[發明專利]作為焦炭制備瘦化劑的竹炭粉制備方法及焦炭瘦化工藝

在審

• 申請號: 202110372970.4
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113174272A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 祁娟;郭建偉;孫占龍;柴茂生;武建軍;郭振坤;陳莉晴;李世俊
• 申請（專利權）人: 徐州工業職業技術學院;山西沁新能源集團股份有限公司;中國礦業大學
• 主分類號: C10B57/12
• 分類號: C10B57/12;C10B57/06;C10L10/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

本發明公開了一種作為焦炭制備瘦化劑的竹炭粉制備方法及焦炭瘦化工藝，適用于煤化工技術領域。用竹炭粉作瘦化劑以調節煉焦配煤惰性組分和活性組分比例，從而增加焦炭的塊度和結焦率，調整不同用途焦炭的反應性、顯氣孔率和反應后強度的新方法。用作瘦化劑的竹炭粉是采用竹子或竹子加工產生的有機固廢為原料，經過一定溫度的炭化而成的多孔物質。與煉焦常用的瘦化劑(瘦煤和焦粉)相比，成品灰分低，可磨性好，纖維組分含量高，孔隙發達，更好吸附煤熱解生成的液相物質，使流動度和膨脹度降低、氣體產物易析出、氣孔壁增厚、焦炭的裂紋少，因而提高焦炭的強度和塊度等性能。

技術領域

本發明涉及一種竹炭粉制備方法及焦炭瘦化工藝，尤其適用于焦煤煉制使用的一種作為焦炭制備瘦化劑的竹炭粉制備方法及焦炭瘦化工藝，屬于煤化工技術領域。

背景技術

搗固煉焦過程中，通常瘦煤和焦粉作為瘦化劑，可以增加焦炭的塊度和結焦率。用配煤的互換性原理：要得到質量好的焦炭，配合煤惰性組分和活性組分要達到適當的比例。

瘦煤和焦粉中惰性組分較多，配入后可以增加配合煤中纖維組分(惰性組分)的含量，即煤巖組分中的絲質組含量，從而達到配合煤的質量要求。高揮發分、高流動度的煤料配瘦化劑，由于瘦化劑可以吸附一定數量的煤熱解生成的液相物質，使流動度和膨脹度降低，氣體產物易于析出，黏結度提高，氣孔壁增厚，同時減慢了結焦過程的收縮速度，減少了焦炭的裂紋(故也稱為抗裂劑)，因可提高焦炭的強度和塊度。但膠質體的流動度和膨脹度只能降低到一定限度。否則使黏結性降低，焦炭的耐磨性降低。焦粉作為瘦化劑，灰分會有所增加，作為類似絲質組分的竹炭粉，具有多空，比表面積大(500-800m²/g)，灰分低，可磨性好的特點，有望成為焦粉的部分替代物質，鑒于密度相對小，體積大，添加量有待研究。現在常規的瘦化劑使用蘭炭，而蘭炭為不可再生化石能源煤炭，同時在生產過程中會造成嚴重的環境污染，處理成本高。

發明內容

為了克服上述技術問題，本發明提供一種制備簡單，成本低，使用效果好，不僅能夠提升焦炭的質量，同時有效利用竹加工廢棄物的作為焦炭制備瘦化劑的竹炭粉制備方法及焦炭瘦化工藝。

為實現上述技術目的，本發明的作為焦炭制備瘦化劑的竹炭粉制備方法，其步驟如下：

收集竹加工廢棄物，包括竹葉、竹節、竹莖、竹根、筍殼，將竹加工廢棄物與竹子一起加入烘干設備烘干；

烘干后的竹加工廢棄物與竹子一起給入破碎裝置進行第一次破碎從而獲得竹屑粉；

利用篩分裝置篩選出預設粒徑范圍內的竹屑粉后投入碳化爐，按照2℃/min升溫至400℃，恒溫1h，5℃/min升溫至600℃，恒溫30min進行碳化處理從而獲得粗竹炭；

碳化處理后讓粗竹炭在碳化爐內隔絕空氣冷卻至室溫后給入破碎裝置進行第二次破碎；從而得到作為作焦炭制備瘦化劑的竹炭粉。

竹加工廢棄物與竹子在加入烘干設備烘干前需要自然晾干，竹加工廢棄物約占原料使用總量的80％；烘干后的竹加工廢棄物與竹子水分不超過5％。

所述碳化爐內完全隔絕空氣，并配備焦油的冷凝接收裝置。

第一次破碎的竹屑粉粒徑不超過3mm；第二次破碎使用碾磨的方式對粗竹炭破碎，并使破碎后獲得的細竹炭粒徑不超過0.5mm。

獲得粗竹炭的同時使用冷凝接收裝置收集碳化過程產生的裂解氣作竹醋液，竹醋液的收率為60wt％，利用竹醋液制作殺菌劑和滅蟲劑的。

一種使用作為焦炭制備瘦化劑的竹炭粉的焦炭瘦化工藝，其步驟為：將作為作焦炭制備瘦化劑的竹炭粉破碎至≤0.5mm粒徑后，按照5wt％的質量比與預備煉焦煤進行混合，然后以3℃/min升溫至600℃后恒溫2h,之后2℃/min升溫至1050℃，恒溫1h在膠質體生成過程中，膠質體中的液相從各個方向與竹炭孔進行交結，在固化后形成相對穩定的結構，從而提高了焦炭的強度，增大了焦炭的塊度，減少了焦炭生成的裂紋。