阅读说明：本技术 一种复合型煤粘结剂 (Composite briquette binder ) 是由 曾坤宁 于 2019-10-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种复合型煤粘结剂,属于型煤领域。本发明以锂基润滑脂、钠基膨润土、硅铝酸钠等为原料制型煤粘结料A,其中锂基脂具有良好的抗微动磨损性能,加入的含氢硅油也可能在提供疏水、透气性作用稳定热效的同时,辅助提高共混物的联结稳定性,改善对煤粉颗粒的束集作用,稳定提高型煤热效及成型效果；鱼皮、水稻秸秆、保加利亚乳杆菌等共混发酵,以微生物代谢破坏鱼皮、秸秆组织,获取胶质及糖类,在保障粘结性的同时,提高含碳量。本发明解决了目前常用型煤粘结剂所制备的型煤存在灰分高、含碳量低、结构稳定性差的问题。(The invention discloses a composite briquette binder, belonging to the field of briquettes. The invention takes lithium grease, sodium bentonite, sodium aluminosilicate and the like as raw materials to prepare the binder A of the coal briquette, wherein the lithium grease has good fretting wear resistance, and the added hydrogen-containing silicone oil can provide the effects of hydrophobicity and air permeability and stabilize the thermal effect, and simultaneously assist in improving the connection stability of the blend, improving the bundling effect on coal dust particles and stably improving the thermal effect and the forming effect of the coal briquette; blending and fermenting fish skin, rice straw, lactobacillus bulgaricus and the like, destroying tissues of the fish skin and the straw by microbial metabolism, obtaining colloid and sugar, and improving the carbon content while ensuring the cohesiveness. The invention solves the problems of high ash content, low carbon content and poor structural stability of the coal briquette prepared by the conventional coal briquette binder.)

一种复合型煤粘结剂

技术领域

本发明属于型煤的制备领域，具体涉及一种复合型煤粘结剂。

背景技术

煤炭是最为丰富的能源资源，价格低廉，获取容易，使用广泛。随着近几年对环保要求的提高，特别对煤燃烧产生的粉尘和含硫化合物数量提出了较高的要求。在大型用煤企业如热电站中，通常可以通过专用的除尘净化系统降低粉尘和含硫化合物的排放。这些措施在小规模用煤点难以实现如烧烤用煤。因此需要对煤燃料本身进行处理。其中将粉煤通过粘结成型加工可有效降低粉尘的逸散，同时提高粉煤利用率。型煤是一种由煤粉中加入型煤粘结剂而制成的用于煤气发生炉以及替代无烟块煤的二次加工煤。目前，型煤技术已被视为洁净煤技术的主要组成部分，而型煤粘结剂是型煤生产中特别是冷压成型工艺中的关键技术。目前对型煤粘结剂的选择，主要有以下几点基本要求：

（1）对粉煤粘结作用强，使型煤具有足够的冷热强度和机械强度；

（2）粘结剂加入量少，且粘结剂的加入不产生二次污染；

（3）具有一定的防潮、防水性能；

（4）不影响气化效果、煤气质量和炉况的操作性等；

（5）原料来源广泛，价格低廉。型煤粘结剂(也称为型煤粘结剂、型煤粘接剂、型煤复合粘结剂等)是将煤粉等粉状的燃料粘合(结)、加固在一起的，利于成型成块的调和剂；成型后保证型煤具有特定的形状和性能的粉状或液态的型煤辅助原料；主要应用于型煤加工工艺中起到辅助作用。型煤粘合剂是决定型煤质量的关键辅助原料。型煤粘结剂是无机物与多种有机化工原料经过复杂的化学反应而成，加入粉煤迅速形成针网状结构，从而使型煤(煤球)具有很高的冷、热机械强度和热稳定性；很高的防潮、防水性能和水浸强度；投入炉内燃烧值高，燃烧后热强度高，下落破碎率低，不含灰，无污染，操作简单。

