一種改焦炭性能的煉焦添加劑和煉焦方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新型節(jié)約能源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種改焦炭性能的煉焦添加劑和煉焦方法。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。我國(guó)的一次能源煤炭為主，煤炭在一次能源需求中的比重為70%左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)在我國(guó)消耗的煤炭總量中，直接用于火力發(fā)電、工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐和家庭爐灶等直接燃燒的煤炭高達(dá)85%以上。但是，由于傳統(tǒng)的用煤方式、低水平的燃燒效率，致使我國(guó)能源供需矛盾尖銳，能源利用效率低，能源技術(shù)落后，主要工業(yè)產(chǎn)品單位能耗比先進(jìn)國(guó)家高出20-50%。同時(shí)，由于煤炭的大量直接燃燒直接導(dǎo)致了我國(guó)嚴(yán)重的燃煤型大氣污染，是大氣環(huán)境中二氧化硫、氮氧化物、煙塵的主要來源，對(duì)我國(guó)的環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞，也直接導(dǎo)致了我國(guó)嚴(yán)重的燃燒型大氣污染。從煤炭的整個(gè)使用情況來看，主要包括煤炭燃燒、煤炭干餾、煤炭氣化和煤炭液化。其中，這四種煤炭使用其過程中都不可避免的要經(jīng)過煤焦或半焦的這種形態(tài)，也就是說，從煤炭到煤焦的收率和煤焦的性能將對(duì)于煤炭的整個(gè)使用效率起關(guān)鍵作用。因此，開發(fā)能提高煤焦產(chǎn)量和性能的技術(shù)，對(duì)于提高資源利用率、煤炭總利用率和減輕環(huán)境污染有重要作用。
[0003]現(xiàn)有的各類煤炭催化劑和添加劑對(duì)提高煤炭的性能，改善燃燒狀況，減少燃燒尾氣和灰渣排放或多或少都有所幫助，但由于實(shí)際使用效果、使用過程的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性及生產(chǎn)可操作性等方面也確實(shí)存在不少問題，導(dǎo)致消極因素較大而難以推廣，至今還沒有出現(xiàn)能大規(guī)模應(yīng)用的好的產(chǎn)品。另外，這些研宄有大多數(shù)是側(cè)重于降低煤炭著火點(diǎn)和提高煤炭低揮發(fā)分含量，所以對(duì)整個(gè)煤的燃燒效率的提高不是太多，并且對(duì)于煤炭其他方面的應(yīng)用很少涉及。
[0004]CN101020831A公開了一種提高焦炭產(chǎn)量和性能的煤炭添加劑和方法，所述添加劑包括:表面活化催化劑，溶解助劑，滲透助劑和油性溶媒；使用時(shí)將所述的煤炭添加劑加到煤炭中。得到高比表面積和高表面活性的焦炭，比表面積提高20%到200%，而表面活性提高50 %到500 %，煤焦收率提高10 %到30 %。當(dāng)添加后的煤炭原料直接使用于煤炭燃燒、干餾、氣化和液化等時(shí)，一般反應(yīng)速度提高20%到300%，煤炭總使用效率提高10%到50%。但是最終得到的焦炭焦炭反應(yīng)性和焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度不盡如人意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，保持得到的焦炭高比表面積和高表面活性的同時(shí)，降低焦炭反應(yīng)性，提高焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種改焦炭性能的煉焦添加劑，其由表面活化催化劑，溶解助劑，滲透助劑和油性溶媒組成；所述表面活化催化劑為SiC粉末和環(huán)烷酸鈉，其中，SiC粉末和環(huán)烷酸鈉的質(zhì)量比為1:3 ;所述溶解助劑為α -羥基丙酰胺、乙酰噻吩和對(duì)甲基苯磺酸，其中，α-羥基丙酰胺、乙酰噻吩和對(duì)甲基苯磺酸質(zhì)量比為1:2:1.25 ;所述滲透助劑為聚氧乙烯聚氧丙烯單丁基醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐三硬酯酸酯、氯苯基硅油和三乙醇胺鉬，其中，聚氧乙烯聚氧丙烯單丁基醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐三硬酯酸酯、氯苯基硅油和三乙醇胺鉬質(zhì)量比為1:3:2:1.7 ;所述油性溶媒為煤焦油、瀝青和渣油，其中，煤焦油、瀝青和渣油質(zhì)量比為1:2:2 ;所述表面活化催化劑，溶解助劑，滲透助劑和油性溶媒在添加劑中的重量比例關(guān)系為1: 1.8:1.6:2。一種煉焦方法，將上述的煉焦添加劑加到煤炭中，其中添加劑在煤中的加入量為0.5-3wt%。
