褐煤煉焦方法
2023-08-01 02:56:06
專利名稱：褐煤煉焦方法
技術領域：
本發明涉及一種煉焦方法，特別是一種配加褐煤的煤焦方法。
背景技術：
中國煤炭資源的種類豐富，但優質焦煤較為稀缺。在現有已探明儲量中，煙煤佔73. 73%、無煙煤佔7. 92%、褐煤佔6. 81%、未分種類的煤佔11. 9%。煙煤中，儲量佔據前兩位的分別是不粘煤和長焰煤，分別佔25. 53%和21. 59% ;焦煤、肥煤、氣煤、瘦煤等煉焦用煤的儲量較低，這四種煤的總儲量只佔20. 43%，優質的煉焦煤如焦煤和肥煤只佔總儲量的7. 97%。非焦煤中價格最低廉的煤種就屬褐煤，但是褐煤是最年輕的煤種，沒有粘結性，粘結指數和焦質層(Y)厚度均為零，揮發份和含水量非常大(40%以上)，煉製焦炭的難度比其它非焦煤大得多。早在二十世紀五六十年代前蘇聯和德國就用褐煤煉製過型焦，這種型焦基本屬於低溫焦(半焦)，其揮發份在10 —17%，焦炭強度低，難於裝入高爐使用。雲南瀾滄冶煉廠又進行了褐煤煉焦實驗。他們的試驗採用兩段法，即以褐煤為原料，於700 800°C溫度下乾餾得到半焦，再用焦油浙青為粘結劑於95 100°C溫度下加壓成型，型球再次焦化從而獲得可用於煉鉛鼓風爐使用的焦炭，這種型焦也不是煉鐵用的冶金焦。
發明內容
本發明的目的是提供一種褐煤煉焦方法，該方法通過配加褐煤煉製冶金焦，可擴大煉焦用煤範圍，降低煉焦成本。為實現上述目的，本發明採用的技術方案是
一種褐煤煉焦方法，包括
步驟I :褐煤在700-800°C下乾餾18-24小時製成褐煤半焦；
步驟2 :配煤，以重量百分比計，配煤比例是褐煤半焦20-40%、肥煤25-30%、焦煤25-30%、貧瘦煤10-20%，再加入配煤總量8-10%的粘合劑；
步驟3 :將配好的煤搗固成型，入爐煉焦，從800°C入爐開始煉焦，800°C保溫I小時，隨後在15小時內持續升溫至1050°C，在1050°C保溫I小時後出爐，熄焦，得到產品。煤焦油和浙青可以作為非焦煤煉焦的粘合劑，補充褐煤沒有焦質層的缺陷，這種粘合劑屬於一類不加工的原始原料，直接使用，但有諸多不便，造成環境汙染，成本也比較高。本發明使用的一種優選的粘合劑，由以下重量比的原料製成，甲醛20— 50%，苯酚5—40%，尿素5 — 30%，煤焦油20— 60%，澱粉10 — 40% ;先將甲醛、苯酚、尿素、煤焦油按比例混合後，調PH範圍為7 —10，加熱到溫度80°C —95°C後，熬製3小時一5小時得產物A ;將澱粉加水製成澱粉糊，澱粉與水的質量比為1:5 —10 ;在產物A內加入配好的澱粉糊，在900C —95°C熬製2-4小時即得。該粘合劑是水溶性粘合劑，以水做溶劑，在煤中易分散，不造成環境汙染，並且價格比煤焦油和浙青低。所述的粘合劑對煉焦煤有一定的改質效果，高揮發分的年輕煤中添加這種粘合劑進行共炭化時，這種高分子材料不僅作為粘合劑將煤粘結在一起，而且能夠使其產物的各向異性得到發展。這種粘結劑不單純起著增加流動度、改善物理粘結作用，更重要的是這些粘結劑能夠與煤共炭化，在中間階段形成一種呈光學鑲嵌結構、界面結合好的「中間焦炭」。這種「中間焦炭」既非由煤形成的光學結構，也非由粘結劑形成的光學結構，而屬於和二者結合較好的過度結構，從而改善焦炭的強度和反應性。做為一種優選的技術方案，步驟2中，配煤比例是褐煤半焦30%、肥煤30%、焦煤30%、貧瘦煤10%，加入配煤總量8%的粘合劑。製得的焦炭達到國家三級冶金焦的指標要求。做為另一種優選的技術方案，步驟2中，配煤比例是褐煤半焦40%、肥煤25%、焦煤25%、貧瘦煤10%，加入配煤總量10%的粘合劑。製得的焦炭達到國家三級冶金焦的指標要求。本發明方法中公開的配煤比例是為了滿足煉製冶金焦的配煤質量指標。配煤質量指標是指配煤的灰分、硫分、揮發分、膠質層厚度、水分等。配合煤的質量取決於單種煤的質 量及其配合比。對於煉製冶金焦的配合煤，基本的質量指標如下