型煤粘结剂按其化学成分可分为有机类、无机类、复合类三大类，其中，研究复合类粘结剂是当前发展的主流，它是根据不同的煤种、型煤的用途和粘结剂的性质，采用不同的复合粘结剂，从而克服使用单一粘结剂的缺点。所谓复合粘结剂主要包括有机和有机、有机和无机、无机和无机三种类型。

常规的型煤生产有热压成型、无粘结剂冷压成型和有粘结剂冷压成型。热压成型方法适合较大生产厂家为冶炼企业提供型煤，无粘结剂冷压成型则对原煤塑形要求较高，而有粘结剂冷压成型法则适合中小企业生产。常规的型煤粘结剂，包括有机粘结剂和无机粘结剂。有机粘结剂如淀粉、沥青、植物纤维等，此类粘结剂一般自身可燃，所以对煤的发热量影响较小。不同有机物加工处理程序各有不同，如沥青需要加热处理，纤维需要加碱以提高其水溶性进而促进粘结。无机粘结剂如硅酸钠、石膏甚至可以是水泥。此类粘结剂成本低，但无机粘结剂自身无法燃烧，必然影响型煤发热量。

从目前的实际应用来看，无论是哪种类型的粘结剂，都存在所制备的型煤存在灰分高、含碳量低、结构稳定性差的问题，因此，研究开发一种优质的型煤粘结剂具有重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前常用型煤粘结剂所制备的型煤存在灰分高、含碳量低、结构稳定性差的问题，提供一种复合型煤粘结剂。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种复合型煤粘结剂，按重量份数计，包括如下组分：3~8份膨润土、2~5份水玻璃、1~4份氧化镁，还包括：30~50份型煤粘结料A、12~18份型煤粘结料B。

所述型煤粘结料A的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量份数计，取7~13份锂基润滑脂、2~5份钠基膨润土、1~3份辅料、3~7份硅铝酸钠、1~4份分散剂、4~8份含氢硅油、30~50份乙醇溶液，先取含氢硅油、锂基润滑脂、辅料混合搅拌，加入钠基膨润土、硅铝酸钠、分散剂、乙醇溶液混合，剪切分散，得分散料，于28~36℃，按质量比7~12：2加入三甲基氯硅烷混合搅拌，抽滤，收集滤渣水洗，干燥，得基料；

（2）在氮气气氛下，于30~45℃，取八甲基环四硅氧烷按质量比1：3~8加入四甲基四乙烯基环四硅氧烷，得混合物，加入混合物质量0.2~0.5%的催化剂混合搅拌，升温至90~110℃保温，加入混合物质量4~8倍的基料混合，于40~60℃，搅拌，得复混料，按质量比12~18：5：1取复混料、聚α烯烃、添加剂混合搅拌，60~75℃旋转蒸发，即得型煤粘结料A。

所述步骤（1）中的辅料：按质量比2~5：1取聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素混合，即得辅料。

所述步骤（1）中的分散剂：按质量比2~5：1取十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚混合，即得分散剂。

所述步骤（2）中的催化剂：按质量比1：1~3取氯铂酸、二茂铁混合，即得催化剂。

所述步骤（2）中的添加剂：按质量比1：3~6取亚麻油、羟基磷灰石混合，即得添加剂。

所述型煤粘结料B的制备：按质量份数计，取10~15份葡萄糖、5~8份鱼皮、0.1~0.4份保加利亚乳杆菌、2~5份酪素、4~8份预处理褐煤、7~13份水稻秸秆、400~600份水混合，于27~33℃，摇床培养，出料，灭菌，得发酵料，取发酵料减压蒸发，得浓缩料，于40~55℃，取浓缩料按质量比8~14：1~3加入改性剂混合搅拌，得混料，取混料加入混料质量8~14%的调节剂混合，剪切分散，减压蒸发，即得型煤粘结料B。

