专利摘要

专利摘要

本发明公开了一种泥煤制备生物质型煤粘接剂联产生物质型煤和有机肥的方法，本发明将泥煤破碎处理，添加碱液蒸煮、保温静置，上清液为生物质型煤粘接剂；玉米秸秆、煤矸石和烟煤粉碎后混合，添加生物质型煤粘接剂、固硫和防水剂，与水混合均匀后，成型机挤压成型、烘干，得到生物质型煤；过滤生物质型煤粘接剂制备残渣，调节pH，添加牛粪发酵，配料造粒烘干得到有机肥料。本发明利用内蒙古丰富的泥煤资源开发廉价黏结剂，进而利用丰富的煤矸石、玉米秸秆资源开发低成本、高固硫率和防潮抗水型适用于工业炉窑燃用的生物质型煤，泥煤制备生物质型煤黏结剂的残渣制备有机肥。实现节能减排，降低生物质型煤生产成本，提高泥煤附加值和煤矸石利用率。

权利要求

1.一种泥煤制备生物质型煤粘接剂联产生物质型煤和有机肥的方法,其特征在于，包括以下步骤：

1) 对泥煤进行破碎处理，添加碱液蒸煮、保温静置，上清液即为生物质型煤粘接剂；

2) 玉米秸秆、煤矸石和烟煤粉碎后混合，添加步骤1）制得的生物质型煤粘接剂、固硫防水剂，与水混合均匀后，成型机挤压成型、烘干，制备生物质型煤；

3) 过滤生物质型煤粘接剂制备残渣，调节pH，添加牛粪发酵，配料造粒烘干得到有机肥料。

2.根据权利要求1所述的一种泥煤制备生物质型煤粘接剂联产生物质型煤和有机肥的方法，其特征在于，泥煤破碎至1～10mm，添加碱液80～120℃蒸煮1～5h，80～100℃保温静置1～6h，上清液即为生物质型煤粘接剂。

3.根据权利要求1或2所述的一种泥煤制备生物质型煤粘接剂联产生物质型煤和有机肥的方法，其特征在于，碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的一种泥煤制备生物质型煤粘接剂联产生物质型煤和有机肥的方法，其特征在于，将质量分数20～40%玉米秸秆、质量分数10～20%煤矸石和质量分数40～60%烟煤粉碎至1～10mm后混合，添加质量分数5～15%生物质型煤粘接剂、质量分数1～5%固硫防水剂，加水20～40ml混合均匀后，成型机15～30 MPa挤压成型,90～120℃烘干1～4h得到生物质型煤。 

5.根据权利要求4所述的一种泥煤制备生物质型煤粘接剂联产生物质型煤和有机肥的方法，其特征在于，固硫防水剂为石灰石、氧化镁或氯化镁中的两种或三种。

6.根据权利要求1所述的一种泥煤制备生物质型煤粘接剂联产生物质型煤和有机肥的方法，其特征在于，步骤3)中过滤得到生物质型煤粘接剂的制备残渣，加入熟石灰调节pH为6～8后，添加相当于残渣质量分数20～70%，含水量50～70%的牛粪好氧堆肥发酵25～35d后，添加配料复配造粒50～60℃烘干得到有机肥料。

7.根据权利要求5所述的一种泥煤制备生物质型煤粘接剂联产生物质型煤和有机肥的方法，其特征在于，配料为玉米秸秆粉或小麦秸秆粉。 

说明书

技术领域

本发明涉及一种泥煤制备生物质型煤粘接剂联产生物质型煤和有机肥的方法，属于煤炭清洁有效利用应用领域。 

背景技术

我国能源产业的格局是“缺油、少气、富煤”，这种资源禀赋特点和我国目前以工业为主的经济模式决定了煤炭在工业体系中的重要地位。由于中国经济的快速发展，能源消费激增，2010年的能源消费量占全球能源消费总量的20.3 %，超过美国成为世界最大能源消费国，其中煤炭消费量占全球消费总量的48.3 %。尽管新型能源增长很快，但煤炭依然是中国的主要能源，这在短期内很难改变，造成中国的SO₂和CO₂排放量分居全球第一和第二位，寻找环境友好型的清洁能源逐步替代石油和煤炭，以满足人类对能源的大量需求，是一个不可逆转的方向。 

生物质型煤是煤炭洁净有效利用的途径之一，利用煤和生物质资源的新途径，充分利用煤和生物质自身的优势，具有节煤和生物质代煤的双重作用，可减少温室气体和SO₂的排放量，有利于防止气候变暖和酸雨污染，对保护环境和节约能源均具有重大意义。 

煤根据煤化程度的不同，可分为泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤。我国泥煤资源比较丰富，总储量为124.8亿t（按含水量40%计算）。主要分布在黑龙江、四川、吉林、云南、内蒙古等地。泥煤含有丰富的腐植酸（腐植酸含量15%～40%），腐植酸是一种无定形的有机高分子化合物，其碱溶液是一种亲水性的可逆胶体，由于有很大表面积又具有胶体的粘结性和很强的吸咐力，可以用来作为制作生物质型煤的粘结剂。 

