一種以低變質(zhì)粉煤、重質(zhì)油、焦油渣為原料制備型焦的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種以低變質(zhì)粉煤、重質(zhì)油、焦油渣為原料 制備型焦的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)煤炭資源中，低變質(zhì)煙煤（長(zhǎng)焰煤、不粘煤、弱粘煤）儲(chǔ)量極為豐富，約占全國(guó) 煤炭資源總量的51%左右，主要集中在陜、晉、寧、蒙、甘接壤地區(qū)，由于該煤種揮發(fā)分含量 可達(dá)到30%以上，因此通過中低溫干餾工藝獲得蘭炭、煤焦油與煤氣，是其分級(jí)提質(zhì)、高效 轉(zhuǎn)化和綜合利用的主要手段。
[0003] 陜北低變質(zhì)煤資源主要采用內(nèi)熱式直立爐生產(chǎn)工藝，以回爐煤氣為燃料，空氣為 助燃劑對(duì)原料煤加熱，通過中低溫干餾工藝獲得蘭炭、煤氣和焦油產(chǎn)品。該工藝所能處理的 原料煤僅限于20mm~80mm的塊煤，但是在開采、運(yùn)輸?shù)冗^程中，會(huì)產(chǎn)生大量的粉煤，塊煤產(chǎn) 量?jī)H占約40%左右，這就使得蘭炭生產(chǎn)原料受限，而同時(shí)大量的粉煤難以進(jìn)行熱解處理，其 中所含6~10%的焦油無法進(jìn)行綜合利用。目前，粉煤的熱解技術(shù)大多處于實(shí)驗(yàn)室研宄或 工業(yè)試驗(yàn)階段，尚未有推廣應(yīng)用的報(bào)道。最有應(yīng)用前景的固體熱載體工藝存在的重質(zhì)焦油 和半焦微細(xì)粒子黏附在分離器和冷卻管路內(nèi)壁，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、熱載體與粉煤的難以 快速混合與加熱、熱解揮發(fā)分不易快速分離等關(guān)鍵問題，是該技術(shù)難以大規(guī)模推廣應(yīng)用的 瓶頸。
[0004] 我國(guó)煤炭資源雖然豐富，但是煤源和煤種分布不均，除華北、華東地區(qū)外，其它省 區(qū)煉焦煤源很少，尤其是煉焦所用的主焦煤、肥煤等儲(chǔ)量較少，而且日趨緊缺，難以滿足冶 金工業(yè)的發(fā)展需要。為此人們一直在努力開發(fā)能大量利用豐富的低變質(zhì)粉煤的技術(shù)，而發(fā) 展型煤與型焦技術(shù)也是一種提高低變質(zhì)粉煤利用率和減少環(huán)境污染的重要途徑。型焦產(chǎn)品 可根據(jù)強(qiáng)度以及其他指標(biāo)可用為工業(yè)或民用塊狀燃料和氣化原料，也可代替常規(guī)焦炭用于 煉鐵和鑄造等工業(yè)。因此，發(fā)展型煤與型焦技術(shù)對(duì)我國(guó)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0005] 目前，利用低變質(zhì)粉煤制備型焦技術(shù)已經(jīng)有大量的研宄與報(bào)道，公開專利 CN102925178A中所提及的制備型焦的方法，所采用的粘結(jié)劑為煤直接液化殘?jiān)錈峤夤?藝為型煤干燥后直接熱解。專利CN1070220A中提到的方法也使用焦油渣制備型煤，主要是 以無煙煤和煙煤為原料，生產(chǎn)作為燃料的型煤；其次，除了使用焦油渣之外，該專利還使用 了電石渣、電石灰、石灰等其他添加劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種以低變質(zhì)粉煤、重質(zhì) 油、焦油渣為原料制備型焦的方法，利用熱解得到的副產(chǎn)品（重質(zhì)油、焦油渣）為主要粘 結(jié)劑，生產(chǎn)成本低，工藝簡(jiǎn)單，可利用現(xiàn)有的蘭炭生產(chǎn)裝置進(jìn)行生產(chǎn)，常溫下成型，成型壓力 低，既可實(shí)現(xiàn)低變質(zhì)粉煤的熱解分級(jí)提質(zhì)，又同時(shí)獲得了煤焦油、富氫煤氣和抗壓強(qiáng)度好的 型焦產(chǎn)品，對(duì)低變質(zhì)粉煤資源的綜合利用具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0008] -種以低變質(zhì)粉煤、重質(zhì)油、焦油渣為原料制備型焦的方法，包括如下步驟：
[0009] 步驟一，將低變質(zhì)粉煤與焦油渣分別經(jīng)過磨礦、篩分預(yù)處理后得到一定粒徑的原 料煤粉末；
[0010] 步驟二，按照低變質(zhì)粉煤65 %~90 %，重質(zhì)油5 %~15 %、焦油渣5 %~20 %的質(zhì) 量配比混合均勻，在成型模具中加壓成型，得到型煤；
