本發(fā)明涉及煤化工生產(chǎn)蘭炭的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種以廢棄物為粘合劑的粉煤成型干餾方法。

背景技術(shù)：

蘭炭(半焦)是以30～80mm的侏羅紀(jì)不粘、弱粘塊煤為原料，采用中低溫?zé)峤馑玫囊环N高固定碳可燃固體物質(zhì)，其具有“三高四低”的特點(diǎn)，是新一代清潔環(huán)保燃料。然而，作為全國(guó)蘭炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地和主產(chǎn)區(qū)，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，蘭炭產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)成為榆林市最大的煤化工產(chǎn)業(yè)和重要的地方經(jīng)濟(jì)支柱，但隨著機(jī)械化程度的不斷提高，采煤方式由炮采向綜采的轉(zhuǎn)變，蘭炭產(chǎn)業(yè)原料塊煤嚴(yán)重不足(由原來(lái)的30％減少至不足10％)。而在粉煤干餾方面，目前榆林市內(nèi)正在中試的有榆神錦華能源科技有限公司與長(zhǎng)安大學(xué)共同開(kāi)發(fā)的外熱式回轉(zhuǎn)爐、神木天元化工公司開(kāi)發(fā)的外熱式回轉(zhuǎn)爐等幾項(xiàng)試驗(yàn)示范項(xiàng)目，但對(duì)粉煤熱解中普遍存在的氣固分離、焦粉粘結(jié)、回轉(zhuǎn)設(shè)備密封等問(wèn)題尚未發(fā)現(xiàn)合適的解決方法。此外，原煤在中低溫干餾過(guò)程中產(chǎn)生蘭炭、煤氣和煤焦油且煤焦油作為產(chǎn)品其產(chǎn)率較低(7～8％)，其中蘭炭可作為下游冶金電石等產(chǎn)業(yè)的原料，煤氣用來(lái)煅燒白云石得到白云石粉，煤焦油經(jīng)過(guò)分餾后得到輕質(zhì)煤焦油，重質(zhì)煤焦油和焦油渣，重質(zhì)煤焦油經(jīng)閃蒸后得到輕質(zhì)煤焦油和重焦油瀝青。粉煤由于利用價(jià)值低，將其送入電廠發(fā)電后產(chǎn)生粉煤灰。上述過(guò)程中產(chǎn)生的焦油渣、重質(zhì)煤焦油瀝青和粉煤灰等的廢渣如果將其直接丟棄則會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，焦油渣和重質(zhì)煤焦油中含有大量致癌物，污染水體和土壤，嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康；粉煤灰由于其顆粒微小，暴露于空氣中污染大氣，是霧霾天氣的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種以廢棄物為粘合劑的粉煤成型干餾方法，利用煤經(jīng)中低溫?zé)峤夂蟮玫降膹U棄物制作粘合劑與粉煤復(fù)配，設(shè)計(jì)出一種具有燃燒清潔，發(fā)熱量大，低灰，高出油率，強(qiáng)度高等特點(diǎn)的型蘭炭生產(chǎn)工藝。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種以廢棄物為粘合劑的粉煤成型干餾方法，包括以下步驟：

(1)將煤經(jīng)過(guò)破碎、篩分得到粉煤；

(2)將水升到80～100℃，按順序?qū)⒅刭|(zhì)煤焦油瀝青、焦油渣、聚合氯化鋁鐵混合并充分?jǐn)嚢?，?dāng)混合物軟化時(shí)再倒入白云石粉加熱攪拌制成粘稠糊狀物質(zhì)，得到粘合劑；

(3)將步驟(2)所制得的粘合劑與步驟(1)中的粉煤進(jìn)行復(fù)配并充分混合得到混合物；

(4)將步驟(3)的混合物在成型模具中以8～20MPa壓力冷壓成型得到型煤；

(5)將步驟(4)所制得的型煤產(chǎn)品在干餾爐中于500～750℃進(jìn)行中低溫?zé)峤?～4h后得到型蘭炭、煤焦油、煤氣；

各原料的質(zhì)量百分比如下：1毫米以下的粉煤50～65％，1～3毫米的粉煤5～20％，水5-10％，焦油渣5％～15％，重質(zhì)煤焦油瀝青5％～10％，白云石粉1％～3％，聚合氯化鋁鐵0.5％～2.0％。

優(yōu)選的：所述步驟(2)中的焦油渣、重質(zhì)煤焦油瀝青為煤焦油經(jīng)過(guò)分餾后產(chǎn)生。優(yōu)點(diǎn)：使得廢棄物得到綜合利用并且提高了型煤的強(qiáng)度。

優(yōu)選的：所述步驟(2)中的白云石粉由煤氣煅燒白云石產(chǎn)生。優(yōu)點(diǎn)：主要成分是CaMg[CO₃]₂，屬三方晶系的碳酸鹽礦物，配入粉煤中可以提高型煤的穩(wěn)定性，從而得到高強(qiáng)度的型蘭炭。

