一種采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低階煤的提質(zhì)工藝，具體涉及一種采用現(xiàn)有搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝，屬于低階煤提質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭是我國(guó)的主要能源，在一次能源結(jié)構(gòu)中約占70 %。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)演變過程中，煤炭的形成受多種因素的作用，致使煤炭品種繁多。依據(jù)結(jié)構(gòu)和組成的不同，煤炭分為褐煤、煙煤和無(wú)煙煤3大類，其中煙煤又分為低變質(zhì)煙煤和中變質(zhì)煙煤，低變質(zhì)煙煤又叫次煙煤，與褐煤一起統(tǒng)稱為“低階煤”。低階煤是煤化作用初期的產(chǎn)物，具有含碳量低、水分高、易粉化、易自燃、揮發(fā)份高、浸水強(qiáng)度差、抗跌強(qiáng)度差的特點(diǎn)，這些特性限制了對(duì)低階煤的直接開發(fā)利用，但據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)低階煤儲(chǔ)量占全國(guó)已探明煤儲(chǔ)量的55%以上，達(dá)5612億噸，這無(wú)疑造成了一種資源的浪費(fèi)。并且隨著國(guó)內(nèi)能源需求的日益增大和優(yōu)質(zhì)煤炭資源量的銳減，低階煤的轉(zhuǎn)化綜合利用成為人們?nèi)諠u關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0003]低階煤的提質(zhì)工藝是低階煤轉(zhuǎn)化利用的手段之一，其是在隔絕空氣或是非氧化氣氛條件下將低階煤加熱至200-800°C進(jìn)行中低溫提質(zhì)，最終得到焦油、煤氣和半焦的加工方法。但目前的低階煤提質(zhì)技術(shù)均處于試驗(yàn)研究和工程化初始應(yīng)用階段，不存在使其大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的設(shè)備，由此限制了低階煤的開發(fā)利用。
[0004]搗固焦?fàn)t是煤的焦化工藝中采用的大型化設(shè)備，其占地面積廣，投資基建費(fèi)用大，采用搗固焦?fàn)t進(jìn)行煉焦的焦化工藝主要是指高溫?zé)捊箒?lái)獲得焦炭和回收化學(xué)產(chǎn)品，其焦炭產(chǎn)品主要是冶金焦或化工焦，由于工業(yè)上對(duì)冶金焦或化工焦的品質(zhì)要求，使其采用的煤原料主要包括焦煤、1/3焦煤、氣煤、肥煤、瘦煤、貧瘦煤等煤種，屬于中變質(zhì)煙煤，由于近年來(lái)煤炭資源的短缺，特別是用于焦化工業(yè)的中高品質(zhì)煤原料的減少，使得焦化行業(yè)的原料成本與日俱增，加之近幾年鋼鐵、冶金等大量需要冶金焦或化工焦的行業(yè)的衰退，使得焦炭需求量減少、價(jià)格下降，從而迫使焦化廠縮減焦炭產(chǎn)量。
[0005]矛盾的是，一旦焦炭產(chǎn)量縮減，其搗固焦?fàn)t即會(huì)被停用，而搗固焦?fàn)t一旦停止運(yùn)行即會(huì)報(bào)廢，因此為了保護(hù)斥巨資投建的搗固焦?fàn)t設(shè)備，就不得不在最低程度內(nèi)維持焦?fàn)t的運(yùn)行，從而造成焦炭產(chǎn)量不能按市場(chǎng)需求量減少，帶來(lái)焦化行業(yè)的產(chǎn)能過剩，兩相矛盾之下如何在滿足焦炭正常產(chǎn)量的情況下，保持搗固焦?fàn)t的運(yùn)行成為關(guān)鍵。
[0006]低階煤是我國(guó)儲(chǔ)量豐富的煤種且目前并沒有針對(duì)低階煤應(yīng)用的大型化設(shè)備，如果能夠?qū)⒅懈唠A煤焦化工藝采用的搗固焦?fàn)t應(yīng)用于低階煤的提質(zhì)工藝中，那么不僅有助于解決焦化行業(yè)產(chǎn)能過剩的問題，還能將低階煤的應(yīng)用予以推廣。但是，低階煤具有揮發(fā)分高、易粉化、灰分高的特點(diǎn)，其與現(xiàn)有搗固焦?fàn)t采用的中高階煤原料指標(biāo)完全不同，首先其不易成型的特點(diǎn)決定無(wú)法將低階煤推入搗固焦?fàn)t進(jìn)行煉焦，其次低階煤在提質(zhì)后得到的固體產(chǎn)品為粉化的低品質(zhì)產(chǎn)物，粉化的產(chǎn)物又造成搗固焦?fàn)t難以往外推焦，仍然限制了搗固焦?fàn)t的使用，最為重要的是低階煤提質(zhì)的溫度需要保持在200-80(TC之間，而搗固焦?fàn)t需要在800°C以上使用，理論上使得高溫干餾后得到的低階煤產(chǎn)物失去使用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)中低階煤無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的問題及現(xiàn)有焦化行業(yè)產(chǎn)能過剩、搗固焦?fàn)t利用度低的問題，從而提供了一種采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝。
