[发明专利]一种无粘结剂的粉煤高强度成型方法

说明书

本发明公开了一种粉煤高强度成型方法，所述成型方法包括：a、将原料煤进行粉碎以得到煤粉的步骤，所述煤粉的平均粒径不小于20μm，其中，粒径不大于80μm的煤粉含量不小于90wt％；粒径为40μm～80μm的煤粉含量不小于10wt％；b、将步骤a得到的煤粉送入压块成型设备的给料仓内，并对所述给料仓内的物料进行脱气处理的步骤；c、使所述给料仓内物料的温度为50℃～100℃、水分含量为2wt％～8wt％的调节步骤；和d、将所述给料仓内的物料送入成型设备进行成型，以得到型煤的步骤。本发明的成型方法对煤种适应性广且无需将原料煤粉碎至过小的粒径，即使以成型难度最大的无粘结性煤作为原料煤，同样可以在不需要采用任何粘合剂的情况下，制成强度>89％的型煤产品。

技术领域

本发明属于粉煤加工成型领域，特别涉及一种无粘结剂的粉煤高强度成型方法。

背景技术

自工业革命以来，人类大规模的使用化石能源，已经对我们的生态环境产生了不可逆的巨大不良影响。特别是进入新世纪，温室效应日趋严峻，极端天气层出不穷，环境污染持续加剧。在这种背景下，世界各国普遍调整能源政策，致力于发展环境友好型的能源利用途径。

中国的能源问题更加严峻，能源虽然总量丰富，但人均占有量较低。中国石油人均资源量仅约为世界平均水平的11％，天然气只有5％左右，煤炭资源人均拥有量也仅相当于世界平均水平的50％左右。中国的能源结构是多煤少油少气，据统计，截至2007年底，中国常规一次能源探明和剩余可采资源量(包括煤、石油、天然气和水能)中，煤炭占73.2％，石油占1.3％，天然气占1.3％，水能占24.2％。2007年中国煤炭产量达25.36亿t，消费总量达25.8亿t，在一次能源的比重分别为76.4％和69.5％，煤炭的产量与消费占绝对主力。中国的能源消费现状决定了中国当前能源政策调整的重点在于对煤炭的清洁化、高效化使用。作为洁净煤生产技术的一种，型煤生产具有操作简单、技术成熟、成本低廉、节能增效明显、废气排放量减少等优点，值得我们大力发展。

另外，在活性炭生产中，以煤为原料制备煤基活性炭的方法已被广泛应用，为了使得到的活性炭在使用时具有较高强度，通常需要在煤进行炭化活化前进行成型处理，因此，煤炭高强度成型也是制备高强度活性炭的基础。

虽然煤粉成型技术已经广泛的用于原煤的深加工领域，而大多数煤粉成型技术仍需要添加煤沥青等各种粘结剂，不仅增加成本，而且制成的型煤需要进行晾晒或加热烘烤，降低生产效率；此外由于常用的煤沥青、煤焦油等粘结剂在加热后会融化和挥发，使得最终产品的强度也不高，而且在活性炭生产中，煤沥青等的残留物还会堵塞活性炭的孔隙，不利于提高活性炭的品质，因此也限制了无粘结性煤在煤基活性炭制备中的应用。

目前，无粘结剂的煤粉成型研究也越来越成为人们研究的热点。CN101402454A公开了一种成型活性炭的制备方法，其中煤粉在进行炭化活化处理前进行压制成型，然而为了不外加粘结剂，其煤粉原料中不得不加入大量的弱粘结性煤和粘结性较强的肥煤，而由于大量粘结性煤的加入，需要在炭化过程中缓慢地增温以防止颗粒在炭化过程中发泡，并且需要很长的活化时间以使得到的活性炭具有足够大的表面积。

CN101722669A公开了一种粉煤(也即煤粉)无粘结剂成型方法及适用该方法的对辊成型机，在该专利中，粒径不大于6mm且含水量在2～15wt％的煤粉被直接送入特制的对辊成型机进行成型。一方面，该成型方法需要使用特制的对辊成型机，另一方面，当以无粘结性煤为主时，其煤粉成型后的强度也难以让人满意。

CN1033262A公开了一种制备活性炭的方法，包括将无粘结性煤粉碎至10μm以下然后进行压制成型。该专利指出原煤粉碎后的粒径越小，越有利于增加微粒之间单位重量的接触点的数目，以增加颗粒中亚微粒之间的粘合力。然而，煤粉粉碎粒径越小，其团聚可能性越大，考虑到后续压制成型需要水分，因此水分控制难度大，并且粉碎难度也大，对设备要求高，难以推广利用。同时，研究发现，煤粉粒径太细，容易导致压块成型后其内部孔隙过细，在制备活性炭时影响后续炭化挥发份的逸出以及活化用气体向内部孔隙的扩散。