優(yōu)選的：所述步驟(4)中的壓力為10-20MPa。

優(yōu)選的：所述步驟(1)煤為不粘煤或弱粘煤。

優(yōu)選的：所述步驟(2)中的聚合氯化鋁鐵為粉煤灰經(jīng)酸浸堿溶得到。優(yōu)點(diǎn)：配入粉煤中起到催化作用，從而提到型煤的出油率。

優(yōu)選的：所述步驟(5)中的干餾爐為直立式干餾爐。

優(yōu)選的：所述步驟(4)中型煤的強(qiáng)度1250～2568N/ball。

優(yōu)選的：所述步驟(5)中型蘭炭產(chǎn)品的強(qiáng)度1000～1800N/ball。

本發(fā)明的目的之二是提供一種由上述任一方法制備得到的型煤、型蘭炭、煤焦油或煤氣。

本發(fā)明的有益效果為：

從循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈出發(fā)，充分發(fā)揮中低溫干餾過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣、煤焦油以及粉煤火力發(fā)電等下游產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，以煤氣煅燒白云石產(chǎn)生的白云石粉、煤焦油分離得到的重質(zhì)煤焦油瀝青、焦油渣等大量固體廢棄物為主要粘結(jié)劑粘合粉煤，再配以火力發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的粉煤灰為原料生產(chǎn)的聚合氯化鋁鐵，成型干餾，以期通過(guò)催化熱解，提高干餾過(guò)程的出油率，使粉煤能夠在原有蘭炭產(chǎn)業(yè)的直立式干餾爐中生產(chǎn)，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)綠色可持續(xù)發(fā)展。

焦油渣和重質(zhì)煤焦油中含有大量的煤焦油(25～35％)且具有良好的粘性；粉煤灰中含有大量硅鋁鐵元素，將其經(jīng)過(guò)化學(xué)處理(酸浸堿溶)后得到聚合氯化鋁鐵無(wú)機(jī)高分子聚合物。因此，將焦油渣、重質(zhì)煤焦油、粉煤灰與少量的白云石粉在一定量的自來(lái)水中進(jìn)行充分混合后得到自制粘合劑，將其配入粉煤中經(jīng)冷壓成型后即可得到高強(qiáng)度的塊狀型煤，從而實(shí)現(xiàn)粉末煤到塊煤的轉(zhuǎn)化，為蘭炭的生產(chǎn)提供了原料與技術(shù)上的可行性，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用和焦油渣、重質(zhì)煤焦油瀝青和粉煤灰等廢渣的再利用。因此為企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)綠色可持續(xù)發(fā)展，并且可以擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。

本發(fā)明以不粘煤或弱粘煤經(jīng)過(guò)配入多種廢棄物自制的粘合劑制備型煤以及型煤中低溫干餾過(guò)程中產(chǎn)生型蘭炭、煤氣和煤焦油，其中蘭炭可作為下游冶金電石等產(chǎn)業(yè)的原料，煤氣用來(lái)煅燒白云石得到白云石粉，煤焦油經(jīng)過(guò)分餾后得到輕質(zhì)煤焦油、重質(zhì)煤焦油和焦油渣，重質(zhì)煤焦油經(jīng)閃蒸后得到三種輕質(zhì)煤焦油和重焦油瀝青，粉煤利用價(jià)值較低，將其輸送于電廠發(fā)電后得到粉煤灰，粉煤灰中含有大量硅鋁鐵元素，將其經(jīng)過(guò)酸浸堿溶后得到聚合氯化鋁鐵，將上述得到的重質(zhì)焦油瀝青、焦油渣、聚合氯化鋁鐵和白云石粉與自來(lái)水但特定的比例共熱混合得到自制粘合劑配入粉煤中經(jīng)冷壓成型后制成型煤，型煤經(jīng)過(guò)中低溫干餾后又會(huì)得到型蘭炭、煤焦油和煤氣，從而實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用和廢物焦油渣和粉煤灰的再利用。該方法為蘭炭生產(chǎn)而缺少原料塊煤提供了可行之路，最大程度上解決了工廠焦油渣無(wú)法得到有效利用，將焦油渣中的煤焦油吃干榨凈，提高型煤的出油率，實(shí)現(xiàn)廢物再利用，從而提高粉煤的利用價(jià)值。此過(guò)程具有工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，廢物再利用，符合綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

為了更好的了解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例中所用原料為陜西有色榆林煤業(yè)有限公司杭來(lái)灣煤礦所產(chǎn)的粉煤和神木四海煤化工有限公司蘭炭裝置生產(chǎn)得到的焦油渣。原料煤的工業(yè)分析如表1所示。

表1：

表中：Mt為全水分，Aad為空氣干燥基灰分，F(xiàn)Cad為空氣干燥基固定碳，Vad為空氣干燥基揮發(fā)分。

實(shí)施例1：

如圖1所示，一種以廢棄物為粘合劑的粉煤成型干餾方法，包括以下步驟：

(1)將煤經(jīng)過(guò)破碎、篩分得到粉煤；

(2)將水的溫度升到80℃，在此溫度下，按順序?qū)⒅刭|(zhì)煤焦油瀝青、焦油渣、聚合氯化鋁鐵混合并充分?jǐn)嚢?，?dāng)混合物軟化時(shí)再倒入白云石粉加熱攪拌制成粘稠糊狀物質(zhì)，得到粘合劑；