此外，伴随煤炭的开采，产生和积压了大量的煤矸石。2010年，国内煤炭总产量32亿t，排放煤矸石4.5亿t。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。其主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外还含有数量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO。目前主要利用途径是煤矸石发电、煅烧高岭土和生产腐殖酸肥料等，利用率仅为12%。大量的煤矸石露天排放不仅压占土地，而且煤矸石中含有一定的可燃物，在适宜的条件下发生自燃，排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体污染大气环境，影响矿区居民的身体健康。随着国家环保执法力度的不断加大，人们对环境质量要求的提高，解决煤矸石污染环境问题显得越来越突出。 

专利（200610106951.2）公开了一种生物质型煤粘结剂和以该粘结剂制成的生物质型煤，秸秆加入熟石灰高温蒸煮，得到生物质型煤粘接剂，制备生物质型煤。专利（201110287969.8） 公开了型煤粘结剂和生物质型煤及制备方法，木薯渣加入氢氧化钠高温蒸煮，得到生物质型煤粘接剂制备生物质型煤。以上专利，利用农业废弃物秸秆、木薯渣作为型煤粘接剂，利用烟煤、无烟煤制备生物质型煤，忽视了煤炭本身的综合利用，泥煤、煤矸石的转化利用和泥煤的分级利用。 

型煤粘结剂直接影响生物质型煤的质量和成本，也是生物质型煤推广利用和产业化的关键，我们因地制宜，利用内蒙古地区资源丰富、没有得到有效利用的泥煤研究开发廉价的黏结剂，进而利用丰富的煤矸石资源开发低成本、高固硫率和防潮抗水型适用于工业炉窑燃用的生物质型煤，泥煤制备生物质型煤黏结剂的残渣制备有机肥。实现节能减排走绿色环保之路的同时，降低生物质型煤生产成本，提高泥煤的附加值和煤矸石的利用率，延长产业链，真正实现可持续发展。 

发明内容

本发明的目的是提供一种泥煤制备生物质型煤粘接剂联产生物质型煤和有机肥的方法，该方法采用泥煤研究开发廉价的黏结剂，进而利用丰富的煤矸石资源制备低成本、高固硫率和防潮抗水型的生物质型煤，泥煤制备生物质型煤黏结剂的残渣堆肥发酵制备有机肥。 

本发明的技术方案如下： 

本发明提供的泥煤制备生物质型煤粘接剂联产生物质型煤和有机肥的方法，其包括以下步骤：1) 对泥煤进行破碎处理，添加碱液蒸煮、保温静置，上清液即为生物质型煤粘接剂；2) 玉米秸秆、煤矸石和烟煤粉碎后混合，添加生物质型煤粘接剂、固硫防水剂，与水混合均匀后，成型机挤压成型、烘干，制备生物质型煤；3) 过滤生物质型煤粘接剂制备残渣，调节pH，添加牛粪发酵，配料造粒烘干得到有机肥料； 

在本发明的步骤1）中，泥煤破碎至1～10mm，添加碱液80～120℃蒸煮1～5h、80～100℃保温静置1～6h，上清液即为生物质型煤粘接剂。 

所述碱液可为氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液中的一种或两种。 

在本发明的步骤2）中，质量分数20～40%玉米秸秆、质量分数10～20%煤矸石和质量分数40～60%烟煤粉碎至1～10mm后混合，添加质量分数5～15%生物质型煤粘接剂、质量分数1～5%固硫防水剂，加水20～40ml混合均匀后，成型机15～30 MPa挤压成型，90～120℃烘干1～4h得到生物质型煤。 

所述固硫防水剂为石灰石、氧化镁、氯化镁中的两种或三种。 

在本发明的步骤3）中，先将步骤1）中制备生物质型煤粘接剂的泥煤残渣，调节PH后添加牛粪发酵制备有机肥，具体步骤为：过滤得到生物质型煤粘接剂制备的残渣，加入熟石灰调节pH为6～8后，添加相当于残渣质量分数20～70%，含水量50～70%的牛粪好氧堆肥 发酵25～35d后，添加配料复配造粒50～60℃烘干得到有机肥料。 

所述配料为玉米秸秆粉、小麦秸秆粉。 

本发明的有益效果为： 

（1）泥煤分级利用，泥煤的碱溶液有很大表面积又具有胶体的粘结性和很强的吸咐力，可以用来制备生物质型煤粘接剂，泥煤的碱溶液过滤残渣，制备有机肥料，解决了目前泥煤组分利用单一，泥煤和生物质型煤附加值不高的关键难题，实现降低生物质型煤成本，促进生物质型煤清洁利用的产业化，同时实现泥煤的高值化利用； 

（2）煤矸石中含有的Al₂O₃能够增强型煤的固硫作用，Al₂O₃通过与CaSO₄和CaO作用，形成了热稳定性高的复盐CaSO₄-3CaO-3Al₂O₃并包裹在CaSO₄晶体的表面，从而抑制了CaSO4的分解，生物质型煤中添加煤矸石，解决了工业固体废弃物煤矸石的利用问题，提高煤炭资源的整体利用率。 

