申請(qǐng)日2013.08.20
公開(kāi)(公告)日2015.09.02
IPC分類(lèi)號(hào)C10L5/06; C10L5/04
摘要
本發(fā)明提供了一種利用污泥制備的型煤，其包括粉煤灰、煤粉和污泥，所述粉煤灰、煤粉和污泥的重量比為3:1:2。所述型煤的制備工藝如下，將褐煤提質(zhì)工藝的粉煤灰、煤粉和含水量為40-55wt%的污泥相混合得到預(yù)混料;向上述預(yù)混料中加入含水量為40-55wt%的污泥并混合均勻得到終混料;將上述終混料沖壓成型即可。該種型煤的強(qiáng)度大，熱值高，可作為理想的工業(yè)或民用燃料使用。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種利用污泥制備的型煤，其原料包括，
粉煤灰、煤粉和污泥，所述粉煤灰、煤粉和污泥的重量比為3:1:2，所述粉煤灰 為褐煤提質(zhì)工藝得到的粉煤灰;
所述型煤的制備工藝，包括以下步驟：
(1)將褐煤提質(zhì)工藝的粉煤灰、煤粉和污泥相混合得到預(yù)混料;
(2)向上述預(yù)混料中加入污泥并混合均勻得到終混料;
(3)將上述終混料沖壓成型即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型煤，其特征在于，所述污泥的含水量為40-55wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的型煤，其特征在于，所述污泥為城市污泥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的型煤，其特征在于，所述煤粉的粒度為0-2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的型煤，其特征在于，所述煤粉為褐煤煤粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的型煤，其特征在于，所述煤粉的含水量為30wt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的型煤，其特征在于，步驟(1)中，所述粉煤灰、煤粉 和污泥的重量比為3:1:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的型煤，其特征在于，步驟(2)中，所述污泥的重量為 所述預(yù)混料重量的20%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5、7或8所述的型煤，其特征在于，所述沖壓成型的 壓力為3-8MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的型煤，其特征在于，所述沖壓成型的時(shí)間為5-10s。
說(shuō)明書(shū)
一種利用污泥制備的型煤及其制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明具體涉及一種利用污泥制備的型煤及其制備工藝，屬于型煤技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
褐煤屬產(chǎn)熱效率低的煤種，其水分含量高、熱值低、易風(fēng)化和自燃;為了提高褐煤的產(chǎn)熱 效率，一般需要在使用前對(duì)褐煤進(jìn)行提質(zhì)加工。
褐煤的提質(zhì)加工主要是對(duì)褐煤進(jìn)行直接或間接干燥，使之內(nèi)部的游離水脫除、同時(shí)也對(duì) 褐煤內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整的過(guò)程。由于褐煤容易風(fēng)化崩解成褐煤粉末，因此褐煤粉末 在提質(zhì)后會(huì)轉(zhuǎn)變成大量粉煤灰。
