[發明專利]一種以低變質粉煤、重質油、焦油渣為原料制備型焦的方法

有效

• 申請號: 201510047223.8
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104650937A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 宋永輝;蘇婷;尚文智;劉漫博;賀文晉;馬巧娜
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C10B53/08
• 分類號: C10B53/08;C10B57/06
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

技術領域

本發明屬于煤化工技術領域，特別涉及一種以低變質粉煤、重質油、焦油渣為原料制備型焦的方法。

背景技術

我國煤炭資源中，低變質煙煤(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，主要集中在陜、晉、寧、蒙、甘接壤地區，由于該煤種揮發分含量可達到30％以上，因此通過中低溫干餾工藝獲得蘭炭、煤焦油與煤氣，是其分級提質、高效轉化和綜合利用的主要手段。

陜北低變質煤資源主要采用內熱式直立爐生產工藝，以回爐煤氣為燃料，空氣為助燃劑對原料煤加熱，通過中低溫干餾工藝獲得蘭炭、煤氣和焦油產品。該工藝所能處理的原料煤僅限于20mm～80mm的塊煤，但是在開采、運輸等過程中，會產生大量的粉煤，塊煤產量僅占約40％左右，這就使得蘭炭生產原料受限，而同時大量的粉煤難以進行熱解處理，其中所含6～10％的焦油無法進行綜合利用。目前，粉煤的熱解技術大多處于實驗室研究或工業試驗階段，尚未有推廣應用的報道。最有應用前景的固體熱載體工藝存在的重質焦油和半焦微細粒子黏附在分離器和冷卻管路內壁，影響系統穩定運行、熱載體與粉煤的難以快速混合與加熱、熱解揮發分不易快速分離等關鍵問題，是該技術難以大規模推廣應用的瓶頸。

我國煤炭資源雖然豐富，但是煤源和煤種分布不均，除華北、華東地區外，其它省區煉焦煤源很少，尤其是煉焦所用的主焦煤、肥煤等儲量較少，而且日趨緊缺，難以滿足冶金工業的發展需要。為此人們一直在努力開發能大量利用豐富的低變質粉煤的技術，而發展型煤與型焦技術也是一種提高低變質粉煤利用率和減少環境污染的重要途徑。型焦產品可根據強度以及其他指標可用為工業或民用塊狀燃料和氣化原料，也可代替常規焦炭用于煉鐵和鑄造等工業。因此，發展型煤與型焦技術對我國具有十分重要的現實意義。

目前，利用低變質粉煤制備型焦技術已經有大量的研究與報道，公開專利CN102925178A中所提及的制備型焦的方法，所采用的粘結劑為煤直接液化殘渣，其熱解工藝為型煤干燥后直接熱解。專利CN1070220A中提到的方法也使用焦油渣制備型煤，主要是以無煙煤和煙煤為原料，生產作為燃料的型煤；其次，除了使用焦油渣之外，該專利還使用了電石渣、電石灰、石灰等其他添加劑。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種以低變質粉煤、重質油、焦油渣為原料制備型焦的方法，利用熱解得到的副產品(重質油、焦油渣)為主要粘結劑，生產成本低，工藝簡單，可利用現有的蘭炭生產裝置進行生產，常溫下成型，成型壓力低，既可實現低變質粉煤的熱解分級提質，又同時獲得了煤焦油、富氫煤氣和抗壓強度好的型焦產品，對低變質粉煤資源的綜合利用具有重要現實意義。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種以低變質粉煤、重質油、焦油渣為原料制備型焦的方法，包括如下步驟：

步驟一，將低變質粉煤與焦油渣分別經過磨礦、篩分預處理后得到一定粒徑的原料煤粉末；

步驟二，按照低變質粉煤65％～90％，重質油5％～15％、焦油渣5％～20％的質量配比混合均勻，在成型模具中加壓成型，得到型煤；

步驟三，將制備好的型煤置于加熱爐內，在200～300℃下進行干燥與強化處理；

步驟四，將強化處理后的型煤在干餾裝置中于800℃～1000℃進行熱解，得到型焦、煤焦油及煤氣。

進一步地，所述低變質粉煤為長焰煤、弱粘煤及不黏煤中的一種或者多種。

進一步地，所述低變質粉煤與焦油渣經預處理后，低變質粉煤的粒度為80目，焦油渣的粒度控制在3mm以下。

進一步地，所述重質油及焦油渣為低變質煤熱解得到的副產品。

進一步地，所述的重質油是將中低溫煤焦油進行分餾處理，切割溫度為400℃～500℃時所獲取的重質焦油。

進一步地，所述步驟二中成型壓力為6Mpa～10Mpa。

進一步地，所述步驟三中低溫強化時間為30～60min。

進一步地，所述步驟四中的熱解時間為2～4h。

進一步地，所述步驟四中得到的煤焦油進行分餾處理，得到焦油渣、重質油和輕質油，其中焦油渣返回至步驟一循環使用，重質油返回至步驟二成型階段循環使用。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)解決了目前我國晉陜蒙寧地區蘭炭產業中大量低變質粉煤(包括長焰煤、弱粘煤及不粘煤)資源綜合利用的難題，可利用現有的、技術成熟的內熱式低溫干餾裝置與工藝直接進行生產。