所述预处理褐煤：取褐煤粉碎过筛，取过筛物用碳酸氢钠溶液洗涤，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比7~13：5：1加入衣康酸、丙烯酰胺混合，减压蒸发，即得预处理褐煤。

所述改性剂：按质量比5~8：1：1~2取β-环糊精、微晶石蜡、卵磷脂混合，即得改性剂。

所述调节剂：按质量比2~5：1~3：1取聚乙烯蜡、六偏磷酸钠、山梨酸钾混合，即得调节剂。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明以锂基润滑脂、钠基膨润土、硅铝酸钠等为原料制型煤粘结料A，

其中，以钠基膨润土和锂基润滑脂相作用可提供更优的润滑作用，提升组织间的联结的效果，并提供胶体安定性、剪切安定性和抗水性，尤其在高温作用下，锂基脂还具有良好的抗微动磨损性能，能够在共混过程中对组分间的化学键合作用提供保护的效果，另外，加入的含氢硅油也可能在提供疏水、透气性作用稳定热效的同时，辅助提高共混物的联结稳定性，改善对煤粉颗粒的束集作用，锂皂还与聚α烯烃等成分具有良好的相容性及稠化作用，提高结构内部的稳定性，添加具有长碳氢链疏水基和良好水溶性的分散剂，连接亲水基，减少相同电性的亲水基间的斥力，使表面活性剂离子间更紧密的排列，能够通过降低表面张力，而使得应用于煤粉后的成型稳定性得以显著提升，并且含碳量高，所制煤料灰分底，并对八甲基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷催化再与基料相作用，提供疏水交联的低表面能活性作用，在组分界面处形成超疏水的硅膜，不影响本粘结剂的粘结作用，辅助提升成型效果；

（2）本发明鱼皮、水稻秸秆、保加利亚乳杆菌等共混发酵，以微生物代谢破坏鱼皮、秸秆组织，其中，鱼皮可溶出和分解大分子蛋白及胶质成分，提供良好的粘结作用，且含碳及含氮量高，能够在型煤燃烧后，促使气体的产生，降低灰分的含量，发酵过程中，秸秆颗粒的细胞壁中的木质素、纤维素、半纤维素间的联结关系可受到破坏，生物质分解产生糖类物质，可结合鱼皮中溶出的粘性蛋白和胶质在提供粘结作用的同时，保障含碳量，并构成稳定的凝胶网络网集煤粒，保障型煤结构的稳定性；

（3）本发明针对目前常用型煤粘结剂所制备的型煤存在灰分高、含碳量低、结构稳定性差的问题，改善效果显著，具有很好的应用前景。

具体实施方式

分散剂：按质量比2~5：1取十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚混合，即得分散剂。

催化剂：按质量比1：1~3取氯铂酸、二茂铁混合，即得催化剂。

添加剂：按质量比1：3~6取亚麻油、羟基磷灰石混合，即得添加剂。

辅料：按质量比2~5：1取聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素混合，即得辅料。

改性剂：按质量比5~8：1：1~2取β-环糊精、微晶石蜡、卵磷脂混合，即得改性剂。

预处理褐煤：取褐煤粉碎过60目筛，取过筛物用质量分数为15%的碳酸氢钠溶液洗涤2~4次后，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比7~13：5：1加入衣康酸、丙烯酰胺混合均匀，减压蒸发至恒重，即得预处理褐煤。

调节剂：按质量比2~5：1~3：1取聚乙烯蜡、六偏磷酸钠、山梨酸钾混合，即得调节剂。

型煤粘结料A的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量份数计，取7~13份锂基润滑脂、2~5份钠基膨润土、1~3份辅料、3~7份硅铝酸钠、1~4份分散剂、4~8份含氢硅油、30~50份体积分数为70%的乙醇溶液，先取含氢硅油、锂基润滑脂、辅料于反应釜混合，以400~700r/min磁力搅拌30~55min，加入钠基膨润土、硅铝酸钠、分散剂、乙醇溶液混合，以2000~4000r/min剪切分散15~25min，得分散料，于28~36℃，按质量比7~12：2加入三甲基氯硅烷混合搅拌1~3h，抽滤，收集滤渣用水洗涤2~4次，移至65~80℃烘箱干燥1~3h，得基料；

