[發(fā)明專利]型焦制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210139905.8
• 申請(qǐng)日: 2012-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN102643659A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣偉;李強(qiáng);肖祥遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宜賓天原集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): C10B57/06
• 分類號(hào): C10B57/06;C10B53/08
• 代理公司: 泰和泰律師事務(wù)所 51219
• 代理人: 魏常巍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及型焦，特別涉及一種型焦制備方法。

背景技術(shù)

型焦的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過配煤，擴(kuò)大低成本弱粘煤甚至不粘煤（如無(wú)煙煤）的使用量，降低高價(jià)格的煙煤或?yàn)r青的使用量。但是非煉焦煤的加入后，降低了普通焦炭煉焦所需的粘結(jié)劑指數(shù)，往往生產(chǎn)的型焦品質(zhì)差，特別是型焦的強(qiáng)度。因此，型焦質(zhì)量能否達(dá)標(biāo)主要是取決于其強(qiáng)度指標(biāo)。對(duì)于型焦產(chǎn)品而言，強(qiáng)度越好，其性能越好。

現(xiàn)有的型焦生產(chǎn)配方和專利中，型焦的強(qiáng)度主要通過增加高粘結(jié)指數(shù)的煙煤和瀝青含量來(lái)提升。這是因?yàn)槿跽趁荷踔敛徽趁海ㄈ鐭o(wú)煙煤）與粘結(jié)劑（煙煤或?yàn)r青）之間和粘結(jié)劑（煙煤和瀝青）與粘結(jié)劑之間在高溫炭化過程中形成的碳鏈（網(wǎng)），能夠作為型焦強(qiáng)度的支撐。高粘結(jié)指數(shù)的煙煤或?yàn)r青越多，形成的碳鏈（網(wǎng)）就越多，強(qiáng)度越好，從而形成的型焦強(qiáng)度就越好。

但是，通過我們的研究發(fā)現(xiàn)：對(duì)于型焦生產(chǎn)而言，僅僅通過提高粘結(jié)劑含量來(lái)提升型焦強(qiáng)度是不夠的。型焦的強(qiáng)度不僅受形成的碳鏈（網(wǎng)）的數(shù)量和強(qiáng)度（即粘結(jié)劑的添加量）影響，同時(shí)也與弱粘煤甚至不粘煤（如無(wú)煙煤）的熱穩(wěn)定和粒度相關(guān)。粘結(jié)劑通過炭化過程形成的碳鏈（網(wǎng)）耐高溫性能極好，可承受3000°C以上的溫度不斷鏈。但是作為主要原料，起著碳鏈（網(wǎng)）間填充結(jié)構(gòu)的不粘煤如無(wú)煙煤粒子，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元不均一，熱穩(wěn)定性能差，即在1000°C以上的高溫炭化作用下會(huì)發(fā)生破裂，因此無(wú)煙煤高溫破裂的性能會(huì)極大的影響型焦產(chǎn)品的炭化強(qiáng)度。

通過研究發(fā)現(xiàn)，如3mm~2mm粒度的無(wú)煙煤經(jīng)過1000°C炭化后，僅有46%(wt%)保持原料粒度，有52.5%(wt%)破裂為2mm~1mm，1.5%(wt%)破裂為<1mm的粒度。2mm~1mm粒度的無(wú)煙煤經(jīng)過1000°C炭化后，有59.3%(wt%)保持原料粒度，有37.8%(wt%)破裂為1-0.5mm，2.9%(wt%)破裂為<0.5mm的粒度。

現(xiàn)有技術(shù)中不同粒度的無(wú)煙煤經(jīng)過高溫炭化后的粒度變化情況

無(wú)煙煤的上述受熱破裂的性質(zhì)會(huì)嚴(yán)重影響影響型焦炭化后的強(qiáng)度。如何降低無(wú)煙煤因受熱破裂帶來(lái)的型焦強(qiáng)度降低，是型焦行業(yè)生產(chǎn)的難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于針對(duì)上述不足，提供一種型焦制備方法，通過調(diào)整配煤組成，使原料熱穩(wěn)定性能提升，不易在高溫炭化過程中破裂，型焦產(chǎn)品的強(qiáng)度得以改善。

本發(fā)明所述的型焦制備方法，是采用熱壓成型或冷壓成型的方法使配煤成型，然后升溫炭化，所述配煤中含有型焦粉，型焦粉重量占配煤總重量的5-40%。本發(fā)明所述配煤中，型焦粉以外的其它組分可參照現(xiàn)有技術(shù)的配煤方案，如先將無(wú)煙煤和焦粉按比例進(jìn)行混合，而后混合物與煙煤或?yàn)r青按現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行配比。

型焦在炭化爐中炭化時(shí)，由于入爐時(shí)存在的小顆粒，或炭化過程存在摩擦力和無(wú)煙煤原料在高溫炭化過程中會(huì)發(fā)生破裂，會(huì)形成約占型焦產(chǎn)品重量10-20%（wt%）的型焦粉（又名焦粉）。這部分焦粉由于粒度小，無(wú)法作為型焦產(chǎn)品使用，普通情況只能作為低價(jià)的副產(chǎn)品外賣。但是，由于型焦粉已經(jīng)經(jīng)過了1000°C高溫的炭化過程，由“生料”變?yōu)榱恕笆炝稀保雌鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了變化：具體包括粒度結(jié)構(gòu)已經(jīng)經(jīng)歷高溫破裂破碎，破裂后的粒子內(nèi)部變得更加均勻，同時(shí)結(jié)構(gòu)變得更為致密，其熱穩(wěn)定性能已經(jīng)大幅度提升，高溫抗破裂性能非常好。如2.8mm~2mm和2mm~1mm的型焦粉再經(jīng)過1000°C高溫后僅有0.05%和0.02%的樣品發(fā)生了破碎。本方法通過添加經(jīng)過炭化后的耐高溫性能好的型焦粉，可以替代一部分耐高溫性能差的無(wú)煙煤，起到降低型焦內(nèi)部粒子破裂的程度，提高型焦炭化強(qiáng)度的效果。既實(shí)現(xiàn)了焦粉了資源綜合利用，提升了副產(chǎn)品價(jià)值，又提升了型焦的強(qiáng)度，提升了主產(chǎn)品的性能和價(jià)值。但是，焦粉不能無(wú)限增加，如果焦粉使用過多，特別是型焦粉摻入量大于40%后，由于焦粉揮發(fā)份含量極低，自身和與粘結(jié)劑之間在炭化過程中不會(huì)再形成炭膜，并且也難于在粘結(jié)劑之間形成化學(xué)鍵——碳鏈（網(wǎng)），反而會(huì)影響型煤的冷強(qiáng)度。本方案中，型焦粉添加量為配煤總重量的5-40%是合適的。

優(yōu)選的，型焦粉的粒度小于3?mm。粒度小于3mm的型焦粉高溫抗破裂性能較好。