CN111004639A - 一种焦炭的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤炭技术领域，具体是指一种焦炭的生产工艺，本发明方法包括对原料主焦煤、无烟煤、焦粉、沥青和石油焦进行干馏处理。本发明将配煤按一定比例高温高压搅拌，成型、装炉、炭化，制得型焦，本发明方法制备的型焦产品规格均匀，块度大，达到120‑130mm，而且强度高，落下强度>95％，减少了焦炭在运输过程中的破损率，降低了焦炭的损耗，气孔率低，产品置于空气中不易被氧化；而且焦炭的反应能力小，反应性低，反应热强度高，在铸造或冶金过程中不存在由于炉内的CO2生成CO，产生吸热反应，降低冶炼炉内形成的温度范围宽，温度高的高温带。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭技术领域，具体是指一种焦炭的生产工艺。
背景技术
型焦是用一种或几种煤粉与一定比例的粘结剂、固硫剂，采用适当的工艺和设备加工成具有一定形状和大小及物理化学性能块状燃料。主要原料为焦炭生产和运输过程中生产的实下物,即颗粒小于5mm的的粉末状态的焦粉或弱黏结煤粉。该原料很难利用，而且直接燃用会给环境造成更大的污染，将焦粉或煤粉制成型焦，完全可替代焦炭用于钢铁的冶炼和铸造行业，焦粉制成的型焦可广泛应用于冶炼、化工、锅炉燃烧等行业。
配煤就是把不同变质程度的炼焦煤，按适当的比例配合起来，利用各种煤在性质上的相辅相成，以生产符合要求的焦炭。配煤的质量优于单种煤，同时吨焦炭所需煤的价格也有很大优势，因此配煤对合理利用煤资源、节约优质炼焦煤、扩大炼焦煤资源有着重要意义。
目前我国型焦的一般生产工艺是煤粉在粉碎加添加剂混捏搅拌冷热压力成型-烘干或炭化出成品。而原工艺生产出来的产品主要问题标线在冷热强度上差，尤其是实用中的热稳定性差。配料配比不正确是主要原因之一。本发明就目前型焦生产工艺的配煤问题提出了一种解决方案。。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种焦炭的生产工艺，具体步骤如下：包括对原料主焦煤、无烟煤、焦粉、沥青和石油焦进行干馏处理。
优选的，所述原料按重量份数为主焦煤10-20份、无烟煤50-80份、焦粉4-10份、沥青5-12份、石油焦5-10份。
优选的，所述原料按重量份数为主焦煤12-16份、无烟煤60-70份、焦粉5-8份、沥青8-10份、石油焦8-12份。
优选的，所述原料按重量份数为主焦煤15份、无烟煤60份、焦粉8份、沥青9份、石油焦7份。
优选的，包括如下顺序进行的步骤：
步骤(1)按照如下重量份配比准备原料:主焦煤10-18份、无烟煤60-70份、焦粉3-9份、沥青6-12 份、石油焦3-9份；
步骤(2)压铸处理：将原料混合均匀后进行压铸处理，压制成型煤；
步骤(3)干馏处理：对型煤加热，进行干馏、炭化处理，即得。
优选的，所述步骤2)中所述压铸处理过程中的相对压力为20-30MPa。
优选的，所述步骤3中所述干馏炭化处理过程中对型煤进行程序加热，其中所述程序加热包括如下顺序进行的步骤：
3-1)加热使型煤以8-12℃/min的升温速率升温至350-400℃，在温度为350-400℃的条件 8-10h；
3-2)加热升温使型煤以5-10℃/min的升温速率升温至400-550℃，在温度为400-550℃的条保持8-10h；
3-3)加热升温使型煤以3-5℃/min的升温速率升温至550-1050℃，在温度为550-1050℃的条件下保持6-8h。
优选的，所述步骤1中所述原料主焦煤的粒度为40-60目、无烟煤的粒度为50-80目、焦粉的粒度为100-150目、沥青的粒度为20-40目、石油焦的粒度为60-80目。
