[發明專利]一種低階煤制備電石爐料的方法及復合粘結劑

在審

• 申請號: 201710500680.7
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107364866A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 李海峰;張秋民;趙興;王德倫;侯曉偉;何德民;關珺;陳柳池;聶凡;王虎
• 申請（專利權）人: 大連華銳重工集團股份有限公司;大連理工大學
• 主分類號: C01B32/942
• 分類號: C01B32/942;C08L95/00;C08L91/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 溫福雪,侯明遠

技術領域

本發明屬于化工領域，涉及一種低階煤制備電石爐料的方法及所需要使用的復合粘結劑配方。

背景技術

“貧油、少氣、煤炭資源相對豐富”是我國化石能源資源稟賦特點，煤炭在我國能源消費結構中目前居于主導地位。隨著能源結構的變化，我國煤炭利用將由目前主要作燃料逐步向燃料和原料并重方向發展，未來煤炭作為化工原料的地位會越來越重要。同時，我國煤炭資源中低變質煤占總煤炭儲量55％以上，隨著煤炭綜采技術應用，粉煤占比逐年提升，一些傳統的粉煤利用方式，面臨著越來越嚴峻的環保壓力，如何清潔高效利用這部分資源是當前的一個重要問題。

電石是重要的化工原料，也是鋼鐵工業的脫硫劑和還原劑。工業電石目前多是在電石爐中由煤熱解(干餾、焦化)固態產物焦炭(或蘭炭)和石灰制得，主要成分是碳化鈣(CaC₂)。近年來由于國際市場石油價格大幅波動和國內相關行業結構調整，使得傳統電石行業(高能耗、高污染、低效益)面臨嚴峻的挑戰。

綜合考慮低階煤粉利用和電石生產的需要，煤基電石生產工藝作為一種新工藝，以煤粉作為炭質原料，煤粉與石灰粉(CaO)先成型得到鈣煤球團，經過熱解過程，生成的電石爐料(鈣煤炭化球團)熱態進入電石爐生產電石的工藝。與傳統電石生產工藝比較，煤基電石生產工藝具有明顯優勢：(1)使用低階煤粉代替焦炭、半焦或其他類炭質原料(包括石油焦等)具有價廉易得的低成本優勢；(2)電石爐料高溫進料、炭質原料電阻率高、炭質原料與石灰粉(CaO)緊密接觸反應速度加快，單位電石電耗大為降低；(3)副產焦油、煤氣等產品，提高了全系統附加值；(4)熱解煤氣中富含H₂，有利于與電石爐尾氣(主要為CO)進行化工綜合利用，實現多聯產，提高全系統的附加值。因此，煤基電石生產新工藝的開發將對整個電石行業具有突破性意義，也為低階粉煤的清潔高效利用提供了一個新途徑。

然而，煤基電石生產工藝中粉煤與石灰粉成型選用的粘結劑是整個工藝的關鍵因素之一。所選用的粘結劑既需要滿足成型后的鈣煤球團在冷態下的強度，也需要使得熱解后得到的電石爐料(鈣煤炭化球團)滿足熱態強度，最大程度上低成本、少用量。因此本發明經多次試驗，篩選出一種適用于低階煤煤粉與石灰粉成型制電石爐料的方法和復合粘結劑配方。

發明內容

本發明針對煤基電石生產過程中鈣煤球團成型對所需粘結劑的要求，提供一種低階煤制備電石爐料的方法及所需要使用的復合粘結劑配方。

本發明的技術方案：

一種用于粘結低階煤煤粉與生石灰粉成型球團的復合粘結劑，包括主粘結劑和粘結助劑；主粘結劑為中溫煤瀝青，粘結助劑為二蒽油或二蒽油組分油；復合粘結劑中，主粘結劑和粘結助劑的質量比為1：0.1～0.5。

所述的中溫煤瀝青為煤焦化副產品，顆粒直徑<0.5mm。

所述的二蒽油或二蒽油組分油為煤焦化副產品，餾程為330～360℃。

一種低階煤制備電石爐料的方法，步驟如下：

步驟1，將低階煤煤粉與生石灰粉按質量比為1：0.9～1.1；

步驟2，將主粘結劑和粘結助劑按比例混合，并在150～180℃加熱軟化，攪拌均勻得到復合粘結劑；

步驟3，將復合粘結劑加入步驟1得到的混合物中，添加量為混合物和復合粘結劑總質量的18％～28％，在160℃均勻混合，得到成型原料；

步驟4，將步驟3得到的成型原料放入成型設備壓制成型，成型壓力為55～160kN，脫模后得到鈣煤球團；

步驟5，將步驟4得到的鈣煤球團在非氧化性氣氛下進行熱解，熱解溫度為700～900℃，慢速升溫，反應壓力為常壓；反應得到固態鈣煤炭化球團、液態焦油和氣態煤氣；其中，鈣煤炭化球團便可作為電石爐料，重質焦油可回收作為復合粘結劑助劑組分，輕質焦油和煤氣可進行其他化工綜合利用。

所述的低階煤煤粉為褐煤、長焰煤煤粉，水分<2％，顆粒直徑<0.05～0.10mm。

所述的生石灰粉的顆粒直徑<0.05mm。

本發明的有益效果：本發明提供的復合粘結劑成本較低、來源廣泛，且部分可回收再利用，制得的球團和炭化球團強度高，炭化球團適合做電石爐料。所提供的電石爐料制備方法簡單、操作性強，設備要求較低。

附圖說明

圖1為低階煤電石爐料生產工藝流程圖。

具體實施方式