專利名稱：煉焦用原料煤的體積密度提高劑、體積密度提高方法以及煉焦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于提高煉焦用原料煤的體積密度的技術(shù)。更詳細地說，涉及把調(diào)整至規(guī)定粘度的藥劑添加至煉焦用原料煤中來提高煉焦用原料煤的體積密度的技術(shù)。
背景技術(shù)：
焦炭(coke)是把煤裝入高溫爐(下面稱作煉焦爐，coke furnace)中并通過干餾得到的多孔質(zhì)炭物質(zhì)，用作煉鐵及鑄造的熱源或燃料等。
由于該焦炭的成本占煉鐵等的成本的主要部分，所以，目前正努力改善通過提高煉焦的生產(chǎn)率，來降低焦炭成本。
例如嘗試著對作為原料的煤(下面稱作原料煤)實施一些前處理，來提高該原料煤的體積密度，由此增加向煉焦爐的原料煤裝入量，來試圖提高生產(chǎn)率。
作為提高原料煤的上述體積密度的技術(shù)的代表，已知有在原料煤上形成油被膜，來減少原料煤粒子間摩擦的技術(shù)(加油方式)；在裝入煉焦爐前預(yù)先對原料煤進行分級，來調(diào)節(jié)粒度的技術(shù)(參見專利文獻1)；為了降低附著在原料煤粒子表面的水的表面張力，來賦予原料煤粒子間的潤滑性，在該原料煤中添加二烷基磺基琥珀酸等表面活性劑的技術(shù)等(例如，參見專利文獻2)。
專利文獻1特開2003-226879號公報專利文獻2特開平2-240194號公報發(fā)明內(nèi)容在向原料煤中添加以提高體積密度為目的的藥劑的技術(shù)中，若該藥劑與原料煤不能均勻混合，則不能充分發(fā)揮所希望的提高體積密度的效果。因此，往往采用用以均勻混合原料煤與藥劑的混合裝置(混合機)。然而，該混合裝置使煉焦涉及的設(shè)備成本提高，同時用于均勻混合所需的時間成為生產(chǎn)率下降的重要原因。
另外，在煉焦設(shè)備中，往往設(shè)置有以提高體積密度為目的的裝置，即，該裝置設(shè)想使用暴露在雨中而水分增加了的原料煤，通過蒸發(fā)該原料煤的水分來提高體積密度。然而，一旦從原料煤除去水分，則特別是在陳舊的煉焦爐中，發(fā)生原料煤的擠壓堵塞，結(jié)果反而發(fā)生使焦炭的生產(chǎn)率惡化的問題。
在這里，本發(fā)明的主要目的是提供一種即使不采用混合裝置，也可以實現(xiàn)原料煤與藥劑(體積密度提高劑)的均勻混合，進一步無需對增加了水分的原料煤進行水分去除處理，就能夠提高該原料煤的體積密度的技術(shù)。
本發(fā)明首先提供一種把粘度調(diào)整至10～45mPa·s的煉焦用原料煤的體積密度提高劑。該體積密度提高劑，重要的是粘度處于上述范圍內(nèi)，對其具體的藥劑材料未作特別限定，但可采用例如至少含有二烷基磺基琥珀酸或其鹽、聚環(huán)氧乙烷類加聚物或其鹽的具有表面活化作用的藥劑。還有，在本發(fā)明中，所謂“粘度”意指按JIS K-7117-1中規(guī)定的方法測定的值，測定溫度為25℃。
其次，本發(fā)明提供一種把粘度調(diào)整至10～45mPa·s的藥劑添加至煉焦用原料煤的煉焦用原料煤的體積密度提高方法。藥劑添加至煉焦用原料煤的方法，未作特別限定，但利用在原料煤中可均勻混合藥劑的噴霧等方法是優(yōu)選的。
