[發(fā)明專利]一種基于復(fù)合型生物質(zhì)粘結(jié)劑的型焦及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810530799.3
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN108774557A
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任秀彬;林河宇
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C10L5/10
• 分類號(hào): C10L5/10;C10L5/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開了一種基于復(fù)合型生物質(zhì)粘結(jié)劑的型焦及其制備方法，該型焦包括以下質(zhì)量份的原料：半焦45?55份，生物質(zhì)5?15份，膨潤土1?3份，羧甲基纖維素鈉1?3份，殼聚糖溶液1?4份；另外本發(fā)明還公開了一種基于復(fù)合型生物質(zhì)粘結(jié)劑的型焦制備方法，本發(fā)明制備的型焦具有熱穩(wěn)定好、耐高溫、具有較高的機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)良特性。待型焦干燥冷卻后，測得冷態(tài)抗壓強(qiáng)度大于600N/球，落下強(qiáng)度大于95％，熱穩(wěn)定性能好，在1100℃以上的高溫下不松散。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低階煤熱解半焦成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于復(fù)合型生物質(zhì)粘結(jié)劑的型焦及其制備方法。

背景技術(shù)

半焦又稱蘭炭，是以褐煤、長焰煤、不粘煤或弱粘煤等中低變質(zhì)程度煤為原料，采用中低溫?zé)峤饧夹g(shù)生產(chǎn)的一種固體碳質(zhì)產(chǎn)品，其具有固定碳高、灰分低、硫份低、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。近年來，我國西部地區(qū)，特別是陜西北部榆神礦區(qū)建成了一大批煤炭低溫干餾企業(yè)，形成了電石、冶金、化肥、燃料油等產(chǎn)業(yè)鏈群。煤低溫干餾過程中產(chǎn)生的半焦細(xì)粉，由于粒度原因不能直接利用，從而大大降低了半焦的利用率，型焦可以有效解決粉焦的綜合利用問題。

型焦是利用粘結(jié)劑在高壓環(huán)境下使焦粉成塊，從而提升其機(jī)械強(qiáng)度，增大其粒度。在型焦制備過程中，為了提高型焦的機(jī)械強(qiáng)度、燃燒性等參數(shù)，通常需要加入粘結(jié)劑。目前，已開發(fā)的粘結(jié)劑按其化學(xué)狀態(tài)可分為無機(jī)型、有機(jī)型和復(fù)合型粘結(jié)劑三大類。其中無機(jī)型粘結(jié)劑主要有石灰、水泥、石膏、水玻璃、無機(jī)鹽等，其制得的型焦熱強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性表現(xiàn)良好，但型焦的灰分較大，耐水性差。有機(jī)粘結(jié)劑主要包括焦油、瀝青、腐植酸鈉、聚乙烯醇、生物質(zhì)等，它們具有較高的熱值，制成的型焦冷熱強(qiáng)度均較好，但易產(chǎn)生二次污染，其中生物質(zhì)類粘結(jié)劑具有來源廣、不增加型焦灰分、發(fā)熱量高，生產(chǎn)的型焦燃燒性能好、燃點(diǎn)低，且燃燒不結(jié)渣、可實(shí)現(xiàn)廢物利用等優(yōu)點(diǎn)。復(fù)合型粘結(jié)劑由上述多種粘結(jié)劑復(fù)合而成，因此延續(xù)了多種粘結(jié)劑的優(yōu)點(diǎn)，受到了學(xué)者們更多的關(guān)注，最常見的復(fù)合粘結(jié)劑主要是以焦油、焦油瀝青和無機(jī)粘結(jié)劑為主要成分的粘結(jié)劑，以石油瀝青和膨潤土為主要成分的粘結(jié)劑，以及以生物質(zhì)和無機(jī)粘結(jié)劑為主要成分的粘結(jié)劑等。目前，現(xiàn)有技術(shù)制備的型焦存在冷強(qiáng)度不高，同時(shí)存在由于加入無機(jī)粘結(jié)劑量較大造成型焦灰分較高、加入焦油瀝青等產(chǎn)生二次污染等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于復(fù)合型生物質(zhì)粘結(jié)劑的型焦及其制備方法，具有生產(chǎn)成本低，制備方法簡單、無毒、綠色環(huán)保等特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于復(fù)合型生物質(zhì)粘結(jié)劑的型焦，包括以下質(zhì)量份的原料：半焦45-55份，生物質(zhì)5-15份，膨潤土1-3份，羧甲基纖維素鈉1-3份和殼聚糖溶液1-4份。

生物質(zhì)為葵花稈在Ca(OH)₂飽和溶液中水解、然后經(jīng)壓濾得到的殘?jiān)?/p>

壓濾得到殘?jiān)暮繛?0-40％。

所述半焦為中低變質(zhì)程度煤采用中低溫?zé)峤獾玫降陌虢埂?/p>

殼聚糖溶液為按質(zhì)量份數(shù)0.01-0.04份工業(yè)片狀殼聚糖溶于1-4份濃度為0.08-0.12mol/L乙酸溶液中形成的粘稠狀液體。

本發(fā)明還提供了一種基于復(fù)合型生物質(zhì)粘結(jié)劑型焦的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將葵花稈干燥后粉碎至3mm以下，將葵花稈和飽和Ca(OH)₂溶液按質(zhì)量比1:8-1:12混合，攪拌下在70-100℃水解處理2-5h，壓濾后得葵花稈水解殘?jiān)?/p>

步驟二：將半焦粉碎，粉碎后其粒徑不大于3mm。

步驟三：工業(yè)片狀殼聚糖于80℃溶于濃度為0.08-0.12mol/L乙酸溶液中制得殼聚糖溶液；