粉煤灰是一種顆粒混合物，主要由未燃炭顆粒和不燃物顆粒組成。粉煤灰具有粒度小、 密度低、粘附性小和比表面積大的性質(zhì)，對(duì)粉煤灰的處理一般需要通過(guò)收集器收集后堆放在 煤場(chǎng)，但是這樣不僅占據(jù)大量空間，而且粉煤灰造成的揚(yáng)塵容易污染環(huán)境。
型煤是采用適當(dāng)?shù)墓に嚭驮O(shè)備、用煤料顆粒加工成的具有一定形狀、尺寸和理化性能的 燃料，具有粒度均勻、孔隙率大、反應(yīng)活性高的優(yōu)點(diǎn)。為了解決粉煤灰大量堆放造成的問(wèn)題， 有研究者提出利用粉煤灰制備型煤，如中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN101831335A公開(kāi)了一種安全環(huán)保型 煤的制備工藝，其包括：1)稱(chēng)取50-65wt%的廢焦粉和2-5wt%的礦渣混合粉碎磨細(xì);2)稱(chēng) 取10-20wt%的粉煤灰、5-10wt%的無(wú)煙煤、2-5wt%的高熱值廢渣、5-9wt%的復(fù)合固化劑混合， 并將粉碎磨細(xì)的廢焦粉和礦渣加入上述混合物中混合均勻;3)稱(chēng)取10-14wt%的水加入上述 混合均勻的混合料后陳化3-4h;4)將陳化后的混合料在成型機(jī)上成型即可制得安全環(huán)保型煤。 上述技術(shù)將粉煤灰轉(zhuǎn)變?yōu)樾兔喝剂�，有效利用了粉煤灰，避免了粉煤灰大量堆放和環(huán)境污染 的問(wèn)題;但是，上述型煤中粉煤灰的含量很少，無(wú)法及時(shí)有效地利用褐煤提質(zhì)工藝產(chǎn)生的大 量粉煤灰。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN1190117A公開(kāi)了一種高效節(jié)能衛(wèi)生煤，其包 括25-40wt%的原煤、50-55wt%的粉煤灰、7-17wt%的黃土、2wt%的鐵爐渣、0.3wt%的磷鐵、 0.3wt%的云母石、0.15wt%的氧化鐵、0.15wt%的鋁礬土以及0.1wt%的高錳酸鉀。又如，中國(guó) 專(zhuān)利文獻(xiàn)CN1061427A公開(kāi)了一種防水型煤，其含有82-97wt%的粉煤灰和3-8wt%的水泥。 上述型煤中的粉煤灰含量很高，可以及時(shí)有效的利用褐煤提質(zhì)工藝產(chǎn)生的大量粉煤灰，但是 由于粉煤灰顆粒粘附性小、可塑性差的性質(zhì)，因此上述含有大量粉煤灰的型煤強(qiáng)度低、易粉 碎，不便于運(yùn)輸和使用;而且由于粉煤灰含有許多不燃物顆粒，制成的型煤熱值低，市場(chǎng)價(jià) 值低，不利于推廣應(yīng)用。
污泥是污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，其中含有大量有機(jī)物、一定纖維素和微生物，一 般認(rèn)為污泥不具有利用價(jià)值，因此通常被丟棄掉。有研究者采用粉煤灰為添加劑制備出以污 泥為主要組分的型煤，如中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN102517115A公開(kāi)了一種利用污泥制燃煤的方法， 其包括：1)將污泥進(jìn)行脫水處理;2)向脫水后的污泥中加入助燃劑和穩(wěn)定劑進(jìn)行混合，其 中所述助燃劑為煤粉，其添加量為脫水后污泥重量的20-30%;所述穩(wěn)定劑為粉煤灰，其添加 量為脫水后污泥重量的8-15%;3)將混料后的污泥混合均勻;4)將混合均勻的物料進(jìn)行成 型制作，之后進(jìn)行干燥處理。