（2）在氮气气氛下，于30~45℃，取八甲基环四硅氧烷按质量比1：3~8加入四甲基四乙烯基环四硅氧烷，得混合物，加入混合物质量0.2~0.5%的催化剂混合搅拌25~50min，升温至90~110℃保温1~3h，加入混合物质量4~8倍的基料混合，于40~60℃，以500~800r/min磁力搅拌40~60min，得复混料，按质量比12~18：5：1取复混料、聚α烯烃、添加剂混合搅拌30~50min，60~75℃旋转蒸发至恒重，即得型煤粘结料A。

型煤粘结料B的制备：按质量份数计，取10~15份葡萄糖、5~8份鱼皮、0.1~0.4份保加利亚乳杆菌、2~5份酪素、4~8份预处理褐煤、7~13份过60目筛的水稻秸秆、400~600份水于发酵罐混合，于27~33℃，以180~220r/min震荡摇床培养3~6天，出料，于121℃保温灭菌12~20min，得发酵料，取发酵料减压蒸发至原体积的25~45%，得浓缩料，于40~55℃，取浓缩料按质量比8~14：1~3加入改性剂混合搅拌25~45min，得混料，取混料加入混料质量8~14%的调节剂混合，以2000~4000r/min剪切分散12~25min，减压蒸发至含水量为10~15%，即得型煤粘结料B。

一种复合型煤粘结剂，按重量份数计，包括如下组分：3~8份膨润土、2~5份水玻璃、1~4份氧化镁、30~50份型煤粘结料A、12~18份型煤粘结料B。

实施例1

分散剂：按质量比2：1取十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚混合，即得分散剂。

催化剂：按质量比1：1取氯铂酸、二茂铁混合，即得催化剂。

添加剂：按质量比1：3取亚麻油、羟基磷灰石混合，即得添加剂。

辅料：按质量比2：1取聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素混合，即得辅料。

改性剂：按质量比5：1：1取β-环糊精、微晶石蜡、卵磷脂混合，即得改性剂。

预处理褐煤：取褐煤粉碎过60目筛，取过筛物用质量分数为15%的碳酸氢钠溶液洗涤2次后，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比7：5：1加入衣康酸、丙烯酰胺混合均匀，减压蒸发至恒重，即得预处理褐煤。

调节剂：按质量比2：1：1取聚乙烯蜡、六偏磷酸钠、山梨酸钾混合，即得调节剂。

型煤粘结料A的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量份数计，取7份锂基润滑脂、2份钠基膨润土、1份辅料、3份硅铝酸钠、1份分散剂、4份含氢硅油、30份体积分数为70%的乙醇溶液，先取含氢硅油、锂基润滑脂、辅料于反应釜混合，以400r/min磁力搅拌30min，加入钠基膨润土、硅铝酸钠、分散剂、乙醇溶液混合，以2000r/min剪切分散15min，得分散料，于28℃，按质量比7：2加入三甲基氯硅烷混合搅拌1h，抽滤，收集滤渣用水洗涤2次，移至65℃烘箱干燥1h，得基料；

（2）在氮气气氛下，于30℃，取八甲基环四硅氧烷按质量比1：3加入四甲基四乙烯基环四硅氧烷，得混合物，加入混合物质量0.2%的催化剂混合搅拌25min，升温至90℃保温1h，加入混合物质量4倍的基料混合，于40℃，以500r/min磁力搅拌40min，得复混料，按质量比12：5：1取复混料、聚α烯烃、添加剂混合搅拌30min，60℃旋转蒸发至恒重，即得型煤粘结料A。

