專利名稱：中空多孔高強度冶金型焦及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種型焦，尤其涉及一種利用大量 非粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤生產(chǎn)的型焦，本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)該型焦的方法。
背景技術(shù)：
我國是焦炭生產(chǎn)大國，焦炭產(chǎn)量占世界焦炭總產(chǎn)量的50% 左右；而目前我國的煉焦技術(shù)還比較落后，煉焦時非粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤的用量僅占20% 30%、粘結(jié)性煤的用量卻達到了 70% 80%，遠遠滯后于國外的先進水平(非粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤與粘結(jié)性煤的用量為1:1)，不但 增加了焦炭的生產(chǎn)成本、而且也加劇了粘結(jié)性煤的供需矛盾；與我國焦炭 生產(chǎn)大國的地位極不相稱。另外，由于目前國內(nèi)所生產(chǎn)的機焦大多是在常溫下將煤粉直接搗固為 實心的4 5噸大型塊狀結(jié)構(gòu)，因此在干餾過程中傳熱較慢，所需的炭化成焦時間一般都在12小時以上，生產(chǎn)率很低；同時，由于體積比較龐大，機 焦的芯部比較疏松、強度較弱；而且由于體積比較龐大，在熄焦后還必須對其進行破碎，因此產(chǎn)生了大量的焦粉而導(dǎo)致生產(chǎn)成本升高。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種粘 結(jié)性煤用量少、生產(chǎn)效率高，不產(chǎn)生焦粉的中空多孔高強度冶金型焦；本 發(fā)明的目的還在于提供一種快速生產(chǎn)該型焦的方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的中空多孔高強度冶金型焦采用以 下技術(shù)方案按重量百分比計算，由70 80%的非粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤與30 20%的粘結(jié)性煤經(jīng)破碎混合、高溫預(yù)熱、分層加熱搗固中空成型、半焦熱脹及結(jié)晶約束、半焦干餾、高壓水蒸氣浸拂熄焦而制成。本發(fā)明所提供的中空多孔高強度冶金型焦的優(yōu)選技術(shù)方案為所述的 非粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤是無煙煤或焦粉。本發(fā)明所提供的生產(chǎn)中空多孔高強度冶金型焦的方法具體為(1) 破碎混合，將非粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤與粘結(jié)性煤破碎后混合均勻， 得混合煤粉，并確保該混合煤粉的灰份《12%、煤粉粒度《3M1;(2) 高溫預(yù)熱，將所述的混合煤粉送入30(TC 45(TC的加熱裝置中 攪拌、均混，直至該煤粉的焦質(zhì)層厚度y值均》8mm，得塑性混合煤粉；(3) 分層加熱搗固中空成型，將保溫的所述塑性混合煤粉進行分層加 熱、分層搗固壓實制成中空多孔的餅狀焦坯；搗固過程中的加熱溫度為600 'C、每層煤粉搗固壓實后的厚度《5mm、每層煤粉所受的搗固打擊能量》2.5 千焦耳；(4) 半焦熱脹及結(jié)晶約束，將保溫的所述焦坯置于模具中加熱到750 °C，待煤粉結(jié)晶固化后脫模，得半焦；(5) 半焦干餾，將保溫的所述半焦加熱到105(TC以上，得紅焦；(6) 高壓水蒸氣浸拂熄焦，用高壓氷蒸氣對所述的紅焦進行吹拂，直 至紅焦冷卻至20(TC以下，得型焦。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有成本低、生產(chǎn)率高、節(jié)約粘結(jié)性煤資源， 以及型焦強度好、不產(chǎn)生焦粉等優(yōu)點；具體分析如下1.由于采用了高溫預(yù)熱工序，因此能夠使混合煤粉均勻受熱、粘結(jié)性 煤中的塑性粘結(jié)性物質(zhì)得以充分析出、塑性層厚度增加，有效地增強了焦炭的粘結(jié)性，從而能夠?qū)⒄辰Y(jié)性煤的用量從原來的70 80%降低到20 30%，節(jié)約粘結(jié)性煤資源，大幅度地降低了焦炭的生產(chǎn)成本；高溫預(yù)熱工序還能夠有效地降低了焦炭中的含硫量和氣孔率、改善結(jié)焦性能、增強焦 炭強度和硬度，提高了焦炭質(zhì)量。