（3）泥煤中有机质含量高达30%-65%，添加辅料奶牛粪和配料玉米秸秆粉或小麦秸秆粉等可以制备商品有机肥，实现了泥煤的物尽其用，促进了泥煤和农业废弃物资源的高值化利用。 

附图说明

图1是本发明制备的生物质型煤图片。 

具体实施方式

实施例1 

泥煤破碎至2mm，添加泥煤质量4倍体积的质量分数3%的氢氧化钠溶液85℃蒸煮1h,90℃保温静置3h，上清液即为生物质型煤粘接剂。取质量分数25%玉米秸秆、质量分数10%煤矸石和质量分数50%烟煤粉碎至3mm后混合，添加质量分数10%生物质型煤粘接剂、质量分数5%石灰石、氧化镁混合物（混合物中石灰石质量分数60%，其余为氧化镁），与20ml水混合均匀后，成型机20 MPa挤压成型, 120℃烘干2h得到生物质型煤，生物质型煤发热量4750 kcal/kg，抗压强度830N/个，跌落强度88.0%，浸水复干强度237N/个，固硫率78%；将过滤得到的生物质型煤粘接剂制备残渣，加入熟石灰调节pH为7后，添加相当于残渣质量分数65%、含水量60%的奶牛粪好氧堆肥发酵28d后，添加质量分数10%玉米秸秆粉复配造粒55℃烘干得到有机肥料，有机肥料含有机质(干基) 47%，总养分(干基)5%，水分14%，pH6.0。 

实施例2 

泥煤破碎至3mm，添加泥煤质量2倍体积的质量分数2%的氢氧化钠溶液90℃蒸煮1h,90℃保温静置2.5h，上清液即为生物质型煤粘接剂。质量分数20%玉米秸秆、质量分数10%煤矸石和质量分数55%烟煤粉碎至3mm后混合，添加质量分数10%生物质型煤粘接剂、质 量分数5%石灰石、氯化镁混合物（混合物中石灰石质量分数65%，其余为氯化镁），与25ml水混合均匀后，成型机25 MPa挤压成型, 110℃烘干2h得到生物质型煤，生物质型煤发热量4420 kcal/kg，抗压强度760N/个，跌落强度98.0%，浸水复干强度180N/个，固硫率61%；将过滤得到生物质型煤粘接剂制备的残渣，加入熟石灰调节PH为7后，添加相当于残渣质量分数70%、含水量60%的奶牛粪好氧堆肥发酵30d后，添加质量分数15%小麦秸秆粉复配造粒50℃烘干得到有机肥料，有机肥料含有机质(干基) 48%，总养分(干基)5%，水分18%，pH7.2。 

实施例3 

泥煤破碎至4mm，添加泥煤质量3倍体积的质量分数2%的氢氧化钙溶液100℃蒸煮3h,90℃保温静置3h，上清液即为生物质型煤粘接剂；质量分数20%玉米秸秆、质量分数10%煤矸石和质量分数60%烟煤粉碎至3mm后混合，添加质量分数5%生物质型煤粘接剂、质量分数5%石灰石、氯化镁、氧化镁混合物（混合物中石灰石质量分数45%，氧化镁质量分数25%，氯化镁质量分数25%），与30ml水混合均匀后，成型机25 MPa挤压成型, 120℃烘干2h得到生物质型煤，生物质型煤发热量4950 kcal/kg，抗压强度730N/个，跌落强度95.0%，浸水复干强度205 N/个，固硫率68%；将过滤得到生物质型煤粘接剂制备的残渣，加入熟石灰调节PH为7.5后，添加相当于残渣质量分数65%、含水量65%的奶牛粪好氧堆肥发酵32d后，添加质量分数12%小麦秸秆粉复配造粒55℃烘干得到有机肥料，有机肥料含有机质(干基) 45%，总养分(干基)6%，水分19%，pH8.2。 

实施例4 

泥煤破碎至1mm，添加泥煤质量2倍体积的质量分数3%的氢氧化钠溶液100℃蒸煮5h,90℃保温静置4h，上清液即为生物质型煤粘接剂；质量分数20%玉米秸秆、质量分数15%煤矸石和质量分数50%烟煤粉碎至3mm后混合，添加质量分数10%生物质型煤粘接剂、质量分数5%石灰石、氧化镁、氯化镁混合物（混合物中石灰石质量分数65%， 氧化镁质量分数25%，氯化镁质量分数10%），与25ml水混合均匀后，成型机20 MPa挤压成型, 120℃烘干2h得到生物质型煤，生物质型煤发热量4780 kcal/kg，抗压强度630N/个，跌落强度95.2%，浸水复干强度264N/个，固硫率71%；将过滤得到生物质型煤粘接剂制备的残渣，加入熟石灰调节PH为7.5后，添加相当于残渣质量分数70%、含水量60%的奶牛粪好氧堆肥发酵35d后，添加质量分数8%玉米秸秆粉复配造粒55℃烘干得到有机肥料，有机肥料含有机质(干基) 48%，总养分(干基)7%，水分24%，pH7.0。 

一种泥煤制备生物质型煤粘接剂联产生物质型煤和有机肥的方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。