优选的，所述步骤1中向混合均匀的原料中通入蒸汽，在搅拌状态下加热原料，对原来进行加热处理，制得配合煤混合物，然后再进行所述的压铸处理。
采用以上结构后，本发明具有如下优点：
1.本发明方法制备的型焦产品规格均匀，块度大，达到120-130mm，而且强度高，落下强度>95％，减少了焦炭在运输过程中的破损率，降低了焦炭的损耗，气孔率低，产品置于空气中不易被氧化；而且焦炭的反应能力小，反应性低，反应热强度高，在铸造或冶金过程中不存在由于炉内的CO2生成CO，产生吸热反应，降低冶炼炉内形成的温度范围宽，温度高的高温带；
2.本发明方法制备的焦炭的灰分、硫分和碳烧失率低，干焦得率高，质量标准达到国标一级率>95；煤种适应性广，原料储量大，价格低，易获得，具有低成本，高回收率优点；
3.本发明方法制备的焦炭的固定碳含量高，达到88％以上，发热量高，热强度高达到高于31100kj/kg 以上，焦炭的比表面积小，燃烧比降低；焦炭块度大，熔炼过程中熔炼温度高；
具体实施方式
一种焦炭的生产工艺，一种焦炭的生产工艺，具体步骤如下：包括对原料主焦煤、无烟煤、焦粉、沥青和石油焦进行干馏处理。
更近一步地，所述原料按重量份数为主焦煤10-20份、无烟煤50-80份、焦粉4-10份、沥青5-12份、石油焦5-10份。
更近一步地，所述原料按重量份数为主焦煤12-16份、无烟煤60-70份、焦粉5-8份、沥青8-10份、石油焦8-12份。
更近一步地，所述原料按重量份数为主焦煤15份、无烟煤60份、焦粉8份、沥青9份、石油焦7份。
更近一步地，包括如下顺序进行的步骤：
步骤(1)按照如下重量份配比准备原料:主焦煤10-18份、无烟煤60-70份、焦粉3-9份、沥青6-12 份、石油焦3-9份；
步骤(2)压铸处理：将原料混合均匀后进行压铸处理，压制成型煤；
步骤(3)干馏处理：对型煤加热，进行干馏、炭化处理，即得。
更近一步地，所述步骤2)中所述压铸处理过程中的相对压力为20-30MPa。
更近一步地，所述步骤3中所述干馏炭化处理过程中对型煤进行程序加热，其中所述程序加热包括如下顺序进行的步骤：
3-1)加热使型煤以8-12℃/min的升温速率升温至350-400℃，在温度为350-400℃的条件 8-10h；
3-2)加热升温使型煤以5-10℃/min的升温速率升温至400-550℃，在温度为400-550℃的条保持8-10h；
3-3)加热升温使型煤以3-5℃/min的升温速率升温至550-1050℃，在温度为550-1050℃的条件下保持6-8h。
更近一步地，所述步骤1中所述原料主焦煤的粒度为40-60目、无烟煤的粒度为50-80目、焦粉的粒度为100-150目、沥青的粒度为20-40目、石油焦的粒度为60-80目。
更近一步地，所述步骤1中向混合均匀的原料中通入蒸汽，在搅拌状态下加热原料，对原来进行加热处理，制得配合煤混合物，然后再进行所述的压铸处理。
实施例
1)原料粉碎处理:
将主焦煤、无烟煤、焦粉、沥青和石油焦单独粉碎并分别过筛，制成粒度为30目主焦煤粉、粒度为 50目无烟煤粉、粒度为80目细焦粉、粒度为30目沥青粉、粒度为50目石油焦粉，粉碎后的原料粉末分别存储于相应的原料仓，备用。
原料称量与混合：
2A)按照如下份数配比称量原料：主焦煤10份、无烟煤65份、焦粉3份、沥青12份和石油焦10 份；
2B)将主焦煤粉、无烟煤粉、石油焦粉、细焦粉、沥青粉置于双螺旋搅拌机中搅拌，混合均匀，制得混合原料粉，其中搅拌速率为100r/min；
加热处理:
将混合原料粉置于混合机内，通入蒸汽，在搅拌状态下对原料进行加热处理，沥青软化将主焦煤粉、无烟煤粉、石油焦粉、细焦粉粘结，同时去除混合原料粉中的部分挥发份，制得配合煤混合物，其中通入混合室内的蒸汽的温度为180℃，蒸汽相对压力为6kg/cm2，蒸汽的流量为3t/h；加热处理时间为 10min，搅拌速率为100rpm；
