專利名稱：加氣高效易燃炭及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種加氣高效易燃炭及其制備方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種由引火層和燃燒層組成的加氣高效易燃炭及其制備方法。
其中引火層由煤粉、木炭粉、二氧化錳、赤磷和粘結劑組成，燃燒層由煤粉和粘結劑組成，其中引火層和燃燒層中所使用的粘結劑均為用陰離子表面活性劑改性的硅酸鹽水溶液。
在現(xiàn)有技術中，存在著各種各樣的制備型煤的方法，其中，大多數(shù)的制備方法均需采用一種或多種粘結劑，常用的粘結劑包括黃泥、石灰、造紙廢液、瀝青、煤焦油、水泥和水玻璃等，例如，中國專利公開說明書CN1074701A和美國專利4169711均公開了以硅酸鹽水溶液作為粘結劑制備型煤的方法，但它們對所采用的原煤要求較高，一般采用精煤，如無煙煤和煙煤，此外，在型煤中添加表面活性劑在現(xiàn)有技術中也有過報導，例如參見EP195638和US4217109，在這兩篇文獻中，表面活性劑分別用作乳化劑和分散劑。
國內外現(xiàn)有的易燃炭大多采用煤粉、硫磺、松香、石蠟、木炭粉、炭化鋸末及無機或有機粘結劑和硝酸鹽氧化劑組成，這些物質在燃燒過程中發(fā)煙量大，有害物質多，對人體及環(huán)境產(chǎn)生不利的影響，并且硝酸鹽氧化劑在燃燒時有爆炸危險，安全性較差。此外，這些原料價格昂貴，因此，均難以推廣使用。
本發(fā)明的目的在于提供一種造價低，安全、易點燃的加氣高效易燃炭及其制備方法。
本發(fā)明的加氣高效易燃炭由燃燒層和引火層組成，其中燃燒層的配比為(按燃燒層總重量計)原煤 80-90%粘結劑 10-20%引火層的配比為(按引火層總重量計)精煤粉 20-50%木炭粉 20-50%赤磷 5-30%二氧化錳 5-10%及占上述組分總重量10-20%的粘結劑;
上述粘結劑均為用陰離子表面活性劑改性的硅酸鹽水溶液。
在本發(fā)明的加氣高效易燃炭，引火層占總易燃炭重量的15-40%。
用于本發(fā)明的原料是4000-6000大卡的含硫量較低灰分低的無煙煤粉，優(yōu)選的是，含硫量為≤0.5%。
用于本發(fā)明高效易燃炭的固體燃料粉末是40目以下的細顆粒。眾所周知，在型煤制備過程中，將燃料粉碎過細，摻加現(xiàn)有的粘結劑，經(jīng)成型后，會造成型煤緊實而不易燃燒，因此，在現(xiàn)有技術中，通常將燃料粉碎至2mm的顆粒占80%，由于顆粒較大導致燃燒不充分。而本發(fā)明的加氣高效量燃炭由于采用陰離子表面活性劑改性的硅酸鈉水溶液作粘結劑，在制備過程中，經(jīng)高速粉碎、撞擊所述粘結劑產(chǎn)生大量微小的氣泡，該氣泡附在燃料顆粒上，在加壓成型時，氣泡被擠在煤粉之間，即得到本發(fā)明所述的加氣高效易燃炭。同時，在燃燒過程中，由于在易燃炭中存在充足的空氣，燃燒就會更加充分。
用于本發(fā)明易燃炭的粘結劑的配方如下按粘結劑總重量計硅酸鹽 10-30%硫酸 0-5%磷酸鹽 0.5-5%氯化鈉 0.5-3%陰離子表面活性劑 0.1-5%水 余量人們知道，硅酸鹽可用作型煤粘結劑，但硅酸鹽的無機氧化物不是助燃氧化物，而是起阻燃作用，在型煤中加入過量硅酸鹽會影響型煤燃燒，而加入量太小又難以起到所需的粘合作用。因此，本發(fā)明人經(jīng)過研究和實踐探索后發(fā)現(xiàn)，在硅酸鹽水溶液中加入一定量的陰離子表面活性劑，可增加硅酸鹽的活化性，增加了膠團，從而提高了粘性。
