[發明專利]多功能、高效合成氨造氣型煤粘結劑

在審

• 申請號: 200610082386.0
• 申請日: 2006-05-25
• 公開（公告）號: CN101077986A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 林鼎華;王麗仙
• 申請（專利權）人: 林鼎華;王麗仙
• 主分類號: C10L5/10
• 分類號: C10L5/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

優質無煙煤是我國化肥企業制氣的主要原料，由于煤炭綜采機械程度的提高，無煙粉煤占無煙煤產量的60％，塊煤的供需矛盾日趨緊張。自60年代開始人們著手研究利用煤粉加工成型的型煤造氣技術至今方興未艾，全國化肥系統應用水煤氣發生爐和工業燃氣發生爐已有萬余臺，且還在逐年增加，而塊煤的價格也成幾倍增長，給中小型化肥企業帶來很大的經濟困難。所以研究以粉煤成型煤取代塊煤技術也層出不窮，但型煤的關鍵技術--粘結劑技術卻不甚理想，需要有新的突破。

1.技術領域及其背景

本發明在于提供一種多功能、高效造氣型煤粘結劑。是屬于煤化工、熱工物理等合成技術與加成效應的綜合應用技術領域。眾所周知，化肥企業目前所用的型煤工藝，一直沿用傳統的工藝，存在型煤含碳量低、抗高溫強度和熱穩定性不夠，型煤造氣質量不高、殘留物含碳量高未充分燃燒、污染嚴重等問題。其本質原因在于粘結劑組成成分及型煤燃燒機理的掌握。本發明采用新型配伍和金屬氧化物組成的粘結劑，用該粘結劑生產的型煤，可以采用地產粉煤資源，達到優質塊煤的氣化效果，且各化肥企業現有的氣化工藝設備不需要改造，既降低了生產成本，又解決長期依靠外省提供優質塊煤的緊張局面，為型煤生產提供一個突破性、具有較高科技含量的技術支持。

2.多功能高效粘結劑發明內容

2.1多功能高效粘結劑的組成及其特點

根據合成氨造氣塊煤的物理特性、化學特性，為使粉煤制成的型煤，達到優質塊煤的氣化效果，必須研究開發具有煤炭助燃催化效應技術，固硫消煙技術、強抗高溫固化技術為一體的“多功能高效造氣型煤粘結劑”。該復合粘結劑由抗高溫固結強粘結劑+助燃催化劑+固硫消煙劑三種添加劑組成：

2.1.1抗高溫固結強粘結劑：能使型煤不僅具有冷機械強度，而且具有驚人的熱抗壓強度，高溫穩定性，并能提高灰熔點等綜合功能，采用了有機和無機原料相結合，優勢互補來實現的。其原料組成配比是：70％腐植酸+15％鈉基硼潤土+15％高嶺土。

●腐植酸：是一種天然的有機高分子化合物，具有親水性、離子交換性、分散性、粘結性、耐高溫性等功能。

●鈉基硼潤土：能起堿交換作用、粘結作用，耐高溫。

●高嶺土：耐酸堿、有粘性、耐高溫。

2.1.2助燃催化劑：

是由助燃劑和混合型強氧化劑組成，配比為：助燃催化劑＝60％助燃劑+40％混合型強氧化劑。

●助燃劑：由氯化鈉組成，氯化鈉不僅有助燃作用而且又能穩定化學反應，避免燃煤在爐中火勢忽強忽弱、忽高忽低并有催化碳的功能。

●混合型強氧化劑：由25％高錳酸鉀+25％硝酸鈉+25％氯酸鉀+25％高氯酸鉀組成。這些強氧化劑既能在一定溫度下對燃煤中的可燃物起催化分解反應，又能隨著溫度的升高，逐步釋放出氧氣助燃。

這些強氧化劑的混合使用，使燃煤在進入高溫爐膛處于強烈催化分解反應之中，使型煤充分燃燒，這樣型煤的中心部位在外層溫度作用下，提供碳轉化所需的溫度，促使型煤內燃燒，實現氣化型煤外燃與內燃同時氣化，由于采用了內燃燒技術，大幅度降低灰渣含碳量，使煤炭得到充分利用，提高了氣化效率。

2.1.3固硫消煙劑：由45％碳酸鉀+45％碳酸鈉+10％硫酸亞鐵組成。碳酸鉀能清除煙氣中的硫化氫氣體；硫酸亞鐵是一種助燃消煙劑；碳酸鈉在爐內高溫下熔融的碳酸鈉與燃煤產生的氯化氫、二氧化硫及二氧化氮有害氣體發生化學反應，其反應方程式如下：

2HCL+Na₂CO₃＝2NaCL↓+H₂O+CO₂↑

SO₂+Na₂CO₃＝Na₂SO₃↓+CO₂↑

NO₂+Na₂CO₃→NaNO₃↓+CO₂↑

這樣，燃燒產生的氯化氫、二氧化硫和氮的氧化物在鹽的熔融過程中，以氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉的形式沉積在爐渣中。

綜上述，合成氨造氣型煤的粘結劑是采用了有機、無機及多種金屬化合物等，通過科學的配伍復合而成的，利用各自特點在型煤燃燒過程形成高溫固結、助燃消煙的作用。

2.2“多功能高效粘結劑”干粉綜合配比及其溶化操作工藝

2.2.1“多功能高效粘結劑”干粉配比為高強度粘結劑6公斤/噸煤+(助燃劑80％+固硫消煙劑20％)混合料2公斤/噸煤組合而成。

2.2.2“多功能高效粘結劑”干粉溶化操作工藝：