(O灰分
煤中灰分在煉焦後全部殘留於焦炭中，灰分是焦炭中的有害雜質，焦炭的灰分愈高，煉鐵時焦炭及石灰石消耗量就增多、高爐生產能力降低。一般焦炭灰分每增加1%，高爐焦比將增加2 2. 5%，石灰石耗量增加4%，生鐵產量降低2 2. 5%。同時灰分中的大顆粒易在焦炭中形成裂紋中心，使焦炭的抗碎強度降低，也使焦炭的耐磨性變壞。因此配合煤的灰分控制在在10 12%內。(2)硫分
硫分也是有害雜質，焦炭中的硫在熔煉時轉入鐵中，降低鐵的質量。煤中硫分約60 70%轉入焦炭，所以焦炭中硫分約為配合煤的80 90%，要求配煤的硫分不應大於1%。(3)揮發分
褐煤是一種年輕的煤種，其揮發份在37%以上，這正是添加褐煤煉焦的困難之處。配合煤的揮發分高，則煉焦煤氣和化學產品的產率也高，但由於大多數高揮發分煤的結焦性較差，因此在多配用高揮發分煤時，焦炭的強度會下降，平均塊度變小。因此，配合煤的可燃基揮發分控制在21 26%之間。(4)膠質層和收縮度
配合煤必須具有適當的膠質層厚度才能在焦爐中煉出機械強度高的冶金焦。但膠質層過厚時，會產生很大的膨脹壓力，同時收縮度較小對爐牆的保護是不利的。配合煤膠質層厚度控制在14 20毫米範圍內，加入了粘合劑可以替代一部分的膠質層，可以降低配合煤的焦質層厚度。(5)水分
配合煤的水分多少和其穩定與否，對焦炭質量、產量以及焦爐壽命有很大影響，一般要求在10%以下，並應當穩定。煤料堆密度與水分有較大關係，幹煤堆密度最大，隨著水分增加堆密度減小，當水分為7% 8%時堆密度最小，約為幹煤堆密度的85%左右，水分繼續增力口，堆密度稍有增加。(6)粒度
所用的褐煤、肥煤、焦煤和貧瘦煤粉碎至3mm以下，可提高焦炭的強度。本發明通過添加褐煤煉製冶金焦，擴大了煉焦用煤範圍，降低了煉焦成本，煉製的焦炭可達到國家二級或三級冶金焦的指標要求。
具體實施例方式實施例1-5為粘合劑的製備方法 實施例I
甲醒20kg,苯酹5 kg,尿素5 kg,煤焦油60 kg混合後加入反應爸中，調pH範圍為7,加熱到溫度80°C，熬製3小時得產物A ;將IOkg澱粉加50kg水製成澱粉糊，在產物A內加入配好的澱粉糊，在90°C熬製2小時得到粘合劑。 實施例2
甲醛50kg，苯酚10 kg，尿素10kg，煤焦油20 kg混合後加入反應釜中，調pH範圍為10，加熱到溫度95°C，熬製5小時得產物A ;將IOkg澱粉加IOOkg水製成澱粉糊，在產物A內加入配好的澱粉糊，在95°C熬製4小時得到粘合劑。實施例3
甲醒30kg,苯酹5 kg,尿素5kg,煤焦油20 kg混合後加入反應爸中，調pH範圍為8,加熱到溫度85°C，熬製4小時得產物A ;將40kg澱粉加320kg水製成澱粉糊，在產物A內加入配好的澱粉糊，在92°C熬製3小時得到粘合劑。實施例4
甲醛20kg，苯酚10kg，尿素30kg，煤焦油30 kg混合後加入反應釜中，調pH範圍為9，加熱到溫度85°C，熬製3小時得產物A ;將IOkg澱粉加60kg水製成澱粉糊，在產物A內加入配好的澱粉糊，在95°C熬製2小時得到粘合劑。實施例5