上述技術(shù)通過(guò)向污泥中添加煤粉和粉煤灰制作型煤使污泥得到了有效利用，既環(huán)保又經(jīng) 濟(jì);但是，粉煤灰作為穩(wěn)定劑少量加入僅僅是為了降低污泥含水量，使污泥達(dá)到一定的固化 效果，從而提高污泥的可燃性，而粉煤灰本身在制作型煤的整個(gè)過(guò)程中并沒(méi)有發(fā)生變化，加 入的粉煤灰并不能提高污泥的燃燒熱值，因而導(dǎo)致型煤的燃燒熱值較低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中含有大量粉煤灰的型煤強(qiáng)度低和熱值低的問(wèn) 題;進(jìn)而提出一種可用大量粉煤灰原料制造的高強(qiáng)度、高熱值型煤。
本發(fā)明同時(shí)所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中將粉煤灰作為穩(wěn)定劑少量添加到污泥 中制作型煤，粉煤灰只起到吸附水的作用，對(duì)污泥熱值的提高沒(méi)有發(fā)揮作用，導(dǎo)致型煤的燃 燒熱值很低，進(jìn)而提出一種燃燒熱值高的型煤。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種利用污泥制備的型煤，其原料包括，粉煤灰、 煤粉和污泥，所述粉煤灰、煤粉和污泥的重量比為3:1:2。
所述污泥的含水量為40-55wt%。
所述污泥為城市污泥。
所述粉煤灰為褐煤提質(zhì)工藝得到的粉煤灰。
所述煤粉的粒度為0-2mm。
所述煤粉為褐煤煤粉。
所述煤粉的含水量為30wt%。
本發(fā)明同時(shí)還公開(kāi)了上述型煤的制備工藝，包括以下步驟：
(1)將褐煤提質(zhì)工藝的粉煤灰、煤粉和污泥相混合得到預(yù)混料;
(2)向上述預(yù)混料中加入污泥并混合均勻得到終混料;
(3)將上述終混料沖壓成型即可。
步驟(1)中，所述粉煤灰、煤粉和污泥的重量比為3:1:1。
步驟(2)中，所述污泥的重量為所述預(yù)混料重量的20%。
所述沖壓成型的壓力為3-8MPa。
所述沖壓成型的時(shí)間為5-10s。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方案相比具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明所述利用污泥制備的型煤，其原料包括，粉煤灰、煤粉和污泥，所述粉煤灰、 煤粉和污泥的重量比為3:1:2。
控制所述粉煤灰、煤粉和污泥的重量比為3:1:2，褐煤提質(zhì)工藝的粉煤灰含碳量高，具有 疏松多孔的結(jié)構(gòu)，污泥中含有大量有機(jī)物，并且顆粒細(xì)小、呈膠狀，煤粉為成型物提供了骨 料;混合制作型煤時(shí)，污泥能夠進(jìn)入粉煤灰的孔道中，并且在進(jìn)入孔道后，污泥中的有機(jī)質(zhì) 和粉煤灰中的碳質(zhì)形成易燃成分，從而提高了粉煤灰的熱值，得到成型性好、熱值高的型煤; 避免了現(xiàn)有技術(shù)中粉煤灰作為穩(wěn)定劑少量添加到污泥中制作型煤時(shí)，僅僅起到吸附水的作用， 對(duì)污泥熱值的提高沒(méi)有發(fā)揮作用，導(dǎo)致型煤的燃燒熱值低的問(wèn)題;并且，污泥的膠狀特性使 型煤的各部分緊密的粘合在一起，能夠得到高強(qiáng)度的型煤，避免了現(xiàn)有技術(shù)中含有粉煤灰的 型煤強(qiáng)度低和易粉碎的缺點(diǎn)。
(2)本發(fā)明所述的利用污泥制備型煤的工藝,將褐煤提質(zhì)工藝的粉煤灰、煤粉和污泥相 混合得到預(yù)混料;向上述預(yù)混料中加入污泥并混合均勻得到終混料;將上述終混料沖壓成型 即可得到型煤。通過(guò)分步添加污泥混合的過(guò)程，使所述粉煤灰、煤粉和污泥之間混合更加充 分，并且在沖壓作用下，所述粉煤灰中的碳質(zhì)和污泥中的有機(jī)質(zhì)可形成易燃成分，提高了型 煤的熱值;同時(shí)，在污泥的粘結(jié)作用下，通過(guò)沖壓能夠使型煤的強(qiáng)度更高。進(jìn)一步，步驟(1) 中所述粉煤灰、煤粉和污泥的重量比為3:1:1，步驟(2)中所述污泥的重量為步驟(1)中所 述預(yù)混料重量的20%，通過(guò)進(jìn)一步控制所述粉煤灰、煤粉和污泥之間的配比，在沖壓作用下 所述粉煤灰的碳質(zhì)和污泥中的有機(jī)質(zhì)形成的易燃成分最多，進(jìn)一步提高了型煤的熱值。
