[發(fā)明專利]以低變質(zhì)粉煤制備鐵合金、電石及氣化行業(yè)用型焦的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210400639.X
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN102925178A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋永輝;史軍偉;蘭新哲;周軍;趙西成
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: C10B53/04
• 分類號: C10B53/04;C10B57/14
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 劉國智

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于型焦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以低變質(zhì)粉煤制備鐵合金、電石及氣化行業(yè)用型焦的方法。?

背景技術(shù)

我國富煤、貧油、少氣的化石能源稟賦條件和可再生能源技術(shù)突破的歷史進(jìn)程，決定了我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)必然以煤炭為主，并將維持相當(dāng)長的階段。我國煤炭資源中，低變質(zhì)煤（長焰煤、不粘煤、弱粘煤）儲量極為豐富，約占全國煤炭資源總量的51%左右。我國的陜、晉、寧、蒙、甘接壤地區(qū)煤炭儲量約5000多億噸，占全國的72%以上，主要為侏羅紀(jì)煤，具有低灰、低硫、低磷、低灰熔點(diǎn)和高發(fā)熱量、高惰質(zhì)組分含量、高氧化鈣含量的特點(diǎn)，是優(yōu)質(zhì)的化工用煤和動力用煤。因此，如何實(shí)現(xiàn)這種煤資源的高效轉(zhuǎn)化和綜合利用是目前煤化工產(chǎn)業(yè)亟需解決的關(guān)鍵問題。?

目前陜北低變質(zhì)煤資源主要采用內(nèi)熱式直立爐生產(chǎn)工藝，通過中低溫干餾工藝獲得蘭炭、煤氣和焦油產(chǎn)品。實(shí)踐表明，蘭炭由于其具有低灰、低硫、低磷、高固定碳、高電阻率等特點(diǎn)，同時其出廠價格僅為冶金焦價格20%～30%，因此以蘭炭取代冶金碎焦作為鐵合金及電石行業(yè)的還原劑已經(jīng)成為主要的應(yīng)用方式。這對實(shí)現(xiàn)鐵合金及電石行業(yè)節(jié)能減排，解決當(dāng)前資源緊張、冶金焦價格居高不下等問題有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。另外，蘭炭發(fā)熱量高、含硫低、化學(xué)反應(yīng)性高、呈塊狀時熱穩(wěn)定性好、制粉時可磨性好，揮發(fā)分一般在10%以下，因此也廣泛用于固定床或流化床、氣流床氣化。但是，目前蘭炭生產(chǎn)主要采用內(nèi)熱式直立爐生產(chǎn)工藝，其原料主要為20mm~80mm的塊煤，?而實(shí)際煤礦生產(chǎn)中，隨著綜采水平的提高和下組煤開采比例的增多，這樣的塊煤僅占30％~40％左右，70%左右的粉煤難以有效利用，同時粉煤中含有的煤焦油資源也不能被回收利用，因此，粉煤熱解問題已成為我國低變質(zhì)煤資源熱解轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵問題。?

液化殘?jiān)且环N高硫、高碳和高灰的物質(zhì)，液化原煤中未轉(zhuǎn)化的煤有機(jī)體、礦物質(zhì)以及催化劑，構(gòu)成了煤液化殘?jiān)闹黧w。一般含有C、H、O、N、S等元素，C元素的含量高達(dá)70%-85%。不管采用哪種液化工藝和固液分離技術(shù)，都會產(chǎn)生約占原煤30%左右的液化殘?jiān)Ｎ覈袢A集團(tuán)是全球第一家將直接煤制油技術(shù)應(yīng)用到工廠生產(chǎn)中的企業(yè)，其煤直接液化項(xiàng)目總建設(shè)規(guī)劃為年產(chǎn)油品500萬噸，建成投產(chǎn)后，每年用煤量970萬噸，可生產(chǎn)各種油品320萬噸，同時會產(chǎn)生約290萬噸液化殘?jiān)虼耍阂夯瘹堅(jiān)母咝Ю靡惨殉蔀槊阂夯枰鉀Q的關(guān)鍵性問題，對我國煤直接液化技術(shù)的應(yīng)用推廣具有重要的戰(zhàn)略意義。?

我國煤炭資源雖然豐富，但是煤源和煤種分布不均，除華北、華東地區(qū)外，其它省區(qū)煉焦煤源很少，尤其是煉焦所用的主焦煤、肥煤等儲量較少，而且日趨緊缺，難以滿足冶金工業(yè)的發(fā)展需要。為此人們一直在努力開發(fā)能大量利用豐富的低變質(zhì)粉煤的技術(shù)，而發(fā)展型煤與型焦技術(shù)也是一種提高低變質(zhì)粉煤利用率和減少環(huán)境污染的重要途徑。型焦產(chǎn)品可用為工業(yè)或民用塊狀燃料和氣化原料，也可代替常規(guī)焦炭用于煉鐵和鑄造等工業(yè)。因此，發(fā)展型煤與型焦技術(shù)對我國具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。經(jīng)檢索，現(xiàn)有公開的專利CN102533373A所提及的方法與本發(fā)明有一定的相似性，但是根本工藝存在著大的差別：1）該專利主要目的是煤炭液化殘?jiān)木C合利用，而本發(fā)明主要立足于低變質(zhì)煤粉的綜合利用；2）該專利主要原料為褐煤以及褐煤直接液化后產(chǎn)生的殘?jiān)景l(fā)明主要原料為低變質(zhì)煤粉，包括長焰煤、弱粘煤及不黏煤，不包括褐煤，另外所用液化殘?jiān)鼮槲覈袢A集團(tuán)直接液化的殘?jiān)?）該專利中液化殘?jiān)膿交毂壤秊?5%~50%，而本發(fā)明中液化殘?jiān)膿交毂壤秊?5％～40%，而且本技術(shù)中摻混的液化殘?jiān)仨毥?jīng)過除灰處理，以保證型焦產(chǎn)品的灰分含量可滿足鐵合金、電石及氣化等行業(yè)的應(yīng)用要求。?

本發(fā)明以低變質(zhì)粉煤與液化殘?jiān)鳛橹黧w原料，在不加入其他粘結(jié)劑和添加劑的條件下，利用中低溫干餾的工藝生產(chǎn)型焦，產(chǎn)品性能可以達(dá)到甚至超過目前的蘭炭產(chǎn)品，既可實(shí)現(xiàn)低變質(zhì)粉煤資源的有效利用，同時也解決了液化殘?jiān)亩汛媾c污染問題。該技術(shù)充分利用了液化殘?jiān)己玫慕Y(jié)焦性，保證了型焦良好的強(qiáng)度，進(jìn)一步擴(kuò)大了低變質(zhì)煤干餾后固體焦的利用范圍，是一種行之有效的利用途徑，對我國直接液化及煤中低溫干餾工藝的技術(shù)進(jìn)步具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。?

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種以低變質(zhì)粉煤制備鐵合金、電石及氣化行業(yè)用型焦的方法，該方法工藝簡單，可在目前的蘭炭生產(chǎn)裝置中進(jìn)行生產(chǎn)，常溫下成型，成型壓力低，制備的型焦可達(dá)到甚至超過現(xiàn)有蘭炭產(chǎn)品的性能指標(biāo)，完全可滿足鐵合金、電石及氣化等產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用要求。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：?