(3)將步驟(2)所制得的粘合劑與步驟(1)中的粉煤進(jìn)行復(fù)配并充分混合得到混合物；

(4)將步驟(3)的混合物在成型模具中以10MPa壓力冷壓成型得到型煤；

(5)將步驟(4)所制得的型煤產(chǎn)品在干餾爐中于500℃進(jìn)行中低溫?zé)峤?h后得到型蘭炭、煤焦油、煤氣。

按照重量百分比，將5％的焦油渣，5％的重質(zhì)煤焦油瀝青，1％的白云石粉，0.5％的聚合氯化鋁鐵，1毫米以下的粉煤65％，1～3毫米的粉煤18.5％，5％的水。型煤以及型煤干餾后得到的型蘭炭、煤焦油、煤氣性能分析如表2所示。

表2：

表中：Qgr,d為干基高位發(fā)熱量。

實(shí)施例2：

一種以廢棄物為粘合劑的粉煤成型干餾方法，包括以下步驟：

(1)將煤經(jīng)過(guò)破碎、篩分得到粉煤；

(2)將水的溫度升到100℃，在此溫度下，按順序?qū)⒅刭|(zhì)煤焦油瀝青、焦油渣、聚合氯化鋁鐵混合并充分?jǐn)嚢?，?dāng)混合物軟化時(shí)再倒入白云石粉加熱攪拌制成粘稠糊狀物質(zhì)，得到粘合劑；

(3)將步驟(2)所制得的粘合劑與步驟(1)中的粉煤進(jìn)行復(fù)配并充分混合得到混合物；

(4)將步驟(3)的混合物在成型模具中以18MPa壓力冷壓成型得到型煤；

(5)將步驟(4)所制得的型煤產(chǎn)品在干餾爐中于600℃進(jìn)行中低溫?zé)峤?h后得到型蘭炭、煤焦油、煤氣。

配煤比例如表3所示。

表3：

型煤以及型煤干餾后得到的型蘭炭、煤焦油、煤氣性能分析如表4所示。

表4：

實(shí)施例3：

一種以廢棄物為粘合劑的粉煤成型干餾方法，包括以下步驟：

(1)將煤經(jīng)過(guò)破碎、篩分得到粉煤；

(2)將水的溫度升到90℃，在此溫度下，按順序?qū)⒅刭|(zhì)煤焦油瀝青、焦油渣、聚合氯化鋁鐵混合并充分?jǐn)嚢瑁?dāng)混合物軟化時(shí)再倒入白云石粉加熱攪拌制成粘稠糊狀物質(zhì)，得到粘合劑；

(3)將步驟(2)所制得的粘合劑與步驟(1)中的粉煤進(jìn)行復(fù)配并充分混合得到混合物；

(4)將步驟(3)的混合物在成型模具中以20MPa壓力冷壓成型得到型煤；

(5)將步驟(4)所制得的型煤產(chǎn)品在干餾爐中于750℃進(jìn)行中低溫?zé)峤?4h后得到型蘭炭、煤焦油、煤氣。

配煤比例如表5所示。

表5：

型煤以及型煤干餾后得到的型蘭炭、煤焦油、煤氣性能分析如表6所示。

表6

實(shí)施例4：

一種以廢棄物為粘合劑的粉煤成型干餾方法，包括以下步驟：

(1)將煤經(jīng)過(guò)破碎、篩分得到粉煤；

(2)將水的溫度升到80～100℃，在此溫度下，按順序?qū)⒅刭|(zhì)煤焦油瀝青、焦油渣、聚合氯化鋁鐵混合并充分?jǐn)嚢?，?dāng)混合物軟化時(shí)再倒入白云石粉加熱攪拌制成粘稠糊狀物質(zhì)，得到粘合劑；

(3)將步驟(2)所制得的粘合劑與步驟(1)中的粉煤進(jìn)行復(fù)配并充分混合得到混合物；

(4)將步驟(3)的混合物在成型模具中以15MPa壓力冷壓成型得到型煤；

(5)將步驟(4)所制得的型煤產(chǎn)品在干餾爐中于650℃進(jìn)行中低溫?zé)峤?h后得到型蘭炭、煤焦油、煤氣。

配煤比例如表7所示。

表7：

型煤以及型煤干餾后得到的型蘭炭、煤焦油、煤氣性能分析如表8所示。

表8：

實(shí)施例4中，由于粘合劑各組分的用量過(guò)多，導(dǎo)致型蘭炭抗壓強(qiáng)度未超過(guò)600N/ball，灰分、揮發(fā)分均較大，不能達(dá)到蘭炭標(biāo)準(zhǔn)。

雖然結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。