專利名稱：褐煤煉焦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shù)：
中國煤炭資源的種類豐富，但優(yōu)質(zhì)焦煤較為稀缺。在現(xiàn)有已探明儲量中，煙煤占73. 73%、無煙煤占7. 92%、褐煤占6. 81%、未分種類的煤占11. 9%。煙煤中，儲量占據(jù)前兩位的分別是不粘煤和長焰煤，分別占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占20. 43%，優(yōu)質(zhì)的煉焦煤如焦煤和肥煤只占總儲量的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(jié)性，粘結(jié)指數(shù)和焦質(zhì)層(Y)厚度均為零，揮發(fā)份和含水量非常大(40%以上)，煉制焦炭的難度比其它非焦煤大得多。早在二十世紀(jì)五六十年代前蘇聯(lián)和德國就用褐煤煉制過型焦，這種型焦基本屬于低溫焦(半焦)，其揮發(fā)份在10 —17%，焦炭強(qiáng)度低，難于裝入高爐使用。云南瀾滄冶煉廠又進(jìn)行了褐煤煉焦實(shí)驗(yàn)。他們的試驗(yàn)采用兩段法，即以褐煤為原料，于700 800°C溫度下干餾得到半焦，再用焦油浙青為粘結(jié)劑于95 100°C溫度下加壓成型，型球再次焦化從而獲得可用于煉鉛鼓風(fēng)爐使用的焦炭，這種型焦也不是煉鐵用的冶金焦。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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制冶金焦，可擴(kuò)大煉焦用煤范圍，降低煉焦成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種褐煤煉焦方法，包括
步驟I :褐煤在700-800°C下干餾18-24小時制成褐煤半焦；
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，隨后在15小時內(nèi)持續(xù)升溫至1050°C，在1050°C保溫I小時后出爐，熄焦，得到產(chǎn)品。煤焦油和浙青可以作為非焦煤煉焦的粘合劑，補(bǔ)充褐煤沒有焦質(zhì)層的缺陷，這種粘合劑屬于一類不加工的原始原料，直接使用，但有諸多不便，造成環(huán)境污染，成本也比較高。本發(fā)明使用的一種優(yōu)選的粘合劑，由以下重量比的原料制成，甲醛20— 50%，苯酚5—40%，尿素5 — 30%，煤焦油20— 60%，淀粉10 — 40% ;先將甲醛、苯酚、尿素、煤焦油按比例混合后，調(diào)PH范圍為7 —10，加熱到溫度80°C —95°C后，熬制3小時一5小時得產(chǎn)物A ;將淀粉加水制成淀粉糊，淀粉與水的質(zhì)量比為1:5 —10 ;在產(chǎn)物A內(nèi)加入配好的淀粉糊，在900C —95°C熬制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(huán)境污染，并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(zhì)效果，高揮發(fā)分的年輕煤中添加這種粘合劑進(jìn)行共炭化時，這種高分子材料不僅作為粘合劑將煤粘結(jié)在一起，而且能夠使其產(chǎn)物的各向異性得到發(fā)展。這種粘結(jié)劑不單純起著增加流動度、改善物理粘結(jié)作用，更重要的是這些粘結(jié)劑能夠與煤共炭化，在中間階段形成一種呈光學(xué)鑲嵌結(jié)構(gòu)、界面結(jié)合好的“中間焦炭”。這種“中間焦炭”既非由煤形成的光學(xué)結(jié)構(gòu)，也非由粘結(jié)劑形成的光學(xué)結(jié)構(gòu)，而屬于和二者結(jié)合較好的過度結(jié)構(gòu)，從而改善焦炭的強(qiáng)度和反應(yīng)性。做為一種優(yōu)選的技術(shù)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。制得的焦炭達(dá)到國家三級冶金焦的指標(biāo)要求。做為另一種優(yōu)選的技術(shù)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。制得的焦炭達(dá)到國家三級冶金焦的指標(biāo)要求。本發(fā)明方法中公開的配煤比例是為了滿足煉制冶金焦的配煤質(zhì)量指標(biāo)。配煤質(zhì)量指標(biāo)是指配煤的灰分、硫分、揮發(fā)分、膠質(zhì)層厚度、水分等。配合煤的質(zhì)量取決于單種煤的質(zhì) 量及其配合比。對于煉制冶金焦的配合煤，基本的質(zhì)量指標(biāo)如下
(O灰分
煤中灰分在煉焦后全部殘留于焦炭中，灰分是焦炭中的有害雜質(zhì)，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(chǎn)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(chǎn)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(qiáng)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(nèi)。(2)硫分