(3)本發(fā)明所述的利用污泥制備型煤的工藝，成型時(shí)采用沖壓成型技術(shù)，通過(guò)控制所述 沖壓成型的壓力為3-8MPa，所述沖壓成型的時(shí)間為5-10s，通過(guò)沖壓成型，不但能夠提高型 煤的強(qiáng)度，還能夠進(jìn)一步提高型煤中易燃成分的含量，提高型煤的熱值，而且采用沖壓設(shè)備 生產(chǎn)型煤實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大。
(4)本發(fā)明所述的利用污泥制備型煤的工藝，所述粉煤灰為褐煤提質(zhì)工藝中得到的粉煤 灰。由于褐煤提質(zhì)工藝中收集的粉煤灰的溫度一般在100-150℃，所以將其直接與粉煤灰、煤 粉混合形成的型煤不需要額外的干燥過(guò)程。進(jìn)一步，所述煤粉可以為褐煤煤粉，所述褐煤煤 粉的含水量一般在30wt%左右，由于在制備型煤的過(guò)程中使用了上述褐煤提質(zhì)工藝中直接收 集的粉煤灰，所以含有少量水的褐煤煤粉可以直接使用，不必進(jìn)行干燥。綜上所述，本發(fā)明 所述的利用污泥制備型煤的工藝簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過(guò)程，提高了生產(chǎn)效率。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
(1)將120t褐煤提質(zhì)得到的粉煤灰、40t粒徑為0.5mm以及含水量為5wt%的無(wú)煙煤煤粉和 40t含水量為40wt%的污泥混合均勻得到預(yù)混料;
(2)以預(yù)混料的質(zhì)量計(jì)，向上述預(yù)混料中加入40t含水量為40wt%的污泥混合均勻得終混料;
(3)將上述終混料在3Mpa的沖壓壓力下沖壓5s，得到型煤A。
實(shí)施例2
(1)將120t褐煤提質(zhì)得到的粉煤灰、40t粒徑為1mm以及含水量為6.3wt%的煙煤煤粉和40t 含水量為45wt%的污泥放入混合機(jī)中混合均勻得到預(yù)混料;
(2)以預(yù)混料的質(zhì)量計(jì)，向上述預(yù)混料中加入40t含水量為40wt%的污泥在混合機(jī)中混合均 勻得終混料;
(3)將上述終混料加入到?jīng)_壓成型機(jī)中成型即得到型煤B，成型條件為：壓力為5Mpa，時(shí) 間為8s。
實(shí)施例3
(1)將120t褐煤提質(zhì)得到的粉煤灰、40t粒徑為1.5mm以及含水量為30wt%的褐煤煤粉和 40t含水量為50wt%的污泥放入混合機(jī)中混合均勻得到預(yù)混料;
(2)以預(yù)混料的質(zhì)量計(jì)，向上述預(yù)混料中加入40t含水量為55wt%的污泥在混合機(jī)中混合均 勻得終混料;
(3)將上述終混料加入到?jīng)_壓成型機(jī)中成型即得到型煤C，成型條件為：壓力為6Mpa，時(shí) 間為10s。
實(shí)施例4
(1)將120t褐煤提質(zhì)得到的粉煤灰、40t粒徑為2mm以及含水量為40wt%的褐煤煤粉和40t 含水量為55wt%的污泥放入混合機(jī)中混合均勻得到預(yù)混料;
(2)以預(yù)混料的質(zhì)量計(jì)，向上述預(yù)混料中加入40t含水量為50wt%的污泥在混合機(jī)中混合均 勻得終混料;
(3)將上述終混料加入到?jīng)_壓成型機(jī)中成型即得到型煤D，成型條件為：壓力為8Mpa，時(shí) 間為6s。