另外，本發(fā)明提供一種煉焦方法，在進行了使裝入到煉焦爐的原料煤的體積密度提高的前處理工序后，把上述原料煤裝入到煉焦爐的煉焦方法中，通過上述前處理工序，把粘度調(diào)整至10～45mPa·s的體積密度提高劑添加至上述原料煤中。特別是提供一種不采用藥劑(體積密度提高劑)與原料煤的混合裝置的煉焦方法及可以縮短混合時間的煉焦方法。
在本發(fā)明中，通過采用把粘度調(diào)整至10～45mPa·s的體積密度提高劑，即使不特別采用混合裝置也可以達到原料煤與藥劑(體積密度提高劑)的均勻混合。另外，通過采用上述體積密度提高劑，即使是水分增加了的原料煤，也可不預(yù)先進行該水分的去除處理，就能夠提高該原料煤的體積密度。還有，在進行水分的去除處理時，即使存在殘留水分，也可以進一步提高原料煤的體積密度。


圖1是本發(fā)明涉及的典型的煉焦的主要工序流程圖。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案加以說明。還有以下說明的實施方案是本發(fā)明涉及的優(yōu)選例子，而不是通過這些實施方案把本發(fā)明限制在一個窄的范圍。
圖1是本發(fā)明涉及的典型的煉焦的主要工序流程圖。
煉焦中使用的原料煤，在運輸上岸后，貯藏在野外的規(guī)定場所(參見圖1中的“貯煤”)。把該原料煤從該貯煤場運送至煉焦現(xiàn)場，供給至前處理工序。在該前處理工序，進行粉碎使原料煤的大小均勻后，通過傳送帶等傳送裝置導(dǎo)入到煉焦爐中，進行干鎦。干鎦處理過的原料煤實施完滅火處理后，作為焦炭制品出廠。出廠后，送至煉鐵廠或鑄造廠等代表性工廠使用。還有，把干鎦過程中產(chǎn)生的干鎦氣(未圖示)，送至規(guī)定的脫硫裝置進行處理，然后進行脫氨處理等。
本發(fā)明在上述前處理工序中，對進行粉碎處理前的原料煤添加已調(diào)整至規(guī)定粘度的藥劑。在該前處理工序中添加藥劑的目的是提高原料煤的體積密度，增加向后續(xù)煉焦爐的原料煤的裝入量，由此提高焦炭的生產(chǎn)率。
藥劑的最佳粘度為10～45mPa·s。當粘度不足10mPa·s時，不能充分提高體積密度，當粘度超過45mPa·s時，原料煤的流動性下降，在煉焦爐中容易發(fā)生擠壓堵塞，有可能成為生產(chǎn)率降低的重要原因。
使用的藥劑為表面活性劑時，該藥劑使附著在原料煤粒子表面的水的表面張力降低來賦予原料煤粒子間潤滑性，借此發(fā)揮提高原料煤體積密度的作用。
更詳細地說，由于附著在原料煤粒子表面的水分阻礙該粒子彼此接近，故原料煤的水分越高，有裝入到煉焦爐中的原料煤的體積密度越下降的傾向，但是，具有表面活性功能的藥劑緩和原料煤粒子表面水分的斥力，發(fā)揮使原料煤粒子彼此容易接近的作用。
另外，本發(fā)明涉及的藥劑(體積密度提高劑)，由于粘度調(diào)整至10～45mPa·s，故對原料煤的混合分散性優(yōu)良。因此，上述作用促使全部原料煤均勻。在本發(fā)明中，藥劑與原料煤的混合裝置(混合機)不必特別設(shè)置，而即使采用混合裝置，混合時間也可大幅縮短。
本發(fā)明中可以采用的部分藥劑，首先可以舉出陰離子表面活性劑。特別是為了提高粒徑1mm以上的較大粒徑的原料煤粒子的體積密度，作為陰離子表面活性劑的二烷基磺基琥珀酸及其鹽是有效的。二烷基磺基琥珀酸鹽可以舉出例如鈉鹽、銨鹽、鉀鹽、三乙胺鹽等，但是鈉鹽、三乙胺鹽特別有效。二烷基磺基琥珀酸的烷基碳原子數(shù)為8～16是優(yōu)選的。