[0008]為此，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為，
[0009]一種采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝，包括，
[0010](1)將低階煤粉碎并與助劑混合形成低階煤原料，然后再與粉碎的非低階煤原料混合形成原料煤，采用搗固設(shè)備對(duì)原料煤進(jìn)行搗固成型其中所述非低階煤為中階煤、高階煤或中高階煤中的一種或幾種；
[0011](2)將成型的原料煤推入焦?fàn)t內(nèi)進(jìn)行提質(zhì)，控制提質(zhì)溫度大于800°C，提質(zhì)時(shí)間不小于15小時(shí)，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時(shí)得到副產(chǎn)品焦炭；
[0012]其中所述助劑為在850°C隔絕空氣干餾失重小于50%的有機(jī)粘結(jié)劑。
[0013]上述的采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝中，所述有機(jī)粘結(jié)劑為軟化點(diǎn)大于100°c的浙青質(zhì)。
[0014]上述的采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝中，所述助劑為煤或石油系原料反應(yīng)形成的浙青，且所述浙青的軟化點(diǎn)不小于120°C。
[0015]上述的采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝中，所述浙青的軟化點(diǎn)不小于140°C。
[0016]上述的采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝中，所述浙青為高溫浙青，以質(zhì)量計(jì)，所述高溫浙青的固定碳含量在25%以上，碳?xì)浔葹?-11。
[0017]上述的采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝中，以質(zhì)量計(jì)，所述助劑的加入量為所述低階煤質(zhì)量的5-40wt%。
[0018]上述的采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝中，以質(zhì)量計(jì)，所述助劑的加入量為所述低階煤質(zhì)量的10-30wt%。
[0019]上述的采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝中，以質(zhì)量計(jì)，所述低階煤的加入量為原料煤質(zhì)量的50-80wt%。
[0020]上述的采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝中，以質(zhì)量計(jì)，所述低階煤的加入量為原料煤質(zhì)量的50-70wt%。
[0021]上述的采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝中，所述低階煤的G值小于50,揮發(fā)份含量大于40%。
[0022]上述的采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝中，所述步驟(2)中提質(zhì)溫度為850-1000°C。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)，
[0024](1)本發(fā)明中采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝，不僅解決了現(xiàn)有搗固焦?fàn)t利用度低、焦化行業(yè)產(chǎn)能過剩的問題，還解決了針對(duì)低階煤由于無(wú)大規(guī)模的工業(yè)化設(shè)備使其應(yīng)用受限的問題。
[0025]本申請(qǐng)中的原料煤中加入在850°C隔絕空氣干餾失重小于50%的浙青質(zhì)作為粘結(jié)劑，一方面有利于低階煤在搗固設(shè)備中成型，從而使其能夠推入搗固焦?fàn)t中進(jìn)行提質(zhì)，另一方面低階煤提質(zhì)完成后其固體產(chǎn)物不易粉化，易于搗固焦?fàn)t的推焦，最重要的是所述助劑與低階煤相混合后，其中助劑中的有效成分有助于低階煤中的高分子聚合物在高溫下的降解和低階煤中高分子的斷裂，從而提高工藝過程中油氣的產(chǎn)量，使油氣總量增產(chǎn)10%以上。
[0026](2)本發(fā)明中采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝，所述助劑為煤或石油系原料反應(yīng)形成的浙青，且所述浙青的軟化點(diǎn)不小于120°C，提高了低階煤提質(zhì)完成后其固體產(chǎn)物一焦炭的品質(zhì)，焦炭中揮發(fā)分不大于3-4%使得到的副產(chǎn)物焦炭可用于發(fā)電、造氣以及其它化工目的。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本申請(qǐng)的采用搗固焦?fàn)t對(duì)含有低階煤的煤原料進(jìn)行提質(zhì)的工藝適用于所有的低階煤、中階煤、高階煤或中高階煤原料，為便于說(shuō)明，下述實(shí)施例中低階煤以次煙煤或褐煤為例，非低階煤的煤原料以1/3焦煤為例。其中，干煤的質(zhì)量=低階煤的質(zhì)量X75% +非低階煤的質(zhì)量X90% +助劑的質(zhì)量，“kg/t干煤”指每噸干煤的得到產(chǎn)品多少千克。