4)压铸处理：
将配合煤混合物进行压铸处理，制成密度为1.39g/cm3的型煤，其中，压铸处理的相对压力为 25MPa，型煤直径为125±2mm。
5)干馏处理：
将型煤放置于焦煤炉(立式机焦煤炉)内，关闭炉门，开启焦煤炉的加热***，对炉内型煤进行程序加热升温处理：
5-1)干馏炭化处理第一阶段
对焦炉内的型煤以9℃/h的加热速率进行快速加热，升温至350℃，并在温度为350℃的条件下保持8h，然后停止加热1h，型煤在第一阶段进行干燥、脱气处理，型煤中的水分全部变为水蒸气带出炭化室外，同时排出产生的N2、CH4、CO等气体，生成干煤；
5-2)干馏炭化处理第二阶段对干煤继续加热，以4℃/h的加热速率进行均衡加热，升温至400℃，并在温度为400℃的条件下保持6h，然后停止加热4h，炭化室内温度趋于平衡，型煤发生分解，生成和排出大量的煤气和焦油蒸汽等化合物，使型煤软化生成胶质体，生成半焦；
5-3)干馏炭化第三阶段
对半焦继续加热，以2℃/h的加热速率进行推焦加热，升温至550℃，并在温度为550℃的条件下保持8h，焦化室内半焦发生裂解反应，析出以氢气为主的气体物质，当温度继续升高，半焦的裂解和缩聚反应趋缓，析出的气体量减少，半焦形成焦炭。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种焦炭的生产工艺，其特征在于：包括对原料主焦煤、无烟煤、焦粉、沥青和石油焦进行干馏处理。
2.根据权利要求1所述的一种焦炭的生产工艺，其特征在于：所述原料按重量份数为主焦煤10-20份、无烟煤50-80份、焦粉4-10份、沥青5-12份、石油焦5-10份。
3.根据权利要求1所述的一种焦炭的生产工艺，其特征在于：所述原料按重量份数为主焦煤12-16份、无烟煤60-70份、焦粉5-8份、沥青8-10份、石油焦8-12份。
4.根据权利要求1所述的一种焦炭的生产工艺，其特征在于：所述原料按重量份数为主焦煤15份、无烟煤60份、焦粉8份、沥青9份、石油焦7份。
5.根据权利要求1所述的一种焦炭的生产工艺，其特征在于：包括如下顺序进行的步骤：
步骤(1)按照如下重量份配比准备原料:主焦煤10-18份、无烟煤60-70份、焦粉3-9份、沥青6-12份、石油焦3-9份；
步骤(2)压铸处理：将原料混合均匀后进行压铸处理，压制成型煤；
步骤(3)干馏处理：对型煤加热，进行干馏、炭化处理，即得。
6.根据权利要求5所述的一种焦炭的生产工艺，其特征在于：所述步骤2)中所述压铸处理过程中的相对压力为20-30MPa。
7.根据权利要求5或6所述的一种焦炭的生产工艺，其特征在于：所述步骤3中所述干馏炭化处理过程中对型煤进行程序加热，其中所述程序加热包括如下顺序进行的步骤：
3-1)加热使型煤以8-12℃/min的升温速率升温至350-400℃，在温度为350-400℃的条件8-10h；
3-2)加热升温使型煤以5-10℃/min的升温速率升温至400-550℃，在温度为400-550℃的条保持8-10h；
3-3)加热升温使型煤以3-5℃/min的升温速率升温至550-1050℃，在温度为550-1050℃的条件下保持6-8h。
8.根据权利要求5或6所述的一种焦炭的生产工艺，其特征在于：所述步骤1中所述原料主焦煤的粒度为40-60目、无烟煤的粒度为50-80目、焦粉的粒度为100-150目、沥青的粒度为20-40目、石油焦的粒度为60-80目。
9.根据权利要求5所述的一种焦炭的生产工艺，其特征在于：所述步骤1中向混合均匀的原料中通入蒸汽，在搅拌状态下加热原料，对原来进行加热处理，制得配合煤混合物，然后再进行所述的压铸处理。
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