另外，作為提高原料煤體積密度的藥劑，也可以采用非離子表面活性劑。特別是為了提高粒徑不足1mm的較細粒徑的原料煤粒子的體積密度，非離子表面活性劑是優(yōu)選的，其中，聚環(huán)氧乙烷(POE)加聚物是特別優(yōu)選的。例如，可以采用加成摩爾數(shù)2～5的鈉鹽、銨鹽、鉀鹽等鹽。當采用聚環(huán)氧乙烷烷基醚(結(jié)構(gòu)通式R-O-(CH2CH2O)n-H)時，作為構(gòu)成烷基部分的原料，例如，可以舉出采用了多巴醇、雙元油等合成醇，鯨蠟醇，碳原子數(shù)12～18的脂肪醇的原料。還有，二烷基磺基琥珀酸及其鹽與聚環(huán)氧乙烷(POE)加聚物及其鹽，可根據(jù)目的以合當?shù)谋壤M行配合后自由使用。不管是任何一種，在本發(fā)明中，其藥劑粘度處于10～45mPa·s范圍是重要的。
藥劑的添加量，根據(jù)原料煤的性質(zhì)、狀態(tài)適當選擇即可，例如優(yōu)選相對原料煤重量(干重)添加至0.01～0.1重量％。當不足0.01重量％時，添加量過少，與原料煤的均勻接觸變得困難，有可能產(chǎn)生部分達不到體積密度提高的狀況。另一方面，當超過0.1重量％時，體積密度提高效果的增大傾向達到極點，而過量添加導(dǎo)致成本升高的問題。
藥劑的添加方法未作特別限定，但把藥劑均勻分散混合在原料煤中的方法是優(yōu)選的，例如，采用向傳送帶上堆積傳送的原料煤噴霧藥劑的方法是合適的。
本發(fā)明涉及的粘度10～45mPa·s的藥劑(體積密度提高劑)，即使不特別采用混合裝置(攪拌裝置)，采用上述噴霧方法，也可以廣泛分散在原料煤表面，使全部原料煤均勻混合。另外，如采用該藥劑，則可以大幅縮短或削減在采用迅速均勻混合在原料煤中的現(xiàn)有混合裝置的工序中用于攪拌調(diào)整的時間，即使從此觀點看，也有助于提高生產(chǎn)率。
實施例下面通過實施例更詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實施例的限制。
實施例1試驗方法把預(yù)先進行粉碎、調(diào)整使3mm以下的粒徑分布達到70％的試驗炭10kg(澳大利亞炭·漂白，水分9.1％)在平坦的地面上以寬60cm、厚約10cm整齊地靜置。還有，該靜置方法打算用皮帶運輸機運送原料煤。
其次，向靜置的試驗炭上，通過能夠以扇形擴散的方式進行噴霧的小流量類型的噴嘴，進行定量噴霧，使粘度不同的各種藥劑液(體積密度提高劑，參見表1)分布成扇形，接著，用砂漿研磨機攪拌規(guī)定時間。
接著，從高50cm處向容量10L的容器中落下試驗炭，測定落入該容器的試驗炭的重量，由此計算體積密度。結(jié)果示于下表1。還有，表1中的“體積密度提高率”，按照下列數(shù)學計算式計算。
數(shù)1


表1


從表1所示的結(jié)果可知，在使用二辛基磺基琥珀酸鈉或POE油醚及其硫酸鹽作為藥劑(體積密度提高劑)時，在粘度達到10、28、30、33、43mPa·s的試驗區(qū)，體積密度提高率增高。
特別是，即使混合機僅進行1分鐘混合，也可以有效地提高體積密度(參見試驗區(qū)2～4、7、8、12、13)。另外，如從試驗區(qū)2與16、試驗區(qū)3與17、試驗區(qū)4與18、試驗區(qū)8與22、試驗區(qū)12與24、試驗區(qū)13與25的各體積密度提高率的數(shù)據(jù)比較可知，當采用粘度調(diào)整至10～45mPa·s的范圍的二辛基磺基琥珀酸鈉、POE油醚硫酸鹽、POE油醚等藥劑時，即使混合機的混合時間為1分鐘左右，也可以達到與混合時間15分鐘時幾乎相同或以上的體積密度提高率。