另外，與傳統(tǒng)機焦的濕煤煉焦相比，高溫預(yù)熱工序還可使結(jié)焦時間縮短20% 30%、堆密度增大10% 15%、焦 爐生產(chǎn)能力提高30% 50%，而且煉焦所需要的熱量比濕煤直接煉焦所需 的熱量少；煤粉均勻受熱可降低推焦時焦坯溫度，減少焦炭和粗煤氣帶走 的熱能；同時，煤粉在爐外預(yù)熱裝置中攪拌、均混預(yù)熱比濕煤直接在炭化 室中加熱的熱效率高，降低了煉焦熱耗。采用高溫預(yù)熱工序，不僅可脫除 煤粉中的水份、減少剩余氨水量，而且還能減少推焦操作和熄焦操作過程 中煙塵的散發(fā)，減輕環(huán)境污染。2. 由于采用了分層加熱搗固中空成型工序，增大了焦坯的堆積密度、 減少煤粒間的空隙，因此減少了結(jié)焦過程中為填充空隙所需膠質(zhì)體液相產(chǎn) 物的數(shù)量，實現(xiàn)了較少量的膠質(zhì)體在煤粒之間形成較強界面結(jié)合的目的； 另外，堆密度增加之后，由于焦坯的透氣性較差、結(jié)焦過程中產(chǎn)生的干餾 氣體不易析出、膠質(zhì)體膨脹壓力增大、煤粒受壓擠緊，因此進一步加強了 煤粒間的結(jié)合力、改善了煤粉的粘結(jié)性，增強了焦炭的強度，使焦炭質(zhì)量 得以大幅度提高，經(jīng)濟效益顯著；同時，也增加了非粘結(jié)性或弱粘結(jié)性煤 的用量，從而擴大了配煤范圍，有效地節(jié)約了粘結(jié)性煤資源。3. 由于焦坯采用了中空多孔的餅狀結(jié)構(gòu)，因此能夠形成眾多條的高溫 熱流通道，有效地增大了半焦在干餾時的受熱面積，從而將干餾時間縮短至<40分鐘；與傳統(tǒng)的煉焦方法相比，采用同等容積的炭化室生產(chǎn)型焦， 本發(fā)明的生產(chǎn)率可提高十倍以上。同理，中空多孔結(jié)構(gòu)的焦坯還能夠形成 眾多條的散熱通道，有利于增大散熱面積，縮短熄焦時間。另外，由于直 接將塑性混合煤粉搗固成用戶所需的中空多孔狀結(jié)構(gòu)的規(guī)格型焦，熄焦后 不對型焦成品進行破碎，因此實現(xiàn)了零焦粉生產(chǎn)，避免了不必要的資源浪 費。4. 由于采用了半焦熱脹及結(jié)晶約束工序，因此可防止焦坯在炭化過程中煤粉因熱脹及結(jié)晶而導(dǎo)致焦坯的外形及中空孔變形、損壞，有利于在進 行干餾或高壓水蒸氣浸拂熄焦時保證熱流或散熱通道的暢通。5. 由于采用了高壓水蒸氣浸拂熄焦工序，熄焦時水蒸氣與紅焦發(fā)生反 應(yīng)，生成的氫氣和一氧化碳氣體可導(dǎo)入焦爐內(nèi)加熱，因此既節(jié)約能源、又 不會產(chǎn)生熄焦裂紋，焦炭的強度高、質(zhì)量好；高壓水蒸氣浸拂熄焦不僅徹 底克服了傳統(tǒng)濕法熄焦耗水量大，廢氣、廢水以及灰塵污染嚴重的缺陷， 而且也克服了傳統(tǒng)干法熄焦設(shè)備投資巨大的缺陷。
具體實施例方式下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進一步說明 實施例1將發(fā)熱量7000卡/克、揮發(fā)份16%、粘結(jié)指數(shù)35%、含硫量O. 5%、水 份8%、灰份12%的粘結(jié)性煤200噸配以發(fā)熱量7000卡/克、含硫量0.5%、 水份8%、灰份12%無煙煤的800噸按以下方法生產(chǎn)(l)破碎混合，將以上無煙煤和粘結(jié)性煤破碎后混合均勻，得混合煤 粉；并確保該混合煤粉的灰份為12%、煤粉粒度為3min;(2) 高溫預(yù)熱，將所述的混合煤粉送入30(TC 45(TC的加熱裝置中 攪拌、均混，直至該煤粉的焦質(zhì)層厚度y值均》8 mm,得塑性混合煤粉； 其目的是使混合煤粉均勻受熱，粘結(jié)性煤中的塑性粘結(jié)性物質(zhì)充分析出；(3) 分層加熱搗固中空成型，對保溫的所述塑性混合煤粉進行分層加 熱、分層搗固壓實制成中空多孔的餅狀焦坯；搗閨過程中的加熱溫度為600 "C、每層煤粉搗固壓實后的厚度《5mm、每層煤粉所受的搗固打擊能量》2. 5 千焦耳；應(yīng)當注意的是在完成一層塑性混合煤粉的搗固成型以后，必須 待溫度上升到60(TC方可進行下一層塑性混合煤粉的搗固成型，其目的是 提高焦坯芯部的堆積密度、增加焦坯整體強度； —(4) 半焦熱脹及結(jié)晶約束，將保溫的所述焦坯置于模具中加熱到750 °C，待煤粉結(jié)晶固化后脫模，得半焦；在此過程中，由于煤粉會因熱脹及 結(jié)晶而導(dǎo)致焦坯的外形及中空孔變形、損壞，因此需將焦坯置于模具中進 行約束；(5) 半焦干餾，將保溫的所述半焦加熱到105(TC以上，得紅焦；在此過程中，應(yīng)當將各半焦的中空孔排列對齊以形成眾多的高溫?zé)崃魍ǖ溃瑥亩_到增大半焦受熱面積，縮短干縛時間、提高生產(chǎn)率的目的；(6) 高壓水蒸氣浸拂熄焦，用高壓水蒸氣對所述的紅焦進行吹拂，直 至紅焦冷卻至20(TC以下，得型焦；在此過程中，應(yīng)當將各紅焦的中空孔排列對齊以形成眾多的散熱氣流通道，從而達到增大紅焦散熱面積，縮短 熄焦時間、提高生產(chǎn)率的目的。