甲醒20kg,苯酹40 kg,尿素5kg,煤焦油20 kg混合後加入反應爸中，調pH範圍為8,加熱到溫度90°C，熬製4小時得產物A ;將15kg澱粉加90kg水製成澱粉糊，在產物A內加入配好的澱粉糊，在90°C熬製4小時得到粘合劑。
實施例6-9為褐煤的煉焦方法，以下實施例中用煤的化驗指標如下表所示，但本發明保護的技術方案並不限於以下具有以下指標的用煤
品種I幹基揮發分I全水分I粘結指數I焦質層厚度I灰分I全硫
肥煤 37. 0%_I. 50% 95_25. Omm10. 00% I. 7%
焦煤一 22. 3%I. 50%~ 54 — 14. Omm11. 57% ' O. 5%
貧瘦羅^ 15. 8%I. 40%~ 15 — 6. Omm10. 00% ' O. 5%
褐煤|37·3%\27.7% |θ|θ| 2. 70% |θ. 85%
實施例6
(I)製備褐煤半焦
將褐煤稱重後放入鐵箱中，鋪平。將鐵箱連同褐煤推入焦爐，在800°C下乾餾20小時製成褐煤半焦。將褐煤半焦推入熄焦車，用水熄焦。(2)配煤
配料用量褐煤20kg、肥煤30kg、焦煤30kg、貧瘦煤20kg。將實施例I製得的粘合劑IOkg加入到所配煤中，攪拌，使粘合劑與煤充分混合均勻。(3)搗固成型將配好的煤均勻鋪入搗固機的箱子中，開啟搗固機進行搗固。(4)入爐煉焦
當焦爐溫度達到800°C後，將煤餅放入推焦車，推入焦爐。關閉爐門。800°C保溫I小時，隨後在15小時內持續升溫至1050°C，在1050°C保溫I小時後出爐，熄焦，得到產品。(5)出焦熄焦
煉焦完成後，打開爐門，將焦炭推入熄焦車，用冷水熄焦。當焦炭溫度降下後停止熄焦。將焦炭烘乾。實施例7 (I)製備褐煤半焦
將褐煤稱重後放入鐵箱中，鋪平。將鐵箱連同褐煤推入焦爐，在700°C下乾餾18小時製成褐煤半焦。將褐煤半焦推入熄焦車，用水熄焦。(2)配煤
配料用量褐煤40kg、肥煤25kg、焦煤25kg、貧瘦煤10kg。將實施例2製得的粘合劑8kg加入到所配煤中，攪拌，使粘合劑與煤充分混合均勻。(3)搗固成型
將配好的煤均勻鋪入搗固機的箱子中，開啟搗固機進行搗固。(4)入爐煉焦
當焦爐溫度達到800°C後，將煤餅放入推焦車，推入焦爐。關閉爐門。800°C保溫I小時，隨後在15小時內持續升溫至1050°C，在1050°C保溫I小時後出爐，熄焦，得到產品。(5)出焦熄焦
煉焦完成後，打開爐門，將焦炭推入熄焦車，用冷水熄焦。當焦炭溫度降下後停止熄焦。將焦炭烘乾。實施例8 (I)製備褐煤半焦
將褐煤稱重後放入鐵箱中，鋪平。將鐵箱連同褐煤推入焦爐，在800°C下乾餾24小時製成褐煤半焦。將褐煤半焦推入熄焦車，用水熄焦。(2)配煤
配料用量褐煤28kg、肥煤26kg、焦煤28kg、貧瘦煤18kg。將實施例3製得的粘合劑9kg加入到所配煤中，攪拌，使粘合劑與煤充分混合均勻。(3)搗固成型
將配好的煤均勻鋪入搗固機的箱子中，開啟搗固機進行搗固。(4)入爐煉焦
當焦爐溫度達到800°C後，將煤餅放入推焦車，推入焦爐。關閉爐門。800°C保溫I小時，隨後在15小時內持續升溫至1050°C，在1050°C保溫I小時後出爐，熄焦，得到產品。(5)出焦熄焦
煉焦完成後，打開爐門，將焦炭推入熄焦車，用冷水熄焦。當焦炭溫度降下後停止熄焦。將焦炭烘乾。實施例9
(I)製備褐煤半焦將褐煤稱重後放入鐵箱中，鋪平。將鐵箱連同褐煤推入焦爐，在800°C下乾餾20小時製成褐煤半焦。將褐煤半焦推入熄焦車，用水熄焦。(2)配煤
