專利名稱：以造紙池泥為粘合劑生產(chǎn)型煤的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以造紙池泥為粘合劑生產(chǎn)型煤的方法。
技術(shù)背景
型煤分工業(yè)型煤與民用型煤兩種，不論哪種型煤都希望有較高的發(fā)熱量(起碼是 與原料煤相比發(fā)熱量相差不大)、較低的成本、較高的冷強度(搬運、使用過程中不碎，不脫 落較多屑末)、較好的熱穩(wěn)定性(燃燒過程中不散)，但傳統(tǒng)的型煤很難同時滿足以上要求， 主要原因是使用廉價的無機粘合劑(如粘土、膨潤土等)，不但粘結(jié)力不夠，冷強度達不到 要求，而且由于這些粘合劑本身沒有發(fā)熱量，最大摻入量只有10%，因此生產(chǎn)的型煤比原料 煤的發(fā)熱量低很多；使用粘結(jié)力較強的有機粘合劑(如腐殖酸鈉、堿化淀粉等)，雖然型煤 的冷強度有明顯提高，但由于這些粘合劑價格都比較貴，所以生產(chǎn)的型煤成本較高，另外由 于有機粘合劑高溫容易分解，所以生產(chǎn)的型煤多數(shù)熱穩(wěn)定性不好。以上這些型煤在運輸、使 用過程中會產(chǎn)生粉塵，污染環(huán)境。造紙廠廢水處理產(chǎn)生的污泥是一種排出量大，危害嚴(yán)重的污染源，據(jù)統(tǒng)計全國僅 造紙廠處理廢水產(chǎn)生的濕污泥每年約一億立方米，曬干后約產(chǎn)生3000萬噸干污泥，這種污 泥含有重金屬離子，聚丙烯酰胺等多種有害物質(zhì)，能嚴(yán)重的污染土壤、河流、地下水，它給造 紙廠和周邊環(huán)境都帶來很大壓力。本發(fā)明人申請的中國專利號為2007100148441，公開了 一種利用造紙廢水池泥制備煙煤替代燃料的方法。直接使用這種經(jīng)過去阻燃處理的造紙池 泥做型煤粘合劑時，由于粘度不夠，生產(chǎn)的型煤冷強度達不到要求，所以還需要進行增粘處 理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種以造紙池泥為粘合劑生產(chǎn) 型煤的方法。由于造紙池泥這種工業(yè)廢料本身具有比較高的發(fā)熱量，經(jīng)過交聯(lián)處理后粘度 大，這種物質(zhì)燃燒后可生成多孔的骨架，所以用這種改性造紙池泥做粘合劑生產(chǎn)的型煤具 有發(fā)熱量高，成本低，冷強度高，熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點。該方法是開發(fā)利用造紙污泥的重要途 徑，也是一種生產(chǎn)廉價優(yōu)質(zhì)型煤的新方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為以造紙池泥為粘合劑生產(chǎn)型煤的方 法，包括如下步驟1)、制備造紙池泥粘合劑a、造紙池泥脫水，b、脫水后的造紙池泥去阻燃處理，C、將步驟b)中得到的去阻燃造紙池泥中加入尿素、甲醛和膨潤土攪拌均勻得到 造紙池泥粘合劑，其中均折100%干物質(zhì)含量的造紙池泥與尿素、甲醛、膨潤土的重量份數(shù) 比為10000 1-5 1-3 50-150 ；2)、將步驟1)中得到的造紙池泥粘合劑折干物質(zhì)含量與煤粉按重量份數(shù)比為1 2-4混合并攪拌均勻，經(jīng)擠出成型即得型煤。與煙煤粉混合可生產(chǎn)工業(yè)型煤，與無煙煤 粉混合可生產(chǎn)民用取暖型煤。本發(fā)明所述的步驟1)的a中造紙池泥脫水到含水為50-60%。本發(fā)明所述的步驟1)的b中造紙池泥去阻燃處理為把含水量為50-60%的造紙 池泥用濃度為1-3%的NaOH溶液浸泡30-50分鐘后，脫水到含水量小于40wt%。加入尿素和甲醛的目的是為了讓污泥中的纖維素分子在加熱固化時發(fā)生交聯(lián)，反 應(yīng)方程式如下
OO
①h2n-c-nh2 + 2ch20-hoh2c-hn-c-nh-ch2oh .