[0011] 步驟三，將制備好的型煤置于加熱爐內(nèi)，在200~300°C下進(jìn)行干燥與強(qiáng)化處理；
[0012] 步驟四，將強(qiáng)化處理后的型煤在干餾裝置中于800 °C~1000°C進(jìn)行熱解，得到型 焦、煤焦油及煤氣。
[0013] 進(jìn)一步地，所述低變質(zhì)粉煤為長(zhǎng)焰煤、弱粘煤及不黏煤中的一種或者多種。
[0014] 進(jìn)一步地，所述低變質(zhì)粉煤與焦油渣經(jīng)預(yù)處理后，低變質(zhì)粉煤的粒度為80目，焦 油澄的粒度控制在3mm以下。
[0015] 進(jìn)一步地，所述重質(zhì)油及焦油渣為低變質(zhì)煤熱解得到的副產(chǎn)品。
[0016] 進(jìn)一步地，所述的重質(zhì)油是將中低溫煤焦油進(jìn)行分餾處理，切割溫度為400°C~ 500 °C時(shí)所獲取的重質(zhì)焦油。
[0017] 進(jìn)一步地，所述步驟二中成型壓力為6Mpa~lOMpa。
[0018] 進(jìn)一步地，所述步驟三中低溫強(qiáng)化時(shí)間為30~60min。
[0019] 進(jìn)一步地，所述步驟四中的熱解時(shí)間為2~4h。
[0020] 進(jìn)一步地，所述步驟四中得到的煤焦油進(jìn)行分餾處理，得到焦油渣、重質(zhì)油和輕質(zhì) 油，其中焦油渣返回至步驟一循環(huán)使用，重質(zhì)油返回至步驟二成型階段循環(huán)使用。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0022] (1)解決了目前我國(guó)晉陜蒙寧地區(qū)蘭炭產(chǎn)業(yè)中大量低變質(zhì)粉煤（包括長(zhǎng)焰煤、弱 粘煤及不粘煤）資源綜合利用的難題，可利用現(xiàn)有的、技術(shù)成熟的內(nèi)熱式低溫干餾裝置與 工藝直接進(jìn)行生產(chǎn)。
[0023] (2)以低變質(zhì)粉煤作為主體原料，重質(zhì)油作為主要粘結(jié)劑，同時(shí)利用了蘭炭生產(chǎn)過 程的兩種副產(chǎn)品和焦油澄，制備除了性能優(yōu)良的型焦產(chǎn)品，同時(shí)獲得了煤焦油與富氫煤氣， 實(shí)現(xiàn)了低變質(zhì)粉煤的分級(jí)提質(zhì)。
[0024] (3)彌補(bǔ)了現(xiàn)有粉煤熱解技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)了低變質(zhì)煤分級(jí)提質(zhì)提油，同時(shí)有效利 用了焦油渣，擴(kuò)大了低變質(zhì)煤熱解焦的使用領(lǐng)域，解決了煤潔凈轉(zhuǎn)化過程中存在的關(guān)鍵難 題，對(duì)推動(dòng)我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
[0025] (4)與專利CN1070220A相比，本發(fā)明主要以蘭炭生產(chǎn)過程得到的中低溫煤焦油經(jīng) 分餾后得到的重質(zhì)組分（約占焦油量的30%左右）以及焦油渣為粘結(jié)劑，型煤需要在干燥 的同時(shí)進(jìn)行強(qiáng)化處理，隨后進(jìn)行熱解。本發(fā)明著力于解決低變質(zhì)粉煤（長(zhǎng)焰煤、弱粘煤及不 粘煤）的利用問題，最終得到的產(chǎn)品為型焦、煤焦油和高熱值煤氣。同時(shí)本發(fā)明所采用粘結(jié) 劑主要是重質(zhì)油、焦油渣，均為低變質(zhì)粉煤或塊煤熱解后的副產(chǎn)品，基本實(shí)現(xiàn)了原料自供。
[0026] 綜上，本發(fā)明以低變質(zhì)粉煤為主體原料，以重質(zhì)油與焦油渣作為粘結(jié)劑，通過成型 熱解技術(shù)獲得型焦、煤焦油及煤氣，既可實(shí)現(xiàn)低變質(zhì)粉煤資源的分級(jí)提質(zhì)，同時(shí)也解決了焦 油渣的堆存與污染問題，是一種行之有效的利用途徑，對(duì)我國(guó)粉煤中低溫干餾工藝的技術(shù) 進(jìn)步具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0029] 實(shí)施例中所用原料為陜西榆林孫家岔煤（SJC)和三江煤化工有限責(zé)任公司的重 質(zhì)油和焦油渣。原料煤的元素分析與工業(yè)分析結(jié)果如表1所示。
[0030] 表1工業(yè)分析及元素分析
