專利名稱：一種弱黏煤或不黏煤改質(zhì)處理的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于弱黏結(jié)性或不黏煤的改質(zhì)處理技術(shù)領域，具體涉及通過水蒸汽處理改質(zhì)手段改善弱黏或不黏煤的黏結(jié)性和結(jié)焦性能。
背景技術(shù)：
目前我國煤炭資源的現(xiàn)狀，即優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源日趨緊張，而低變質(zhì)程度高揮發(fā)份的不粘煤如神府煤儲量豐富，這些弱黏或不黏煤的使用可以最大限度的擴大煉焦煤的資源，緩解煉焦煤的不足。然而弱黏或不黏煤由于其變質(zhì)程度較低，含氧官能團多，氫鍵締合強度高，黏結(jié)性能差，揮發(fā)份含量較高，因而直接使用配入量受到限制，為此必須進行改質(zhì)提質(zhì)處理，以提高其配入量，并且滿足大高爐對焦炭質(zhì)量的要求。通過文獻查閱發(fā)現(xiàn)，文獻報道的采用水熱處理的手段對煤進行改質(zhì)，都是為改善其液化性能，其水熱處理過程是采用液態(tài)的水，在高壓的作用下進行的。而將低變質(zhì)程度的弱黏煤通過水蒸汽常壓處理手段，改善其黏結(jié)性能，用于煉焦配煤目前尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種水蒸汽常壓改質(zhì)處理高揮發(fā)份弱黏或不黏煤的方法，并將改質(zhì)處理后的弱黏或不黏煤用于煉焦配煤。實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案是將弱黏煤或不黏煤置于固定床反應器中，通入 N2以排盡反應器中的空氣，避免煤樣的氧化；之后切換通入水蒸汽，并將反應器開始加熱， 反應器的壓力為常壓，水熱處理在100 350°C下進行，在此溫度下持續(xù)通入水蒸汽；當水蒸汽的用量達到弱黏煤或不黏煤質(zhì)量的1 3倍后，停止加熱并切換氮氣快速將反應器冷卻至室溫；從反應器中取出水蒸汽處理后的煤樣，密封儲存?zhèn)溆米鳛闊捊古涿?；從反應器頂逸出的處理后的氣體經(jīng)冷凝冷卻后可進入煤氣系統(tǒng)加以處理。本發(fā)明針對高揮發(fā)份弱粘或不黏煤的具體特點，即變質(zhì)程度低，含氧官能團多，氫鍵締合強度高，黏結(jié)性能差，通過適當條件下的水蒸汽處理，能夠有效脫除其含氧官能團， 達到人工促進其變質(zhì)程度的目的，破壞其氫鍵作用，提高其有機溶劑可溶物的含量，從而提高其黏結(jié)性和煉焦性能，達到增加其在煉焦煤中配入量，最大限度地高效、合理使用弱黏或不黏煤資源的目的。神府煤是弱黏煤或不黏煤的典型代表，由于其高揮發(fā)性和弱黏結(jié)性的基本特點， 使得其在目前配煤煉焦上很少使用，少數(shù)煉焦企業(yè)使用時其在煉焦配煤中的配入量不超過 1 3%，用量受到限制。使用本發(fā)明技術(shù)后，經(jīng)過適當?shù)乃羝幚砗?，能夠明顯改善神府煤的黏結(jié)性和結(jié)焦性，因而可將其在煉焦配煤中的用量提高至8 15%，并且焦炭質(zhì)量能夠滿足要求。隨著我國焦化行業(yè)的不斷發(fā)展，煉焦煤資源短缺的矛盾日益突出，因此擴大弱黏結(jié)煤在煉焦過程中的應用，提高焦炭質(zhì)量，是我國煉焦行業(yè)發(fā)展的主要方向之一。與之相對應，我國高揮發(fā)分弱黏性或不黏煤資源十分豐富，其中長焰煤、不黏煤和弱黏煤約占全國煤炭儲量的25%，這些煤具備了低硫、易洗選、精煤灰分低和價廉等優(yōu)點。煉焦配煤中如果能夠提高這些高揮發(fā)分弱黏結(jié)性或不黏煤的配用量，這無疑將有利于降低焦炭灰分、硫份，擴大煉焦煤資源，降低配煤成本，提高經(jīng)濟和社會效益。本發(fā)明表明，對神府煤為代表的弱黏煤或不黏煤，采用水蒸汽處理的技術(shù)，確實可以明顯改善其黏結(jié)性和結(jié)焦性，擴大其在煉焦配煤中的應用是可行的。所涉及的處理條件目前煉焦企業(yè)完全可以實施。2010年我國煉焦煤(精煤)的使用量達到5億t，如果按照水蒸汽處理改質(zhì)后神府煤的配入量為10%計，則可以節(jié)約煉焦煤5000萬t，從而可以降低煉焦配煤的成本，其經(jīng)濟效益十分明顯。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例詳述本發(fā)明。實施例1 以神府煤為例，試驗對神府煤在100°C的條件下進行水蒸汽處理，水蒸汽通入量為煤樣質(zhì)量的2倍，采用煤樣的粒度為3mm以下。經(jīng)水蒸汽處理后的神府煤在N-甲基-2吡咯烷酮/ 二硫化碳混合溶劑(1 1體積比)中的抽提率提高65%，黏結(jié)性指數(shù)G值提高 60%，含氧量降低4.5%。經(jīng)配水熱處理煤煉焦后(坩堝焦)所得焦炭與原煤的基礎配比相比焦炭的顯微強度提高3. 1%,C02反應性CRI降低2. 