，按比例将聚乙烯醇、淀粉、羧甲基纤维素钠、膨润土和木质素磺酸钙混合均匀，置于高温蒸汽环境下进行机械搅拌，搅拌20-30min后静止冷却至室温，并干燥至含水量20％以下，通入氢气后在200-220kpa环境下静置1-3h，制得复合粘结剂。

4.如权利要求1所述基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法，其特征在于，所述混合型煤粉的制备方法如下，将烟煤、褐煤和无烟煤按质量比2∶1-1.2∶0.8-0.9混匀后，通过球磨机进行球磨处理，球磨过程中逐渐加入总质量份数1.8％-2.1％的硅烷偶联剂，接着将球磨后的煤粉进行干燥处理，以去除水分。

5.如权利要求4所述基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法，其特征在于，所述球磨后的煤粉的粒径为60-80目。

6.如权利要求5所述基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种。

7.如权利要求6所述基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法，其特征在于，所述湿法造粒技术具体如下：

8.如权利要求7所述基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法，其特征在于，所述湿法球团机的转速为18-22rpm，倾斜角度为25-30°。

9.如权利要求1所述基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法，其特征在于，所述成型设备为压力辊式成型机，成型压力为15mpa，成型速度为3m/min。

10.如权利要求1所述基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法，其特征在于，所述对成型后的型煤块进行干燥采用回转干燥机进行干燥，干燥温度为110-115℃，干燥时间为4-5h。

技术总结本发明涉及型煤领域，具体为一种基于煤粉复合粘结剂的型煤制备方法。包括如下步骤：通过复合粘结剂与混合型煤粉进行混匀，采用湿法造粒技术，将混匀后的煤粉和复合粘结剂形成颗粒状原料，采用成型设备对湿法造粒得到的颗粒进行成型，形成规格一致的型煤块，对成型后的型煤块进行干燥，得到成品型煤。其中，复合粘结剂与混合型煤粉的比例为1∶5‑7。通过湿法造粒技术代替传统技术中冲压成型的方式，湿法造粒可在较低的成型温度下进行，有利于保持煤粉中的挥发性成分，提高型煤的燃烧效率。其次，湿法造粒过程中使用的复合粘结剂能够提高颗粒的力学强度和抗碎裂性，使得最终型煤块更加坚固耐用。技术研发人员：刘国受保护的技术使用者：刘国技术研发日：技术公布日：2024/5/8