1.本发明涉及煤炭加工技术领域，特别是涉及一种可高效气化的气化型煤及其制备方法。


背景技术：

2.我国煤炭储量丰富，石油和天然气储量相对匮乏，所以煤炭在相当一段时间内仍将在国民经济运行中占据主要地位。煤的种类可以分为褐煤、低阶煤和无烟煤；其中，褐煤：又名柴煤，是煤化程度最低的矿产煤，是一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤；化学反应性强，在空气中容易风化，不易储存和运输，燃烧时对空气污染严重；无烟煤是一种坚硬、致密且高光泽的煤矿品种；在所有的煤品种中，尽管无烟煤的发热量较低，但碳含量最高，杂质含量最少；
3.散烧煤燃烧效率低污染严重，即浪费燃料又大量排放二氧化硫、氮氧化物及颗粒污染物，这与建设资源节约型社会和环境友好型社会提倡相悖。随着大气污染防治法的颁布，对气化型煤的加工要求日益迫切；现有的气化型煤，例如申请号为92110408.1的一种气化用型煤中型煤以京西无烟粉煤原料，添加复合粘结剂(京西煤矸石和木质隶磺酸钙)而制成。由于选用煤矿排出的废渣煤矸石及市场上大量供应的木质素磺酸钙作粘结剂，降低了型煤的生产成本，每吨型煤所用的粘结剂的费用不超过10元；申请号为94101474.6的本一种化肥用气化型煤中以无烟粉煤为成型原料煤，配入复合粘结剂(玉米粉和氢氧化钠)和粘结性煤泥而制成，使加工得到的型煤灰分含量相当于成型用无烟煤的灰分含量，并使其灰熔点提高，达到气化用煤要求；申请号为01127374.7的一种气化型煤中由下述重量配比的原料制成，无烟煤80
‑
90份，焦煤10
‑
20份，粘结剂7
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13份；在气化型煤中混入焦煤可使气化型煤在升温气化过程中，焦煤中的胶质层析出，可紧密缠绕无烟煤焦煤颗粒，使其焦化，从而具有较高的热强度；
4.由上述内容可知，现有技术中在制备气化型煤时全部采用无烟煤，即现有技术中认为褐煤以及低阶煤不能用于气化型煤的制备，然而由于褐煤和低阶煤的产量大成本低，无烟煤的产量低成本高，所以若能使用褐煤和低阶煤制作气化型煤，将会降低气化型煤的制备成本，有利于气化型煤的推广利用。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种原料范围广且成本低的可高效气化的气化型煤及其制备方法。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种可高效气化的气化型煤，由改性粉煤、催化剂和粘接剂配制而成，所述改性粉煤为型煤的基础原料，所述催化剂和所述粘接剂按比例混合制成颗粒，并与所述改性粉煤按比例混合，所述催化剂的燃点低于所述改性粉煤的燃点。
7.优选地，所述催化剂为易燃固体。
8.优选地，所述催化剂中还包括固硫剂。
9.优选地，所述固硫剂为石灰。
10.优选地，所述易燃固体和所述石灰按(0.7～1):1比例配制成催化剂。
11.优选地，所述颗粒的直径为2
‑
5mm。
12.优选地，各原料的重量配比为改性粉煤70～90份、催化剂10～20份、粘接剂5～10份。
13.优选地，所述改性粉煤为褐煤、低阶煤中的一种或两种组合。
14.本发明还提供一种制备所述可高效气化的气化型煤的型煤制备方法，包括如下步骤：
15.颗粒的制备：催化剂和粘接剂混合制成颗粒，形成成粒状的催化剂；
16.改性粉煤混合物的制备：将粒状的催化剂加入改性粉煤中按比例混合搅拌，形成改性粉煤混合物；
17.型煤压制成型：将改性粉煤混合物通过型煤成型设备压制成型。
18.优选地，所述催化剂在制粒完成后直接与改性粉煤中混合搅拌；所述固硫剂的含量随着改性粉煤含硫量的增大而增加。
19.本发明相对于现有技术取得了以下有益效果：
20.1、研究发现型煤在燃烧的过程中容易产生结焦现象，而褐煤和低阶煤中杂质多，更容易产生结焦现象，其原因为在燃烧过程中空气量不足，燃烧时就不易达到完全燃烧，将导致灰熔点降低，形成结焦；火焰偏斜，使最高火焰层移到边侧，这样灰就得不到足够的冷却，而灼热的灰粒与水冷壁受热面接触的时候，就很快的粘了上去，形成结焦；本发明提供的可高效气化的气化型煤及其制备方法中采用在改性粉煤中混入低燃点催化剂，且将催化剂和粘接剂配置成粒的方式，使得型煤在燃烧过程中，由于外部燃烧导致内部升温，同时催化剂的燃点较低，所以型煤在燃烧过程中其内部的催化剂也会燃烧，也就是说型煤的外部和内部同时燃烧，不仅增强了燃烧速度，还保证了燃烧充分性，避免了产生结焦现象的同时也提升了型煤的气化效率；进一步，将催化剂和催化剂一起配置成粒，增强除硫能力。
21.2、本发明提供的可高效气化的气化型煤及其制备方法中催化剂在制粒完成后直接与改性粉煤中混合搅拌，即催化剂不需经过烘干，一方面，节省了烘干所需的能量，另一方面，使得型煤成型过程中催化剂随着压制过程的进行，能够产生相应的变形，如由球形变成扁平状结构，使得催化剂的燃烧面积能够覆盖更多型煤中的改性粉煤，进一步提高了型煤的充分燃烧效果以及气化效率。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1本发明中型煤制备方法的流程图；