5%，反應后強度CRS提高8. 9%。實施例2以神府煤為例，試驗對神府煤在250°C的條件下進行水蒸汽處理，水蒸汽通入量為煤樣質(zhì)量的2倍，采用煤樣的粒度為3mm以下。經(jīng)水蒸汽處理后的神府煤在N-甲基-2吡咯烷酮/ 二硫化碳混合溶劑(1 1體積比)中的抽提率提高150%，黏結(jié)性指數(shù)G值提高 160%，含氧量降低8.5%。經(jīng)配水熱處理煤煉焦后(坩堝焦)所得焦炭與原煤的基礎配比相比焦炭的顯微強度提高6.1%，CO2反應性CRI降低12.5%，反應后強度CRS提高觀.9 %。實施例3以神府煤為例，試驗對神府煤在100°C的條件下進行水蒸汽處理，水蒸汽通入量為煤樣質(zhì)量的1倍，采用煤樣的粒度為3mm以下。經(jīng)水蒸汽處理后的神府煤在N-甲基-2吡咯烷酮/ 二硫化碳混合溶劑(1 1體積比)中的抽提率提高26%，黏結(jié)性指數(shù)G值提高 40%，含氧量降低3.5%。經(jīng)配水熱處理煤煉焦后(坩堝焦)所得焦炭與原煤的基礎配比相比焦炭的顯微強度提高2. 1%,C02反應性CRI降低2. 0%，反應后強度CRS提高6. 9%。實施例4以神府煤為例，試驗對神府煤在350°C的條件下進行水蒸汽處理，水蒸汽通入量為煤樣質(zhì)量的2倍，采用煤樣的粒度為3mm以下。經(jīng)水蒸汽處理后的神府煤在N-甲基-2吡咯烷酮/ 二硫化碳混合溶劑(1 1體積比)中的抽提率提高85%，黏結(jié)性指數(shù)G值提高 10%，含氧量降低6.5%。經(jīng)配水熱處理煤煉焦后(坩堝焦)所得焦炭與原煤的基礎配比相比焦炭的顯微強度提高1.8%，(X)2反應性CRI降低1.8%，反應后強度CRS提高5.9%。實施例5以神府煤為例，試驗對神府煤在350°C的條件下進行水蒸汽處理，水蒸汽通入量為煤樣質(zhì)量的3倍，采用煤樣的粒度為3mm以下。經(jīng)水蒸汽處理后的神府煤在N-甲基-2吡咯烷酮/ 二硫化碳混合溶劑(1 1體積比)中的抽提率提高96%，黏結(jié)性指數(shù)G值提高 16%，含氧量降低7.5%。經(jīng)配水熱處理煤煉焦后(坩堝焦)所得焦炭與原煤的基礎配比相比焦炭的顯微強度提高3. 8%，CO2反應性CRI降低2. 8 %，反應后強度CRS提高7. 9%。
由實施例神府煤的水蒸汽處理可以看出，在水蒸汽處理溫度100 350°C，粒度小于3mm的條件下，經(jīng)水蒸汽處理后的神府煤在N-甲基-2吡咯烷酮/ 二硫化碳混合溶劑 (1 1體積比)中的抽提率提高沈 150%，黏結(jié)性指數(shù)G值提高10 160%，含氧量降低3. 5 8. 5%。經(jīng)水蒸汽處理煤煉焦后(坩堝焦)所得焦炭與原煤的基礎配比相比，焦炭的顯微強度提高1. 8 6. 1%，(X)2反應性CRI降低1. 8 12. 5%，反應后強度CRS提高 5. 9 28. 9%。
權(quán)利要求
1.一種弱黏煤或不黏煤改質(zhì)處理的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)將弱黏煤或不黏煤置于固定床反應器中，通入N2以排盡反應器中的空氣；(2)之后切換向反應器通入水蒸汽，并將反應器開始加熱，反應器的壓力為常壓，水熱處理在100 350°C下進行，在此溫度下持續(xù)通入水蒸汽；(3)當水蒸汽的用量達到弱黏煤或不黏煤質(zhì)量的1 3倍后，停止加熱并切換氮氣快速將反應器冷卻至室溫；(4)從反應器中取出水蒸汽處理后的弱黏煤或不黏煤，密封儲存用作煉焦配煤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弱黏煤或不黏煤改質(zhì)處理的方法，其特征在于，所述的弱黏煤或不黏煤粒度在3mm以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的弱黏煤或不黏煤改質(zhì)處理的方法，其特征在于，所述的水熱處理溫度為250°C，水蒸汽用量為弱黏煤或不黏煤質(zhì)量的2倍。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以神府煤為代表的低變質(zhì)程度、高揮發(fā)份含量的弱黏或不黏煤水蒸氣改質(zhì)處理的方法。該方法是將神府煤在適當?shù)臈l件下，在固定床反應器中進行水蒸汽處理和改質(zhì)，經(jīng)改質(zhì)后的神府煤可作為煉焦配煤。通過本方法改質(zhì)后，可以在保證焦炭質(zhì)量滿足要求的前提下，將神府煤在煉焦配煤中的使用量提高到8-15％以替代氣煤，從而可以明顯降低配煤煉焦成本，穩(wěn)定和擴大煉焦煤源，拓展了低變質(zhì)程度高揮發(fā)份含量的弱黏或不黏燥的使用途徑。
文檔編號C10B57/08GK102191071SQ20111007941
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者周華, 常洪濤, 水恒福, 王知彩 申請人:安徽工業(yè)大學