[0007]本發(fā)明的提高焦炭產(chǎn)量和性能的方法是將合適的表面活化催化劑通過溶解助劑的幫助溶于油性溶媒中，通過特定的方式添加到煤炭中，在滲透助劑的作用下能在煤炭表面和內(nèi)部均勻分布。經(jīng)過加熱干燥和揮發(fā)分析出后，得到高產(chǎn)量和高性能的焦炭，此高性能的焦炭可應(yīng)用于煤炭燃燒、干餾、氣化和液化等多個(gè)領(lǐng)域。也可以直接將上述含表面活化催化劑、溶解助劑和滲透助劑的油性物質(zhì)與其他煤炭應(yīng)用助劑或催化劑，如脫硫催化劑、氮氧化物催化劑、氣化催化劑和液化催化劑等共溶后，通過特定的方式添加到煤炭中，直接應(yīng)用，使反應(yīng)速度和產(chǎn)率得到提高，達(dá)到提高煤炭利用率、節(jié)約煤炭資源、減少污染物、安全高效生廣等目的。
[0008]添加后的煤炭原料經(jīng)過焦化，可降低焦炭反應(yīng)性8?10個(gè)百分點(diǎn)，焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度提高10?15個(gè)百分點(diǎn)，焦炭中殘留的物質(zhì)對(duì)高爐冶煉無負(fù)面影響，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，改善了焦炭質(zhì)量。
[0009]本發(fā)明方法與其他各類煤炭添加劑相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì):
1)本發(fā)明采用的原料大多數(shù)為常規(guī)化工原料，能保證大面積長(zhǎng)期使用；
2)本發(fā)明采用的所有原料不含易燃易爆危險(xiǎn)品，混配和運(yùn)輸安全方便，成本低，添加量少；
3)本發(fā)明采用噴霧的添加方式，可以使用于各種鍋爐、反應(yīng)床和反應(yīng)設(shè)備，可以在添加煤炭原(燃)料的過程中添加，不用對(duì)原有工藝和流程進(jìn)行改動(dòng)，操作方便安全；
4)本發(fā)明方法效果明顯，可降低焦炭反應(yīng)性8?10個(gè)百分點(diǎn)，焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度提高10?15個(gè)百分點(diǎn)，焦炭中殘留的物質(zhì)對(duì)高爐冶煉無負(fù)面影響，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，改善了焦炭質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1
添加劑由表面活化催化劑，溶解助劑，滲透助劑和油性溶媒組成；所述表面活化催化劑為SiC粉末I重量份、環(huán)烷酸鈉3重量份；所述溶解助劑為α -羥基丙酰胺I重量份、乙酰噻吩2重量份和對(duì)甲基苯磺酸1.25重量份；所述滲透助劑為聚氧乙烯聚氧丙烯單丁基醚I重量份、聚氧乙烯山梨糖醇酐三硬酯酸酯3重量份、氯苯基硅油2重量份和三乙醇胺鉬1.7重量份；所述油性溶媒為煤焦油I重量份、瀝青2重量份和渣油2重量份；所述表面活化催化劑，溶解助劑，滲透助劑和油性溶媒在添加劑中的重量比例關(guān)系為1: 1.8:1.6:2 ;
煉焦時(shí)，將上述的煉焦添加劑加到煤炭中，其中添加劑在煤中的加入量為0.5wt%。
[0011]將含有添加劑的煤裝入頂裝焦?fàn)t進(jìn)行煉焦，結(jié)焦時(shí)間18小時(shí)，采用干法熄焦，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4000-1996檢測(cè)焦炭的反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度，焦炭反應(yīng)性降低到20%，與不添加添加劑的煤并采