o‘ o ②roh + hoh2c-hn-c-nh-ch2oh + roh -r-0-ch2-hn-c-nh-ch2-0-r從而大大提高型煤的冷強度，以這種改性造紙池泥為粘合劑做成的型煤其冷強度 可達到原生塊煤的水平，在運輸和使用過程中極少破碎，不產(chǎn)生屑末、粉塵，不污染環(huán)境；造 紙池泥中加入約0. 5-1. 5wt%的膨潤土，可大大提高粘合劑的熱穩(wěn)定性，使做好的型煤在燃 燒時燒透而不散。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明是一種以改性造紙污泥為粘合劑生產(chǎn)型煤的方法， 先將造紙廠處理廢水產(chǎn)生的污泥脫水到含水60%以下，經(jīng)增粘改性后再按1 2-4的比例 與煤粉混合，用螺桿擠出機擠壓成型即得所需型煤。，以這種改性造紙池泥為粘合劑可大大 提高型煤的冷強度，做成的型煤其冷強度可達到原生塊煤的水平，在運輸和使用過程中極 少破碎，不產(chǎn)生屑末、粉塵，不污染環(huán)境。造紙池泥中加入約0. 5-1. 5%的膨潤土，可大大提 高粘合劑的熱穩(wěn)定性，使做好的型煤在燃燒時燒透而不散。這種型煤與傳統(tǒng)的型煤相比具 有熱值高，成本低等優(yōu)點，其冷強度和熱穩(wěn)定性也明顯地優(yōu)于普通型煤。用6500kca/kg的 原料煤添加20%的改性造紙池泥生產(chǎn)的型煤，其發(fā)熱量可達到6000kca/kg以上。另外，造 紙池泥是一種無需花錢購買的工業(yè)廢渣(為了消化這種池泥，造紙廠還要補貼一部份錢)， 所以用這種方法生產(chǎn)的型煤特別便宜，價格比同熱值的原煤還低。
具體實施例方式實施例1取山東正大紙業(yè)排出的造紙污泥(含水76% )，通過小型壓濾機進一步脫水到含 水56%，經(jīng)過去阻燃處理后，得到干物質(zhì)為1000kg，加入0. 5kg尿素、0. 8kg濃度40%的甲 醛水溶液，10kg的膨潤土，再加入2990kg山西大同熱值為6500kcal/kg的煙煤粉，煙煤粉的 最大粒徑不超過2mm，攪拌均勻，分成兩份，立即成型。一份用小型螺桿式擠出機成型為直徑 2cm,高度約3cm的柱狀型煤。另一份用小型雙輥擠出機成型為長半軸1. 5cm短半軸0. 6cm 的橢球體的型煤，于150°C下烘干3小時。在燃燒爐里做燃燒試驗，燃燒狀況良好，柱狀型煤 燒得比橢球體型煤更好一些，冷強度橢球體型煤比柱狀型煤稍好一些(冷強度用自由下落 摔碎率表示，即在一定高度讓型煤自由降落到硬化好的水泥地面上，計算其摔碎率。當(dāng)高度 升高到2. 3米時，柱狀體型煤的破碎率為3%，而橢球體型煤的破碎率僅為1. 2% )，熱穩(wěn)定 性基本相同(都是燒透而不散)，發(fā)熱量基本相同，柱狀體型煤的低位發(fā)熱量為6012kcal/ kg,橢球體型煤的低位發(fā)熱量為6008kcal/kg。
