[發(fā)明專(zhuān)利]一種煤焦化復(fù)合瘦化劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010292328.7
• 申請(qǐng)日: 2010-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101955784A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周仕學(xué);張鳴林;韓梅;金俊杰;朱本啟;黃長(zhǎng)勝;牛海麗;楊敏建;張光偉;陳海鵬;張同環(huán);李桂江;崔立強(qiáng);呂英海;呂德良;孔祥榮;王盼盼;王乃飛;陸帥帥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C10B57/06
• 分類(lèi)號(hào): C10B57/06
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種煤焦化復(fù)合瘦化劑，以及煤焦化復(fù)合瘦化劑的制備方法。

背景技術(shù)

煤焦化工藝所生產(chǎn)的焦炭可用于高爐煉鐵，所產(chǎn)生的副產(chǎn)物焦?fàn)t煤氣可用于合成甲醇。對(duì)焦炭而言，降低其硫分和提高機(jī)械強(qiáng)度對(duì)高爐煉鐵是有利的。對(duì)焦?fàn)t煤氣而言，增加其CO和CO₂含量對(duì)合成甲醇是有益的。

焦炭用于高爐煉鐵時(shí)，硫分是一個(gè)重要指標(biāo)，硫分高會(huì)使所產(chǎn)的生鐵含硫高而質(zhì)量差，或者因需增加爐渣堿度而使高爐操作指標(biāo)下降。通常焦炭硫分每增加0.1％，焦炭消耗量增加1.2％～2.0％，生鐵產(chǎn)量降低2％以上。焦炭中的硫源于煉焦用煤，煤中的硫主要有兩種賦存形式，一是無(wú)機(jī)硫，存在于含硫礦物中，主要的含硫礦物有硫鐵礦(FeS₂)和硫酸鹽(如FeSO₄、CaSO₄)，通過(guò)物理法選煤(如重選、浮選)可除去煤中的大部分含硫礦物，但細(xì)分散狀的含硫礦物難以除去；二是有機(jī)硫，以煤大分子結(jié)構(gòu)中有機(jī)化合物的形式存在，用現(xiàn)有的選煤方法不能脫除。煤中的硫轉(zhuǎn)入焦炭的途徑可歸納為四條：一是煤中的含硫礦物轉(zhuǎn)化成無(wú)機(jī)硫化物進(jìn)入焦炭，如FeS、CaS、Fe與S形成的固溶物Fe_nS_m；二是煤中的硫酸鹽殘留在焦炭中，以及熄焦時(shí)焦炭中少量無(wú)機(jī)硫化物氧化生成的硫酸鹽殘留在焦炭中，如FeSO₄、CaSO₄；三是煤大分子中結(jié)合能大、高溫下也難以析出的有機(jī)硫殘留在焦炭中；四是煉焦過(guò)程中生成的H₂S與高溫焦炭反應(yīng)，硫從氣相轉(zhuǎn)入焦炭。目前降低焦炭硫分的措施，除了選用低硫分的煤以外，主要是用選煤技術(shù)減少煤中含硫礦物，而對(duì)于如何減少煤氣中H₂S與高溫焦炭的反應(yīng)，在工業(yè)生產(chǎn)中沒(méi)有采取措施。

焦炭的機(jī)械強(qiáng)度可通過(guò)選用強(qiáng)結(jié)焦性煤、搗固煉焦、干燥煤煉焦、預(yù)熱煤煉焦、配型煤煉焦、添加人造粘結(jié)劑和改質(zhì)煤煉焦、添加瘦化劑煉焦等方法進(jìn)行改善。對(duì)于粘結(jié)性強(qiáng)、膨脹性大、收縮性大的煉焦煤，需添加瘦化劑，否則會(huì)導(dǎo)致所產(chǎn)焦炭的機(jī)械強(qiáng)度低，并因炭化過(guò)程中煤料收縮幅度大，使焦?fàn)t炭化室頂部空間過(guò)度增大(特別是寬炭化室焦?fàn)t)，爐頂溫度過(guò)高，煤氣中烴類(lèi)高溫裂解析碳，會(huì)導(dǎo)致焦?fàn)t上升管內(nèi)積碳、焦油產(chǎn)率降低等。可用的瘦化劑有高爐灰、鑄造廠鐵屑、石灰石、焦粉、半焦粉或無(wú)煙煤等。以往的試驗(yàn)中，瘦化劑的粉體粒度大(粒度為0.15～1mm)，對(duì)焦炭機(jī)械強(qiáng)度的改善效果不佳。

焦?fàn)t煤氣中的H₂、CO、CO₂可用于合成甲醇。一般焦?fàn)t煤氣的組成(體積百分?jǐn)?shù))為：H₂55％～60％，CH₄23％～27％，CO?5％～8％，C_mH_n(多碳烴)2％～4％，CO₂1％～3％，N₂3％～7％，O₂0.3％～0.8％，以及微量的含硫化合物等。合成甲醇的原料氣要求其有效組分摩爾比即氫碳比為2.15～2.25。而焦?fàn)t煤氣中H₂含量高，CO和CO₂含量低，其氫碳比在6左右，故需增加CO和CO₂含量，方可用于合成甲醇。目前工業(yè)上一般用純氧催化部分氧化法，以氧氣和水蒸氣作氧化劑，將焦?fàn)t煤氣中的CH₄等烷烴氧化為CO、CO₂、H₂，即使如此，仍是氫多碳少，氫碳比為2.9～3.6，需進(jìn)一步采用煤制氣補(bǔ)碳法或CO₂補(bǔ)碳法進(jìn)行補(bǔ)碳。

綜上所述，現(xiàn)有煤焦化瘦化劑存在的主要問(wèn)題是：瘦化劑沒(méi)有綜合考慮降低焦炭硫分、提高焦炭機(jī)械強(qiáng)度、增加煤氣中CO和CO₂含量等作用，瘦化劑的粉體粒度大，不利于改善焦炭的機(jī)械強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一是提供一種煤焦化復(fù)合瘦化劑，該復(fù)合瘦化劑能降低焦炭硫分、提高焦炭機(jī)械強(qiáng)度及增加煤氣中CO和CO₂含量；二是提供一種該復(fù)合瘦化劑的制備方法。

其技術(shù)解決方案是：

一種煤焦化復(fù)合瘦化劑，由下述原料制備：

無(wú)煙煤、焦粉、煤瀝青以及菱鎂礦石；各原料配比以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，無(wú)煙煤為5～15％，優(yōu)選為8～12％，焦粉為10～30％，優(yōu)選為15～25％，煤瀝青為3～10％，優(yōu)選為5～8％，菱鎂礦石為剩余量。

上述煤焦化復(fù)合瘦化劑為粉體，粉體的粒度為亞微米級(jí)或納米級(jí)。