因此，本發(fā)明涉及的體積密度提高劑，即使是像試驗炭那樣含水多的試驗炭，也可以得到高的體積密度提高率，另外，即使混合機的混合時間短，也可以充分提高原料煤的體積密度。
實施例2采用與實施例1同樣的試驗炭(原料煤)，把該試驗炭放在寬30cm、長10m的傳送帶上，立即通過噴霧器，把粘度調(diào)整至10、30、52mPa·s的各種二辛基磺基琥珀酸鈉進行噴霧。把到達至傳送帶前進方向末端的試驗炭，從高50cm處向容量10L的容器中落下，測定落入該容器的試驗炭的重量，計算體積密度及體積密度提高率。結(jié)果示于下表2。


從表2所示的結(jié)果可知，對傳送帶上堆積的試驗炭(原料煤)，僅噴霧粘度達到10mPa·s或30mPa·s的二辛基磺基琥珀酸鈉(實施例)，即使不用混合機進行混合，也可有效提高原料煤的體積密度(參見表2)。
另一方面，采用粘度達到52mPa·s的二辛基磺基琥珀酸鈉(比較例)，即使采用同樣的噴霧方法，體積密度提高率也低于粘度為10mPa·s或30mPa·s的二辛基磺基琥珀酸鈉(參見表2)。
從本實施例2涉及的試驗結(jié)果可知，當采用粘度調(diào)整至規(guī)定范圍的本發(fā)明涉及的藥劑(體積密度提高劑)時，在煉焦中，采用的是僅向煉焦爐運輸原料煤的傳送帶上噴霧該藥劑的簡便方法，能夠提高原料煤的體積密度。結(jié)果是，可以提高向煉焦爐的原料煤裝入量，提高焦炭的生產(chǎn)效率。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明提供一種煉焦用原料煤的體積密度提高技術(shù)以及煉焦的生產(chǎn)效率提高技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種煉焦用原料煤的體積密度提高劑，其特征在于，其粘度調(diào)整至10～45mPa·s。
2.按照權(quán)利要求1所述的煉焦用原料煤的體積密度提高劑，其特征在于，其至少含有二烷基磺基琥珀酸或其鹽、或聚環(huán)氧乙烷類加聚物或其鹽。
3.一種煉焦用原料煤的體積密度提高方法，其特征在于，將粘度調(diào)整至10～45mPa·s的藥劑添加至煉焦用原料煤中。
4.一種煉焦方法，在進行了提高裝入到煉焦爐的原料煤的體積密度的前處理工序后，將上述原料煤裝入到煉焦爐中，其特征在于，在上述前處理工序中，將粘度調(diào)整至10～45mPa·s的體積密度提高劑添加至上述煉焦用原料煤中。
全文摘要
本發(fā)明涉及煉焦用原料煤的體積密度提高方法。本發(fā)明提供一種把粘度調(diào)整至10～45mPa·s的煉焦用原料煤的體積密度提高劑或把粘度調(diào)整至10～45mPa·s的藥劑添加至煉焦用原料煤中的煉焦用原料煤體積密度提高方法。另外，在進行了提高裝入到煉焦爐中的原料煤的體積密度的前處理工序后，把上述原料煤裝入到煉焦爐中的煉焦方法中，在該前處理工序，把粘度調(diào)整至10～45mPa·s的體積密度提高劑添加至該煉焦用原料煤中。
文檔編號C10B57/00GK1923955SQ20061008179
公開日2007年3月7日 申請日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者內(nèi)藤卓, 吉川高志 申請人:栗田工業(yè)株式會社