實施例2其他操作與實施例1相同，只是用熱值為7300kcal/kg的山西陽泉無煙煤粉代替 熱值為6500kcal/kg山西大同煙煤粉。柱狀體型煤燒得比橢球體型煤稍好一些，發(fā)熱量基 本相同，柱狀體型煤的低位發(fā)熱量為6490kcal/kg，橢球體型煤的低位發(fā)熱量為6492kcal/ kg，熱穩(wěn)定性基本相同(都是燒透而不散)，冷強度橢球體型煤比柱狀型煤稍好一些(測試 方法與實施例1相同，柱狀體型煤的破碎率為2. 5%，橢球體型煤的破碎率為1. 0% )，無煙 煤粉做成的型煤比煙煤粉做成的型煤比重更大一些，冷強度更高一點。實施例3其他操作與實施例1完全相同，只是把山西大同熱值為6500kcal/kg的煙煤粉增 加至3990kg。樣品的燃燒狀況與熱穩(wěn)定性與實施例1基本相同，變化稍大的是發(fā)熱量和冷 強度。柱狀體型煤的低位發(fā)熱量為6215kcal/kg，橢球體型煤的低位發(fā)熱量為6212kcal/ kg。柱狀體型煤和橢球體型煤的冷強度都有較明顯的下降，但仍然比普通型煤好得多。(測 試方法與實施例1相同，高度在2米以下時，柱狀體型煤和橢球體型煤都基本上沒有破碎。 當(dāng)高度升高到2. 3米時，柱狀體型煤的破碎率為5%，而橢球體型煤的破碎率僅為3. 2% )。
權(quán)利要求
以造紙池泥為粘合劑生產(chǎn)型煤的方法，其特征在于包括如下步驟1)、制備造紙池泥粘合劑a、造紙池泥脫水，b、脫水后的造紙池泥去阻燃處理，c、將步驟b)中得到的去阻燃造紙池泥中加入尿素、甲醛和膨潤土攪拌均勻得到造紙池泥粘合劑，其中均折100％干物質(zhì)含量的造紙池泥與尿素、甲醛、膨潤土的重量份數(shù)比為10000∶1-5∶1-3∶50-150；2)、將步驟1)中得到的造紙池泥粘合劑折干物質(zhì)含量與煤粉按重量份數(shù)比為1∶2-4混合并攪拌均勻，經(jīng)擠出成型即得型煤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以造紙池泥為粘合劑生產(chǎn)型煤的方法，其特征在于所述的 步驟1)的a中造紙池泥脫水到含水為50-60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以造紙池泥為粘合劑生產(chǎn)型煤的方法，其特征在于所述的 步驟1)的b中造紙池泥去阻燃處理為把含水量為50-60%的造紙池泥用濃度為1-3%的 NaOH溶液浸泡30-50分鐘后，脫水到含水量小于40wt%。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以造紙池泥為粘合劑生產(chǎn)型煤的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為以造紙池泥為粘合劑生產(chǎn)型煤的方法，包括如下步驟1)制備造紙池泥粘合劑；2)將步驟1)中得到的造紙池泥粘合劑折干物質(zhì)含量與煤粉按重量份數(shù)比為1∶2-4混合并攪拌均勻，經(jīng)擠出成型即得型煤。由于造紙池泥這種工業(yè)廢料本身具有比較高的發(fā)熱量，經(jīng)過交聯(lián)處理后粘度大，這種物質(zhì)燃燒后可生成多孔的骨架，所以用這種改性造紙池泥做粘合劑生產(chǎn)的型煤具有發(fā)熱量高，成本低，冷強度高，熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點。該方法是開發(fā)利用造紙污泥的重要途徑，也是一種生產(chǎn)廉價優(yōu)質(zhì)型煤的新方法。
文檔編號C10L5/10GK101831336SQ20101018358
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者劉長欣 申請人:山東博源經(jīng)貿(mào)有限公司