配料用量褐煤30kg、肥煤30kg、焦煤30kg、貧瘦煤10kg。將實施例4製得的粘合劑IOkg加入到所配煤中，攪拌，使粘合劑與煤充分混合均勻。(3)搗固成型
將配好的煤均勻鋪入搗固機的箱子中，開啟搗固機進行搗固。(4)入爐煉焦
當焦爐溫度達到800°C後，將煤餅放入推焦車，推入焦爐。關閉爐門。800°C保溫I小時，隨後在15小時內持續升溫至1050°C，在1050°C保溫I小時後出爐，熄焦，得到產品。 (5)出焦熄焦
煉焦完成後，打開爐門，將焦炭推入熄焦車，用冷水熄焦。當焦炭溫度降下後停止熄焦。將焦炭烘乾。
權利要求
1.一種褐煤煉焦方法，其特徵是包括 步驟I :褐煤在700-800°C下乾餾18-24小時製成褐煤半焦； 步驟2 :配煤，以重量百分比計，配煤比例是褐煤半焦20-40%、肥煤25-30%、焦煤25-30%、貧瘦煤10-20%，再加入配煤總量8-10%的粘合劑； 步驟3 :將配好的煤搗固成型，入爐煉焦，從800°C入爐開始煉焦，800°C保溫I小時，隨後在15小時內持續升溫至1050°C，在1050°C保溫I小時後出爐，熄焦，得到產品。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵是粘合劑由以下重量比的原料製成，甲醛20—50%，苯酚5—40%，尿素5 — 30%，煤焦油20—60%，澱粉10—40% ;先將甲醛、苯酚、尿素、煤焦油按比例混合後，調PH範圍為7 —10，加熱到溫度80°C —95°C後，熬製3小時一5小時得產物A ;將澱粉加水製成澱粉糊，澱粉與水的質量比為1:5 —10 ;在產物A內加入配好的澱粉糊，在90°C —95°C熬製2-4小時即得。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵是步驟2中，配煤比例是褐煤半焦30%、肥煤30%、焦煤30%、貧瘦煤10%，加入配煤總量8%的粘合劑。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵是步驟2中，配煤比例是褐煤半焦40%、肥煤25%、焦煤25%、貧瘦煤10%，加入配煤總量10%的粘合劑。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的方法，其特徵是步驟I中的褐煤半焦是褐煤在700-800°C下乾餾18-24小時製得。
6.根據權利要求1、2、3或4所述的方法，其特徵是所用的褐煤、肥煤、焦煤和貧瘦煤粉碎至3mm以下。
全文摘要
本發明公開了一種褐煤煉焦方法，先將褐煤在700-800℃下乾餾18-24小時製成褐煤半焦，再進行配煤，以重量百分比計，配煤比例是褐煤半焦20-40%、肥煤25-30%、焦煤25-30%、貧瘦煤10-20%，再加入配煤總量8-10%的粘合劑；將配好的煤搗固成型，入爐煉焦，從800℃入爐開始煉焦，800℃保溫1小時，隨後在15小時內持續升溫至1050℃，在1050℃保溫1小時後出爐，熄焦，得到產品。本方法通過配加褐煤煉製冶金焦，可擴大煉焦用煤範圍，降低煉焦成本。
文檔編號C10B57/08GK102965134SQ20121045634
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月14日 優先權日2012年11月14日
發明者李蘇龍, 平建明, 趙曉平, 武俊斌, 張星辰 申請人:山西煤炭進出口集團科技發展有限公司