硫分也是有害雜質(zhì)，焦炭中的硫在熔煉時轉(zhuǎn)入鐵中，降低鐵的質(zhì)量。煤中硫分約60 70%轉(zhuǎn)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(yīng)大于1%。(3)揮發(fā)分
褐煤是一種年輕的煤種，其揮發(fā)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(fā)分高，則煉焦煤氣和化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率也高，但由于大多數(shù)高揮發(fā)分煤的結(jié)焦性較差，因此在多配用高揮發(fā)分煤時，焦炭的強(qiáng)度會下降，平均塊度變小。因此，配合煤的可燃基揮發(fā)分控制在21 26%之間。(4)膠質(zhì)層和收縮度
配合煤必須具有適當(dāng)?shù)哪z質(zhì)層厚度才能在焦?fàn)t中煉出機(jī)械強(qiáng)度高的冶金焦。但膠質(zhì)層過厚時，會產(chǎn)生很大的膨脹壓力，同時收縮度較小對爐墻的保護(hù)是不利的。配合煤膠質(zhì)層厚度控制在14 20毫米范圍內(nèi)，加入了粘合劑可以替代一部分的膠質(zhì)層，可以降低配合煤的焦質(zhì)層厚度。(5)水分
配合煤的水分多少和其穩(wěn)定與否，對焦炭質(zhì)量、產(chǎn)量以及焦?fàn)t壽命有很大影響，一般要求在10%以下，并應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定。煤料堆密度與水分有較大關(guān)系，干煤堆密度最大，隨著水分增加堆密度減小，當(dāng)水分為7% 8%時堆密度最小，約為干煤堆密度的85%左右，水分繼續(xù)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(qiáng)度。本發(fā)明通過添加褐煤煉制冶金焦，擴(kuò)大了煉焦用煤范圍，降低了煉焦成本，煉制的焦炭可達(dá)到國家二級或三級冶金焦的指標(biāo)要求。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1-5為粘合劑的制備方法 實(shí)施例I
甲醒20kg,苯酹5 kg,尿素5 kg,煤焦油60 kg混合后加入反應(yīng)爸中，調(diào)pH范圍為7,加熱到溫度80°C，熬制3小時得產(chǎn)物A ;將IOkg淀粉加50kg水制成淀粉糊，在產(chǎn)物A內(nèi)加入配好的淀粉糊，在90°C熬制2小時得到粘合劑。 實(shí)施例2
甲醛50kg，苯酚10 kg，尿素10kg，煤焦油20 kg混合后加入反應(yīng)釜中，調(diào)pH范圍為10，加熱到溫度95°C，熬制5小時得產(chǎn)物A ;將IOkg淀粉加IOOkg水制成淀粉糊，在產(chǎn)物A內(nèi)加入配好的淀粉糊，在95°C熬制4小時得到粘合劑。實(shí)施例3
甲醒30kg,苯酹5 kg,尿素5kg,煤焦油20 kg混合后加入反應(yīng)爸中，調(diào)pH范圍為8,加熱到溫度85°C，熬制4小時得產(chǎn)物A ;將40kg淀粉加320kg水制成淀粉糊，在產(chǎn)物A內(nèi)加入配好的淀粉糊，在92°C熬制3小時得到粘合劑。實(shí)施例4
甲醛20kg，苯酚10kg，尿素30kg，煤焦油30 kg混合后加入反應(yīng)釜中，調(diào)pH范圍為9，加熱到溫度85°C，熬制3小時得產(chǎn)物A ;將IOkg淀粉加60kg水制成淀粉糊，在產(chǎn)物A內(nèi)加入配好的淀粉糊，在95°C熬制2小時得到粘合劑。實(shí)施例5
甲醒20kg,苯酹40 kg,尿素5kg,煤焦油20 kg混合后加入反應(yīng)爸中，調(diào)pH范圍為8,加熱到溫度90°C，熬制4小時得產(chǎn)物A ;將15kg淀粉加90kg水制成淀粉糊，在產(chǎn)物A內(nèi)加入配好的淀粉糊，在90°C熬制4小時得到粘合劑。
實(shí)施例6-9為褐煤的煉焦方法，以下實(shí)施例中用煤的化驗(yàn)指標(biāo)如下表所示，但本發(fā)明保護(hù)的技術(shù)方案并不限于以下具有以下指標(biāo)的用煤
品種I干基揮發(fā)分I全水分I粘結(jié)指數(shù)I焦質(zhì)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(shí)施例6
(I)制備褐煤半焦
將褐煤稱重后放入鐵箱中，鋪平。將鐵箱連同褐煤推入焦?fàn)t，在800°C下干餾20小時制成褐煤半焦。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(shí)施例I制得的粘合劑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(jī)的箱子中，開啟搗固機(jī)進(jìn)行搗固。(4)入爐煉焦
當(dāng)焦?fàn)t溫度達(dá)到800°C后，將煤餅放入推焦車，推入焦?fàn)t。關(guān)閉爐門。800°C保溫I小時，隨后在15小時內(nèi)持續(xù)升溫至1050°C，在1050°C保溫I小時后出爐，熄焦，得到產(chǎn)品。(5)出焦熄焦
煉焦完成后，打開爐門，將焦炭推入熄焦車，用冷水熄焦。當(dāng)焦炭溫度降下后停止熄焦。將焦炭烘干。實(shí)施例7 (I)制備褐煤半焦
