一種配用不粘煙煤的焦炭及煉焦方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種焦炭及煉焦方法，特別涉及一種配用不粘煙煤的焦炭及煉焦方 法，屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 中國的煤炭資源比較豐富，低變質(zhì)程度煙煤(長(zhǎng)焰煤、弱黏煤、1/2中粘煤和不粘 煤)的儲(chǔ)量非常大，約占中國煤炭總儲(chǔ)量的32. 6% ;但煉焦煤資源相對(duì)較少，中等變質(zhì)程度煙 煤(肥煤、焦煤、1/3焦煤、氣肥煤、氣煤和瘦煤）的儲(chǔ)量約占中國煤炭總儲(chǔ)量的26. 3% ;-方 面，煉焦煤資源緊缺，特別是優(yōu)質(zhì)煉焦煤更是少之又少；肥煤、氣肥煤和焦煤等強(qiáng)粘結(jié)性煤 儲(chǔ)量總體較低，另一方面，中國低煤化度煤資源較豐富，其中低階不粘煙煤約占中國煤炭?jī)?chǔ) 量的30% ;隨著焦炭產(chǎn)能、優(yōu)質(zhì)煤資源及焦炭質(zhì)量需求之間矛盾的日益加深，迫使人們把煉 焦用煤資源擴(kuò)大到低灰、低硫、價(jià)廉和儲(chǔ)存相對(duì)豐富的低階不粘煙煤。因此合理利用低變質(zhì) 程度的高揮發(fā)份不粘煤可以有效解決煉焦煤資源匱乏的緊張狀態(tài)，研究如何利用低階不粘 煙煤生產(chǎn)滿足高爐需求的焦炭，對(duì)于配煤煉焦具有重要意義。
[0005] 對(duì)于煉焦而言，一方面隨著高爐的大型化對(duì)焦炭質(zhì)量的需求逐漸提高，另一方面 資源和成本的壓力又需要多用高揮發(fā)分不粘煤。因此如何在保證焦炭質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高不 粘煤的配比，成為行業(yè)研究的重點(diǎn)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中，低階不粘煙煤的配煤煉焦方法研究主要有以下幾個(gè)方面：1、不粘煤 直接配煤煉焦工藝。配煤的成焦機(jī)理可主要是以中等程度煙煤的大分子結(jié)構(gòu)及其熱解過程 中由于膠質(zhì)狀塑性體的形成，使固體煤粒粘結(jié)的塑性成焦機(jī)理。據(jù)此，不同變質(zhì)程度的煙煤 由于膠質(zhì)體的性質(zhì)和數(shù)量不同，導(dǎo)致黏結(jié)的強(qiáng)弱，并隨氣體析出數(shù)量和速度的差異，得到不 同質(zhì)量的焦炭。中國專利CN 200910035416. 6,名稱為，一種低成本高強(qiáng)度焦炭及其煉焦方 法，公開的煉焦方法，通過控制配煤的宏觀指標(biāo)和微觀指標(biāo)，使長(zhǎng)焰煤配比2-5%。2、不粘煤 搗固煉焦工藝。文獻(xiàn)《不粘煤和瘦煤搗固煉焦的試驗(yàn)研究》（山西焦煤科技，2010 (8)) - 文中介紹了不粘煤配加量不超過10%的混合煤料，搗固煉焦后，可以生產(chǎn)出合格的冶金焦。 3、不粘煤煤預(yù)處理煉焦工藝。中國專利CN 201010184244. 1，名稱為，一種添加長(zhǎng)焰煤的焦 炭及煉焦方法，公開的煉焦方法，通過煤預(yù)處理改質(zhì)煉焦工藝，能夠改善原煤的煉焦性質(zhì)， 從而提高煉焦煤的配比，可以使配比提高到5-7%以下。4、不粘煤預(yù)處理后成型煤工藝。中 國專利CN 99126265. 4,名稱為，低灰高揮發(fā)份長(zhǎng)焰煤生產(chǎn)型焦的方法，公開的煉焦方法，采 用干鎦成半焦，加入焦油，以配比55 - 70%進(jìn)行搗固煉焦。
[0007] 現(xiàn)有的傳統(tǒng)的煤低溫干餾處理工藝，將高揮發(fā)分煙煤經(jīng)溫度500-700°C低溫干餾， 最終將不粘煤處理成揮發(fā)分小于10%的半焦。
[0008] 以上幾種不粘煤的利用，存在以下技術(shù)問題：一是直接配不粘煤配煤配比難以提 高，一般控制在5%以內(nèi)；二是預(yù)處理后不粘煤配比也比較低，在7%以內(nèi)；三是型煤工藝需 要粘結(jié)劑，一般采用搗鼓焦工藝，不適合頂裝焦?fàn)t；四是難以生產(chǎn)出滿足大高爐需求的高強(qiáng) 度焦炭。