盡管不想受任何理論的約束，但本發(fā)明人認為，在硅酸鹽水溶液中加入一定量的陰離子表面活性劑后，其在溶液中締合成“膠團”，從而具有較高的表面活性及潤濕、發(fā)泡、增溶等作用而其中潤濕和發(fā)泡作用是尤其重要的。膠團的存在使介質具有催化性，提高了活性。由于在水溶液中存在一定量的陰離子表面活性劑，使介質的表面張力降低，在型煤制備過程中經(jīng)高速粉碎、撞擊，產(chǎn)生大量微小氣泡，這種微小氣泡一般是真泡沫，即泡沫的膜是閉合的，不存在聯(lián)結充氣的通道。微小泡沫存在于煤粉顆粒中，起到隔離煤粉，防止壓實的作用，在易燃炭燃燒過程中，氣泡中的空氣供碳給表面燃燒，使固體碳加速化學反應，從而提高了燃燒溫度，使燃燒充分，降低了余渣量。
在本發(fā)明的粘結劑中，所用的硅酸鹽選自硅酸鈉，硅酸鉀和硅酸鈉鉀，其中優(yōu)選波美度3.1-3.5的硅酸鈉，所用的硫酸為稀硫酸，優(yōu)選濃度為10-20%的稀硫酸;所用的磷酸鹽包括磷酸鈉、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉等，所用的陰離子表面活性劑選用烷基苯磺酸鹽、烷基或烯基磺酸鹽，仲烷基硫酸鹽和磷酸酯(鹽)，尤其是烷基苯磺酸鹽。
用于點燃層的煤粉通常為發(fā)熱量在4000-6000大卡的含硫量較低的無煙煤，煤的粒度優(yōu)選為40-60目，用于點燃層的木炭粉的粒度優(yōu)選為40-60目。用于點燃層的二氧化錳和赤磷的粒度優(yōu)選為100-200目，用于點燃層的粘結劑與用于燃燒層的粘結劑相同。
本發(fā)明還公開了加氣高效易燃炭的制備方法，其包括a)按上述配方配制粘結劑;
b)按比例混合粘結劑和原煤，用粉碎機粉碎至小于40目。得到燃燒層混合料。
c)將精煤和木炭加粘結劑用粉碎機粉碎40-60目;
d)將二氧化錳和赤磷放入球磨機中磨成100-200目，并涼干;
e)按比例將上述c)和d)得到的粉末放入攪拌機中攪拌得到引火層混合料。
f)把上述b)和e)得到的混合料先后裝入成型機模具中，一次模壓成型;和
g)將成型后的易燃炭在80-90℃下干燥即制得本發(fā)明的加氣高效易燃炭。
在本發(fā)明優(yōu)選的加氣高效易燃炭中，燃燒層包括原煤83-88%粘結劑12-17%引火層包括精煤粉30-40%木炭粉30-40%赤磷10-25%二氧化錳5-10%和占上述組分總重量12-17%的粘結劑，其中粘結劑包括硅酸鈉 12-20%稀硫酸(濃度10-20%) 0.8-5%磷酸鹽 0.8-3%氯化鈉 0.6-1.6%陰離子表面活性劑 1.0-2.0%水 余量點火層占易燃炭總重量的18-30%本發(fā)明的加氣高效易燃炭與民用引火炭相比較，重量輕、細顆粒均勻。用一根火柴即可點燃，一般15-30秒引燃，上火快，燃燒時間為2.0-3.0小時，旺火時間為1-1.5小時。本發(fā)明的加氣高效易燃炭燃燒充分，余渣少，燃燒效率高。本發(fā)明的易燃炭可上點燃或下點燃使用，無煙無毒，安全可靠，并且成本較低，可廣泛用于民用，餐飲業(yè)和工業(yè)中，通過調整配比可制成民用引火炭、火鍋炭、燒烤炭等各種產(chǎn)品。
如下實例僅用于進一步說明本發(fā)明，并不意味著對本發(fā)明的限制，所有百分數(shù)均為重量百分比。