將褐煤稱重后放入鐵箱中，鋪平。將鐵箱連同褐煤推入焦?fàn)t，在700°C下干餾18小時制成褐煤半焦。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(shí)施例2制得的粘合劑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(jī)的箱子中，開啟搗固機(jī)進(jìn)行搗固。(4)入爐煉焦
當(dāng)焦?fàn)t溫度達(dá)到800°C后，將煤餅放入推焦車，推入焦?fàn)t。關(guān)閉爐門。800°C保溫I小時，隨后在15小時內(nèi)持續(xù)升溫至1050°C，在1050°C保溫I小時后出爐，熄焦，得到產(chǎn)品。(5)出焦熄焦
煉焦完成后，打開爐門，將焦炭推入熄焦車，用冷水熄焦。當(dāng)焦炭溫度降下后停止熄焦。將焦炭烘干。實(shí)施例8 (I)制備褐煤半焦
將褐煤稱重后放入鐵箱中，鋪平。將鐵箱連同褐煤推入焦?fàn)t，在800°C下干餾24小時制成褐煤半焦。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(shí)施例3制得的粘合劑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(jī)的箱子中，開啟搗固機(jī)進(jìn)行搗固。(4)入爐煉焦
當(dāng)焦?fàn)t溫度達(dá)到800°C后，將煤餅放入推焦車，推入焦?fàn)t。關(guān)閉爐門。800°C保溫I小時，隨后在15小時內(nèi)持續(xù)升溫至1050°C，在1050°C保溫I小時后出爐，熄焦，得到產(chǎn)品。(5)出焦熄焦
煉焦完成后，打開爐門，將焦炭推入熄焦車，用冷水熄焦。當(dāng)焦炭溫度降下后停止熄焦。將焦炭烘干。實(shí)施例9
(I)制備褐煤半焦將褐煤稱重后放入鐵箱中，鋪平。將鐵箱連同褐煤推入焦?fàn)t，在800°C下干餾20小時制成褐煤半焦。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(shí)施例4制得的粘合劑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(jī)的箱子中，開啟搗固機(jī)進(jìn)行搗固。(4)入爐煉焦
當(dāng)焦?fàn)t溫度達(dá)到800°C后，將煤餅放入推焦車，推入焦?fàn)t。關(guān)閉爐門。800°C保溫I小時，隨后在15小時內(nèi)持續(xù)升溫至1050°C，在1050°C保溫I小時后出爐，熄焦，得到產(chǎn)品。 (5)出焦熄焦
煉焦完成后，打開爐門，將焦炭推入熄焦車，用冷水熄焦。當(dāng)焦炭溫度降下后停止熄焦。將焦炭烘干。
權(quán)利要求
1.一種褐煤煉焦方法，其特征是包括 步驟I :褐煤在700-800°C下干餾18-24小時制成褐煤半焦； 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，隨后在15小時內(nèi)持續(xù)升溫至1050°C，在1050°C保溫I小時后出爐，熄焦，得到產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是粘合劑由以下重量比的原料制成，甲醛20—50%，苯酚5—40%，尿素5 — 30%，煤焦油20—60%，淀粉10—40% ;先將甲醛、苯酚、尿素、煤焦油按比例混合后，調(diào)PH范圍為7 —10，加熱到溫度80°C —95°C后，熬制3小時一5小時得產(chǎn)物A ;將淀粉加水制成淀粉糊，淀粉與水的質(zhì)量比為1:5 —10 ;在產(chǎn)物A內(nèi)加入配好的淀粉糊，在90°C —95°C熬制2-4小時即得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是步驟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(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是步驟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(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的方法，其特征是步驟I中的褐煤半焦是褐煤在700-800°C下干餾18-24小時制得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的方法，其特征是所用的褐煤、肥煤、焦煤和貧瘦煤粉碎至3mm以下。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種褐煤煉焦方法，先將褐煤在700-800℃下干餾18-24小時制成褐煤半焦，再進(jìn)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，隨后在15小時內(nèi)持續(xù)升溫至1050℃，在1050℃保溫1小時后出爐，熄焦，得到產(chǎn)品。本方法通過配加褐煤煉制冶金焦，可擴(kuò)大煉焦用煤范圍，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(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)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(jìn)出口集團(tuán)科技發(fā)展有限公司