型煤粘结料B的制备：按质量份数计，取10份葡萄糖、5份鱼皮、0.1份保加利亚乳杆菌、2份酪素、4份预处理褐煤、7份过60目筛的水稻秸秆、400份水于发酵罐混合，于27℃，以180r/min震荡摇床培养3天，出料，于121℃保温灭菌12min，得发酵料，取发酵料减压蒸发至原体积的25%，得浓缩料，于40℃，取浓缩料按质量比8：1加入改性剂混合搅拌25min，得混料，取混料加入混料质量8%的调节剂混合，以2000r/min剪切分散12min，减压蒸发至含水量为10%，即得型煤粘结料B。

一种复合型煤粘结剂，按重量份数计，包括如下组分：3份膨润土、2份水玻璃、1份氧化镁、30份型煤粘结料A、12份型煤粘结料B。

实施例2

分散剂：按质量比5：1取十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚混合，即得分散剂。

催化剂：按质量比1：3取氯铂酸、二茂铁混合，即得催化剂。

添加剂：按质量比1：6取亚麻油、羟基磷灰石混合，即得添加剂。

辅料：按质量比5：1取聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素混合，即得辅料。

改性剂：按质量比8：1：2取β-环糊精、微晶石蜡、卵磷脂混合，即得改性剂。

预处理褐煤：取褐煤粉碎过60目筛，取过筛物用质量分数为15%的碳酸氢钠溶液洗涤4次后，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比13：5：1加入衣康酸、丙烯酰胺混合均匀，减压蒸发至恒重，即得预处理褐煤。

调节剂：按质量比5：3：1取聚乙烯蜡、六偏磷酸钠、山梨酸钾混合，即得调节剂。

型煤粘结料A的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量份数计，取13份锂基润滑脂、5份钠基膨润土、3份辅料、7份硅铝酸钠、4份分散剂、8份含氢硅油、50份体积分数为70%的乙醇溶液，先取含氢硅油、锂基润滑脂、辅料于反应釜混合，以700r/min磁力搅拌55min，加入钠基膨润土、硅铝酸钠、分散剂、乙醇溶液混合，以4000r/min剪切分散25min，得分散料，于36℃，按质量比12：2加入三甲基氯硅烷混合搅拌3h，抽滤，收集滤渣用水洗涤4次，移至80℃烘箱干燥3h，得基料；

（2）在氮气气氛下，于45℃，取八甲基环四硅氧烷按质量比1：8加入四甲基四乙烯基环四硅氧烷，得混合物，加入混合物质量0.5%的催化剂混合搅拌50min，升温至110℃保温3h，加入混合物质量8倍的基料混合，于60℃，以800r/min磁力搅拌60min，得复混料，按质量比18：5：1取复混料、聚α烯烃、添加剂混合搅拌50min，75℃旋转蒸发至恒重，即得型煤粘结料A。

型煤粘结料B的制备：按质量份数计，取15份葡萄糖、8份鱼皮、0.4份保加利亚乳杆菌、5份酪素、8份预处理褐煤、13份过60目筛的水稻秸秆、600份水于发酵罐混合，于33℃，以220r/min震荡摇床培养6天，出料，于121℃保温灭菌20min，得发酵料，取发酵料减压蒸发至原体积的45%，得浓缩料，于55℃，取浓缩料按质量比14：3加入改性剂混合搅拌45min，得混料，取混料加入混料质量14%的调节剂混合，以4000r/min剪切分散25min，减压蒸发至含水量为15%，即得型煤粘结料B。