實例1用如下物料，按如下比例配制易燃炭粘結劑硅酸鈉(波美度3.1-3.5) 14%稀硫酸(濃度10-20%) 2%六偏磷酸鈉 1.2%氯化鈉 1.2%烷基苯磺酸鈉 1.6%水 80%實例2按如下比例配制民用引火炭，其中燃燒層無煙煤87%實例1的粘結劑 13%引火層無煙煤 40%木炭 30%MnO210%赤磷 20%和上述組分總重量15%的實例1的粘結劑;引火層占引火炭總重量的25%。
實例3
按下列比例制備火鍋炭，燒烤炭;
引火層無煙煤S≤0.5% 30%木炭粉 40%MnO2 10%赤磷 20%和占上述組分總重量的15%的實例1得到的粘結劑燃燒層無煙煤 S≤0.5% 88%實例1獲得的粘結劑 12%引火層占總火鍋炭重量的25%。
權利要求
1.一種加氣高效易燃炭，其由燃燒層和引火層組成，其中燃燒層含有(按燃燒層重量計)原煤 80-90%粘結劑10-20%；引火層含有(按引火層重量計)精煤粉20-50%木炭粉20-50%赤磷 5-30%二氧化錳 5-10%和占上述組分總重量10-20%的粘結劑；引火層占易燃炭總重量約15-40%；其中所用粘結劑含有(按粘結劑總重量計)硅酸鹽10-30%硫酸 0-5%磷酸鹽0.5-5%氯化鈉0.5-3%陰離子表面活性劑 0.1-5%水余量。
2.權利要求1的加氣高效易燃炭，其中燃燒層中原煤是粒度小于40目的原煤粉末。
3.權利要求1的加氣高效易燃炭，其中引火層中精煤粉和木炭粉是粒度40-60目的粉末。
4.權利要求1的加氣高效易燃炭，其中引火層中二氧化錳和赤磷是粒度100-200目的粉末。
5.權利要求1的加氣高效易燃炭，其中所述粘結劑中所述硅酸鹽為硅酸鈉，其波美度為3.1-3.5。
6.權利要求1的加氣高效易燃炭，其中所述粘結劑中所述硫酸是10-20%的稀硫酸。
7.權利要求1的加氣高效易燃炭，其中所述粘結劑中所述硅酸鹽為六偏磷酸鈉。焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉;
8.權利要求1的加氣高效易燃炭，其中所述粘結劑中所述陰離子表面活性劑選自烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、烯基磺酸鹽、仲烷基硫酸鹽和磷酸酯(鹽)陰離子表面活性劑。
9.權利要求1的加氣高效易燃炭，其中所述陰離子表面活性劑為烷基苯磺酸鈉。
10.權利要求1的加氣高效易燃炭，其中燃燒層和引火層組成，其中燃燒層含有原煤 83-88%粘結劑 12-17%點火層含有精煤粉30-40%木炭粉 30-40%赤磷 10-25%二氧化錳 5-10%和占上述組分總重量12-17%的粘結劑;其中所述粘結劑含有硅酸鈉 12-20%稀硫酸濃度10-20% 0.8-5%磷酸鹽 0.8-3%氯化鈉 0.6-1.6%陰離子表面活性劑 1.0-2.0%水 余量其中，所述引火層占易燃炭總重量的20-30%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種易點火燃燒的加氣高效易燃炭，本發(fā)明的易燃炭由引火層和燃燒層組成，其中引火層由煤粉、木炭粉、二氧化錳、赤磷和粘結劑組成，燃燒層由煤粉和粘結劑組成，其中所用的粘結劑為用陰離子表面活性劑改性的硅酸鈉水溶液。本發(fā)明的易燃炭具有易點燃、上火快、燃燒時間及旺火時間長，燃燒充分，無煙無毒等優(yōu)點，可制成點火炭，火鍋炭，燒烤炭等各種適用于家庭、餐飲業(yè)和野炊的產(chǎn)品。本發(fā)明還公開了易燃炭的制備方法。
文檔編號C10L11/00GK1085242SQ93119790
公開日1994年4月13日 申請日期1993年11月13日 優(yōu)先權日1993年11月13日
發(fā)明者孫天民 申請人:孫天民