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种原料范围广且成本低的可高效气化的气化型煤及其制备方法。
26.本发明提供一种可高效气化的气化型煤，由改性粉煤、催化剂和粘接剂配制而成，改性粉煤为型煤的基础原料，催化剂和粘接剂按比例混合制成颗粒，并与改性粉煤按比例混合，催化剂的燃点低于改性粉煤的燃点。其中，改性粉煤为褐煤、低阶煤和/或无烟煤，作为本发明优选的方式，改性粉煤为褐煤或者低阶煤；改性粉煤、催化剂和粘接剂三者的比例关系为改性粉煤含量大于催化剂含量大于粘接剂，具体的配比，需要根据改性粉煤的含硫量以及粘接剂的种类进行确定，主要的影响因素是改性粉煤的含硫量，当改性粉煤的含硫量升高时，固硫剂的含量也要随之升高，例如各原料的重量配比为改性粉煤70～90份、催化剂10～20份、粘接剂5～10份；虽然催化剂的燃点比改性粉煤的燃点低，但是也不会相差特别巨大，否则将会导致型煤外部和内部无法同时燃烧的问题，催化剂有好多种，如秸秆、由秸秆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、油茶壳、棉籽壳、三剩物、木屑等经过加工产生环保新能源；颗粒的直径为2
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5mm。即采用在改性粉煤中混入低燃点催化剂，且将催化剂和粘接剂配置成粒的方式，使得型煤在燃烧过程中，由于外部燃烧导致内部升温，同时催化剂的燃点较低，所以型煤在燃烧过程中其内部的催化剂也会燃烧，也就是说型煤的外部和内部同时燃烧，不仅增强了燃烧速度，还保证了燃烧充分性，避免了产生结焦现象的同时也提升了型煤的气化效率；进一步，将催化剂和固硫剂一起配置成粒，增强除硫能力，固硫剂一般指脱除燃料、原料或其他物料中的游离硫或硫化合物的药剂，各种碱性化合物都可作为脱硫剂，例如石灰；催化剂和固硫剂按(0.7～1):1比例配制成催化剂。
27.通过对原煤进行洗煤和浮选工序，可以获得改性粉煤；更进一步的，对粉煤进行改性的方法，还可以根据实际情况做如下处理：利用物理改性方法，如机械研磨、微波处理、超声波和高温处理等，可以破坏粉煤灰玻璃体网络结构，增大比表面积，还可以通过镀膜的方法改变粉煤灰颗粒的电磁性能；利用化学改性的方法，如火法改性、水热改性、酸改性、碱改性、矿物盐改性、氧化钙处理等，也可以破坏硅酸盐网络结构，促进玻璃体表面溶解，提高比表面积和离子交换能力等.
28.如图1所示，本发明还提供一种制备可高效气化的气化型煤的型煤制备方法，包括如下步骤：
29.颗粒的制备：催化剂和粘接剂混合制成颗粒，形成成粒状的催化剂；
30.改性粉煤混合物的制备：将粒状的催化剂加入改性粉煤中按比例混合搅拌，形成改性粉煤混合物；
31.型煤压制成型：将改性粉煤混合物通过型煤成型设备压制成型。
32.本发明中催化剂在制粒完成后直接与改性粉煤中混合搅拌。
33.本发明中固硫剂的含量随着改性粉煤含硫量的增大而增加，例如改性粉煤的含硫量为1％
‑
3％时，固硫剂的含量也至少能够对相应含硫量进行脱硫处理。
34.为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的可高效气化的气化型煤及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
35.实施例1：
36.对木屑喷洒粘接剂，使得木屑湿润，将湿润的木屑与石灰按1:1比例混合，并通过制粒设备完成催化剂的制粒工作，催化剂的粒径为3mm；
37.将刚刚制备出的20公斤催化剂，放入100公斤褐煤或低阶煤中，并通过搅拌设备混合搅拌，形成改性粉煤混合物；
38.将改性粉煤混合物通过型煤成型设备压制成型，在成型过程中由于催化剂含有水分，所以生物质混合可以随压制发生形变，变为扁平状结构。
39.实施例2：
40.对木屑喷洒粘接剂，使得木屑湿润，将湿润的木屑与石灰按0.8:1比例混合，并通过制粒设备完成催化剂的制粒工作，催化剂的粒径为4mm；
41.将刚刚制备出的15公斤催化剂，放入75公斤褐煤或低阶煤中，并通过搅拌设备混合搅拌，形成改性粉煤混合物；
42.将改性粉煤混合物通过型煤成型设备压制成型，在成型过程中由于催化剂含有水分，所以生物质混合可以随压制发生形变，变为扁平状结构。
43.从以上实施例可以看出，本发明采用在改性粉煤中混入低燃点木屑，且将木屑和石灰配置成粒的方式，使得型煤在燃烧过程中，由于外部燃烧导致内部升温，同时木屑的燃点较低，所以型煤在燃烧过程中其内部的木屑也会燃烧，也就是说型煤的外部和内部同时燃烧，不仅增强了燃烧速度，还保证了燃烧充分性，避免了产生结焦现象的同时也提升了型煤的气化效率。木屑在制粒完成后直接与改性粉煤中混合搅拌，即催化剂不需经过烘干，一方面，节省了烘干所需的能量，另一方面，使得型煤成型过程中催化剂随着压制过程的进行，能够产生相应的变形，如由球形变成扁平状结构，使得催化剂的燃烧面积能够覆盖更多型煤中的改性粉煤，进一步提高了型煤的充分燃烧效果以及气化效率。
44.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。