[0009]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是提供一種配用不粘煙煤的焦炭及煉焦方法，主要解決現(xiàn)有配煤煉 焦技術(shù)中不粘煙煤配比低，難以在頂裝焦?fàn)t上能夠生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)冶金焦炭的技術(shù) 問題。
[0011] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種配用不粘煙煤的焦炭，由以下質(zhì)量百分比配煤混合煉焦而成：1/3焦煤12%~18%， 氣煤12%~18%，肥煤22%~28%，焦煤28%~34%，瘦煤2%~6%，改質(zhì)煤7%~12% ;所述改 質(zhì)煤的揮發(fā)分為25~35%，通過對(duì)不粘煙煤進(jìn)行破碎，使粒徑小于3mm，將破碎后低階不粘 煙煤在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下加熱至350°C~450°C、保溫30min~60min制得。
[0012] 一種配用不粘煙煤的煉焦方法，包括以下步驟： a、預(yù)處理不粘煙煤，對(duì)不粘煙煤進(jìn)行破碎，使粒徑小于3_，將破碎后不粘煙煤在氮?dú)?氣氛保護(hù)下加熱至350°C~450°C、保溫30min~60min得到揮發(fā)分為25~35%的改質(zhì)煤； b、 按以下質(zhì)量百分比配煤，1/3焦煤12%~18%，氣煤12%~18%，肥煤22%~28%，焦 煤28%~34%，瘦煤2%~6%，改質(zhì)煤7%~12% ; c、 配合煤破碎，將步驟b中配煤后的配合煤破碎，宜使粒徑小于3_的混合煤占其總 質(zhì)量的75%~80% ; d、 配合煤成型，取質(zhì)量百分比15%~25%的破碎后配合煤進(jìn)行壓球成型，球徑為5mm~ 20_，壓球后的配合煤均勻混入剩余的配合煤中； e、 配煤煉焦，將混均后的配合煤送入頂裝焦?fàn)t煉焦，煉焦溫度為950±50°C，結(jié)焦時(shí)間 為20±2小時(shí)； f、 出焦后冷卻。
[0013] 之后進(jìn)行焦炭質(zhì)量檢測(cè)，按國標(biāo)測(cè)定焦炭抗碎強(qiáng)度M40、測(cè)定焦炭灰分、焦炭硫分、 焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度等指標(biāo)。
[0014] 本發(fā)明步驟a中所述的低階不粘煙煤是指在中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)中沒有粘結(jié) 性煙煤，其粘結(jié)指數(shù)G=0。
[0015] 本發(fā)明采用氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下煤預(yù)處理設(shè)備，如流化床或回轉(zhuǎn)窯，通過高溫氣體與 煤的接觸傳熱，將小于3 mm不粘煙煤處理成揮發(fā)分為25~35%的改質(zhì)煤，處理后得到的改 質(zhì)煤的揮發(fā)分與煉焦配煤接近，從而提高了預(yù)處理煤與煉焦煤的配合性能。
[0016] 實(shí)驗(yàn)表明將配合煤粉壓制成球，能提高煤的堆密度，能改善煤的結(jié)焦性能，有助于 焦炭質(zhì)量的提高，球徑為5mm~20mm是綜合效果為佳。
[0017] 進(jìn)一步，本發(fā)明步驟d中所述的壓球成型的配合煤為配合煤質(zhì)量百分比20%時(shí)為 佳。
[0018] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下積極效果： 1、限制性預(yù)處理不粘煙煤。預(yù)處理后得到的改質(zhì)煤的揮發(fā)分為25~35%，與煉焦配煤 接近；而傳統(tǒng)的煤低溫干餾處理工藝，將高揮發(fā)分煙煤經(jīng)溫度500-70(TC低溫干餾，最終將 不粘煤處理成揮發(fā)分小于10%的半焦。
[0019] 2、縮短了預(yù)處理時(shí)間。限制性預(yù)處理不粘煤，縮短了預(yù)處理時(shí)間，降低了預(yù)處理成 本。采用氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下煤預(yù)處理設(shè)備，如流化床或回轉(zhuǎn)窯，通過高溫氣體與煤的接觸傳 熱，將小于3 mm不粘煙煤處理成揮發(fā)分為25~35%的改質(zhì)煤，與傳統(tǒng)的預(yù)處理成小于10% 的半焦相比，節(jié)約一倍的時(shí)間。