一种复合型煤粘结剂，按重量份数计，包括如下组分：8份膨润土、5份水玻璃、4份氧化镁、50份型煤粘结料A、18份型煤粘结料B。

实施例3

分散剂：按质量比3：1取十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚混合，即得分散剂。

催化剂：按质量比1：2取氯铂酸、二茂铁混合，即得催化剂。

添加剂：按质量比1：5取亚麻油、羟基磷灰石混合，即得添加剂。

辅料：按质量比3：1取聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素混合，即得辅料。

改性剂：按质量比7：1：1.5取β-环糊精、微晶石蜡、卵磷脂混合，即得改性剂。

预处理褐煤：取褐煤粉碎过60目筛，取过筛物用质量分数为15%的碳酸氢钠溶液洗涤3次后，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比10：5：1加入衣康酸、丙烯酰胺混合均匀，减压蒸发至恒重，即得预处理褐煤。

调节剂：按质量比3：2：1取聚乙烯蜡、六偏磷酸钠、山梨酸钾混合，即得调节剂。

型煤粘结料A的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量份数计，取10份锂基润滑脂、3份钠基膨润土、2份辅料、5份硅铝酸钠、3份分散剂、6份含氢硅油、40份体积分数为70%的乙醇溶液，先取含氢硅油、锂基润滑脂、辅料于反应釜混合，以600r/min磁力搅拌45min，加入钠基膨润土、硅铝酸钠、分散剂、乙醇溶液混合，以3000r/min剪切分散20min，得分散料，于32℃，按质量比9：2加入三甲基氯硅烷混合搅拌2h，抽滤，收集滤渣用水洗涤3次，移至70℃烘箱干燥2h，得基料；

（2）在氮气气氛下，于35℃，取八甲基环四硅氧烷按质量比1：5加入四甲基四乙烯基环四硅氧烷，得混合物，加入混合物质量0.3%的催化剂混合搅拌40min，升温至95℃保温2h，加入混合物质量6倍的基料混合，于50℃，以600r/min磁力搅拌50min，得复混料，按质量比15：5：1取复混料、聚α烯烃、添加剂混合搅拌:40min，65℃旋转蒸发至恒重，即得型煤粘结料A。

型煤粘结料B的制备：按质量份数计，取13份葡萄糖、7份鱼皮、0.3份保加利亚乳杆菌、3份酪素、6份预处理褐煤、10份过60目筛的水稻秸秆、500份水于发酵罐混合，于30℃，以200r/min震荡摇床培养5天，出料，于121℃保温灭菌17min，得发酵料，取发酵料减压蒸发至原体积的35%，得浓缩料，于45℃，取浓缩料按质量比12：2加入改性剂混合搅拌35min，得混料，取混料加入混料质量12%的调节剂混合，以3000r/min剪切分散17min，减压蒸发至含水量为12%，即得型煤粘结料B。

一种复合型煤粘结剂，按重量份数计，包括如下组分：5份膨润土、3份水玻璃、2份氧化镁、40份型煤粘结料A、15份型煤粘结料B。

对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少型煤粘结料A。

对比例2：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少型煤粘结料B。

对比例3：山西省某公司生产的复合型煤粘结剂。

将上述实施例与对比例得到的复合型煤粘结剂进行检测，取质量分数10%实施例与对比例得到的复合型煤粘结剂，添加质量分数85%褐煤（粒径尺寸3mm），以及质量分数5%固硫防水剂（氧化钙、氧化镁、煤矸石三种原料按质量分数5:5:2添加），并加入20ml水混合均匀后，成型机15吨压力挤压成型，100℃烘干6小时后得到型煤，根据MT/T748-2007、MT/T749-1997、GB/T213-2008等标准检测其跌落强度、冷压强度及热值，其中跌落强度、冷压强度越高含灰分越少，热值越高含碳量越高，反之亦然，得到的结果如表1所示。

表1：

检测项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3
							跌落强度/%	99.62	99.49	99.53	98.37	96.21	85.36
冷压强度/N/个	789	786	782	685	692	568
							热值/Kcal/kg	6825	6789	6816	6223	6104	5280

综合上述，从表1可以看出本发明的复合型煤粘结剂效果更好，值得推广使用，以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。