[0028]實(shí)施例1
[0029](1)將次煙煤粉碎并與助劑混合形成低階煤原料，然后再與粉碎的1/3焦煤混合形成原料煤，采用搗固設(shè)備對(duì)原料煤進(jìn)行搗固成型，其中，以質(zhì)量計(jì)，助劑的加入量為次煙煤質(zhì)量的40wt %，所述次煙煤的加入量為所述原料煤質(zhì)量的65wt %，所述次煙煤的G值為45，揮發(fā)份含量為65%，所述助劑為軟化點(diǎn)105°C的浙青質(zhì)，所述浙青質(zhì)在850°C隔絕空氣干餾失重45% ；
[0030](2)將成型的原料煤推入焦?fàn)t內(nèi)進(jìn)行提質(zhì)，控制提質(zhì)溫度850°C，提質(zhì)時(shí)間16小時(shí)，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時(shí)得到副產(chǎn)品焦炭；
[0031]采用常規(guī)工藝分離粗煤氣、焦油，并進(jìn)一步從焦油中分離粗苯，得到的所述粗煤氣的量為450Nm3/t干煤，所述焦油的量為54kg/t干煤，所述副產(chǎn)品焦炭的量為570kg/t干煤，所述粗苯的量為16kg/t干煤。
[0032]實(shí)施例2
[0033](1)將次煙煤粉碎并與助劑混合形成低階煤原料，然后再與粉碎的1/3焦煤形成原料煤，采用搗固設(shè)備對(duì)原料煤進(jìn)行搗固成型，其中，以質(zhì)量計(jì)，助劑的加入質(zhì)量為次煙煤質(zhì)量的35wt%，所述次煙煤的加入量為所述原料煤質(zhì)量的50wt%，所述次煙煤的G值為40，揮發(fā)份含量為70%，所述助劑為軟化點(diǎn)115°C的浙青質(zhì)，所述浙青質(zhì)在850°C隔絕空氣干餾失重40% ；
[0034](2)將成型的原料煤推入焦?fàn)t內(nèi)進(jìn)行提質(zhì)，控制提質(zhì)溫度900°C，提質(zhì)時(shí)間15.5小時(shí)，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時(shí)得到副產(chǎn)品焦炭；
[0035]采用常規(guī)工藝分離粗煤氣、焦油，并進(jìn)一步從焦油中分離粗苯，得到的所述粗煤氣的量為500Nm3/t干煤，所述焦油的量為54kg/t干煤，所述副產(chǎn)品焦炭的量為505kg/t干煤，所述粗苯的量為16kg/t干煤。
[0036]實(shí)施例3
[0037](1)將次煙煤粉碎并與助劑混合形成低階煤原料，然后再與粉碎的1/3焦煤混合形成原料煤，采用搗固設(shè)備對(duì)原料煤進(jìn)行搗固成型，其中，以質(zhì)量計(jì)，助劑的加入質(zhì)量為次煙煤質(zhì)量的30wt%，所述次煙煤的加入量為所述原料煤質(zhì)量的70wt%，所述次煙煤的G值為35，揮發(fā)份含量為45%，所述助劑為軟化點(diǎn)120°C的浙青質(zhì)，所述浙青質(zhì)在850°C隔絕空氣干餾失重42% ；
[0038](2)將成型的原料煤推入焦?fàn)t內(nèi)進(jìn)行提質(zhì)，控制提質(zhì)溫度950°C，提質(zhì)時(shí)間17小時(shí)，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時(shí)得到副產(chǎn)品焦炭；
[0039]采用常規(guī)工藝分離粗煤氣、焦油，并進(jìn)一步從焦油中分離粗苯，得到的所述粗煤氣的量為435Nm3/t干煤，所述焦油的量為43.6kg/t干煤，所述副產(chǎn)品焦炭的量為667kg/t干煤，所述粗苯的量為13.6kg/t干煤。
[0040]實(shí)施例4
[0041](1)將次煙煤粉碎并與助劑混合形成低階煤原料，然后再與粉碎的1/3焦煤混合形成原料煤，采用搗固設(shè)備對(duì)原料煤進(jìn)行搗固成型，其中，以質(zhì)量計(jì)，助劑的加入質(zhì)量為次煙煤質(zhì)量的25wt %，所述次煙煤的加入量為所述原料煤質(zhì)量的75wt %所述次煙煤的G值為30，揮發(fā)份含量為65%，所述助劑為軟化點(diǎn)130°C的浙青質(zhì)，所述浙青質(zhì)在850°C隔絕空氣干餾失重40% ；
[0042](2)將成型的原料煤推入焦?fàn)t內(nèi)進(jìn)行提質(zhì)，控制提質(zhì)溫度1000°C，提質(zhì)時(shí)間16.5小時(shí)，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時(shí)得到副產(chǎn)品焦炭；
[0043]采用常規(guī)工藝分離粗煤氣、焦油，并進(jìn)一步從焦油中分離粗苯，得到的所述粗煤氣的量為680Nm3/t干煤，所述焦油的量為93kg/t干煤，所述副產(chǎn)品焦炭的量為390kg/t干煤，所述粗苯的量為27kg/t干煤。