[0031]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種以低變質(zhì)粉煤、重質(zhì)油、焦油渣為原料制備型焦的方法，其特征在于，包括如下 步驟： 步驟一，將低變質(zhì)粉煤與焦油渣分別經(jīng)過磨礦、篩分預(yù)處理后得到一定粒徑的原料煤 粉末； 步驟二，按照低變質(zhì)粉煤65%~90%，重質(zhì)油5%~15%、焦油渣5%~20%的質(zhì)量配 比混合均勻，在成型模具中加壓成型，得到型煤； 步驟三，將制備好的型煤置于加熱爐內(nèi)，在200~300°C下進(jìn)行干燥與強(qiáng)化處理； 步驟四，將強(qiáng)化處理后的型煤在干餾裝置中于800°C~1000°C進(jìn)行熱解，得到型焦、煤 焦油及煤氣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以低變質(zhì)粉煤、重質(zhì)油、焦油渣為原料制備型焦的方法，其特征 在于，所述低變質(zhì)粉煤為長(zhǎng)焰煤、弱粘煤及不黏煤中的一種或者多種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以低變質(zhì)粉煤、重質(zhì)油、焦油渣為原料制備型焦的方法，其特征 在于，所述低變質(zhì)粉煤與焦油渣經(jīng)預(yù)處理后，低變質(zhì)粉煤的粒度為80目，焦油渣的粒度控 制在3mm以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以低變質(zhì)粉煤、重質(zhì)油、焦油渣為原料制備型焦的方法，其特征 在于，所述重質(zhì)油及焦油渣為低變質(zhì)煤熱解得到的副產(chǎn)品。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以低變質(zhì)粉煤、重質(zhì)油、焦油渣為原料制備型焦的方法，其特征 在于，所述的重質(zhì)油是將中低溫煤焦油進(jìn)行分餾處理，切割溫度為400°C~500°C時(shí)所獲取 的重質(zhì)焦油。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以低變質(zhì)粉煤、重質(zhì)油、焦油渣為原料制備型焦的方法，所述步 驟二中成型壓力為6Mpa~lOMpa。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以低變質(zhì)粉煤、重質(zhì)油、焦油渣為原料制備型焦的方法，其特征 在于，所述步驟三中低溫強(qiáng)化時(shí)間為30~60min。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以低變質(zhì)粉煤、重質(zhì)油、焦油渣為原料制備型焦的方法，其特征 在于，所述步驟四中的熱解時(shí)間為2~4h。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以低變質(zhì)粉煤、重質(zhì)油、焦油渣為原料制備型焦的方法，其特征 在于，所述步驟四中得到的煤焦油進(jìn)行分餾處理，得到焦油渣、重質(zhì)油和輕質(zhì)油，其中焦油 渣返回至步驟一循環(huán)使用，重質(zhì)油返回至步驟二成型階段循環(huán)使用。
【專利摘要】一種以低變質(zhì)粉煤、重質(zhì)油、焦油渣為原料制備型焦的方法，首先將低變質(zhì)粉煤磨礦、篩分后得到一定粒徑的原料粉末，再將低變質(zhì)粉煤、重質(zhì)油、焦油渣均勻混合，在成型模具中加壓成型，將制備好的型煤在低溫條件下進(jìn)行干燥與強(qiáng)化處理，處理后的型煤置于干餾裝置中進(jìn)行熱解，得到型焦、煤焦油及煤氣，煤氣可作為燃料氣或化工原料氣，液體油經(jīng)分餾處理得到重質(zhì)油與輕質(zhì)油，輕質(zhì)油經(jīng)加氫處理可生產(chǎn)燃料油，重質(zhì)油、焦油渣可返回型煤制備流程中循環(huán)使用；該方法主要應(yīng)用于低變質(zhì)粉煤的中低溫?zé)峤馓豳|(zhì)分級(jí)，在獲得型焦產(chǎn)品的同時(shí)，最大程度回收利用粉煤中的焦油與富氫煤氣，具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、熱解速度快、型焦強(qiáng)度好、輕質(zhì)油收率高的特點(diǎn)。
【IPC分類】C10B57-06, C10B53-08
【公開號(hào)】CN104650937
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510047223
【發(fā)明人】宋永輝, 蘇婷, 尚文智, 劉漫博, 賀文晉, 馬巧娜
【申請(qǐng)人】西安建筑科技大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年1月28日