實施例2將發(fā)熱量7800卡/克、揮發(fā)份14%、粘結(jié)指數(shù)30%、含硫量0.6%、水 份7%、灰份13%的粘結(jié)性煤220噸配以發(fā)熱量7800卡/克、含硫量0. 45%、 水份8%、灰份11%的無煙煤780噸按實施例1的方法生產(chǎn)；并確保工序(l) 中混合煤粉的灰份為10°/。、煤粉粒度為2mra。實施例3將發(fā)熱量8000卡/克、揮發(fā)份19°/。、粘結(jié)指數(shù)36%、含硫量0. 3%、水 份5%、灰份10%的粘結(jié)性煤300噸配以發(fā)熱量7500卡/克、含硫量0. 3%、 水份3%、灰份8%的焦粉700噸按實施例1的方法生產(chǎn)；并確保工序(1) 中混合煤粉的灰份為9%、煤粉粒度為3 mm。實施例4將發(fā)熱量7000卡/克、揮發(fā)份13%、粘結(jié)指數(shù)35%、含硫量0.5%、水 份10%、灰份12%的粘結(jié)性煤280噸配以發(fā)熱量7200卡/克、含硫量0. 55%、 水份7%、灰份11%的焦粉720噸按實施例1的方法生產(chǎn)；并確保工序(1) 中混合煤粉的灰份為10%、煤粉粒度為2.6mm。
權(quán)利要求
1.一種中空多孔高強度冶金型焦，其特征在于按重量百分比計算，由70～80％的非粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤與30～20％的粘結(jié)性煤經(jīng)破碎混合、高溫預(yù)熱、分層加熱搗固中空成型、半焦熱脹及結(jié)晶約束、半焦干餾、高壓水蒸氣浸拂熄焦而制成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空多孔高強度冶金型焦，其特征在于所述的非粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤為無煙煤。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空多孔高強度冶金型焦，其特征在于所述的非粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤為焦粉。
4. 一種生產(chǎn)權(quán)利要求1或2或3所述的中空多孔高強度冶金型焦的方法，其特征在于具體步驟如下(1) 破碎混合，將非粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤與粘結(jié)性煤破碎后混合均勻，得混合煤粉，并確保該混合煤粉的灰份《12%、煤粉粒度《3M1;(2) 高溫預(yù)熱，將所述的混合煤粉送入3(KTC 45(TC的加熱裝置中 攪拌、均混，直至該煤粉的焦質(zhì)層厚度y值均^8nnn，得塑性混合煤粉；(3) 分層加熱搗固中空成型，將保溫的所述塑性混合煤粉進行分層加 熱、分層搗固壓實制成中空多孔的餅狀焦坯；搗固過程中的加熱溫度為600 。C、每層煤粉搗固壓實后的厚度《5mm、每層煤粉所受的搗固打擊能量^2.5千焦耳；(4) 半焦熱脹及結(jié)晶約束，將保溫的所述焦坯置于模具中加熱到750 'C，待煤粉結(jié)晶固化后脫模，得半焦；(5) 半焦干餾，將保溫的所述半焦加熱到105(TC以上，得紅焦；(6) 高壓水蒸氣浸拂熄焦，用高壓水蒸氣對所述的紅焦進行吹拂，直 至紅焦冷卻至20(TC以下，得型焦。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中空多孔高強度冶金型焦及生產(chǎn)方法，屬于煉焦技術(shù)；旨在提供一種主焦煤用量少的型焦以及快速生產(chǎn)該型焦的方法。它是按重量百分比計算，由70～80％的非粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤與30～20％的粘結(jié)性煤經(jīng)破碎混合、高溫預(yù)熱、分層加熱搗固中空成型、半焦熱脹及結(jié)晶約束、半焦干餾、高壓水蒸氣浸拂熄焦而制成。本發(fā)明提供的型焦可大幅度提高非粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤的使用配比，本發(fā)明提供的方法大大縮短型焦在炭化室中的成焦時間，使同等容積的炭化室生產(chǎn)率提高十倍以上；本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于無煙煤或主焦煤快速煉焦、無煙煤制塊或機焦粉制塊等工業(yè)領(lǐng)域。
文檔編號C10B57/00GK101225317SQ20081006863
公開日2008年7月23日 申請日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者暢 趙 申請人:暢 趙