褐煤炼焦方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102965134 A (43)申请公布日 2013.03.13 CN 102965134 A *CN102965134A* (21)申请号 201210456346.3 (22)申请日 2012.11.14 C10B 57/04(2006.01) C10B 57/08(2006.01) (71)申请人 山西煤炭进出口集团科技发展有限 公司 地址 030006 山西省太原市长风街 115 号 (72)发明人 李苏龙 平建明 赵晓平 武俊斌 张星辰 (74)专利代理机构 太原科卫专利事务所 ( 普通 合伙 ) 14100 代理人 朱源 (54) 发明名称 褐煤炼焦方法

2、(57) 摘要 本发明公开了一种褐煤炼焦方法， 先将褐煤 在 700-800下干馏 18-24 小时制成褐煤半焦， 再进行配煤， 以重量百分比计， 配煤比例是褐煤 半焦 20-40%、 肥煤 25-30%、 焦煤 25-30%、 贫瘦煤 10-20%， 再加入配煤总量 8-10% 的粘合剂 ； 将配 好的煤捣固成型， 入炉炼焦， 从 800入炉开始炼 焦， 800保温 1 小时， 随后在 15 小时内持续升温 至 1050， 在 1050保温 1 小时后出炉， 熄焦， 得 到产品。 本方法通过配加褐煤炼制冶金焦， 可扩大 炼焦用煤范围， 降低炼焦成本。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1

3、页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 1/1 页 2 1. 一种褐煤炼焦方法， 其特征是包括 步骤 1 ： 褐煤在 700-800下干馏 18-24 小时制成褐煤半焦 ； 步骤 2 ： 配煤， 以重量百分比计， 配煤比例是褐煤半焦 20-40%、 肥煤 25-30%、 焦煤 25-30%、 贫瘦煤 10-20%， 再加入配煤总量 8-10% 的粘合剂 ； 步骤 3 ： 将配好的煤捣固成型， 入炉炼焦， 从 800入炉开始炼焦， 800保温 1 小时， 随 后在 15 小时内持续升温至 1050， 在 1050保温 1

4、 小时后出炉， 熄焦， 得到产品。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征是 ： 粘合剂由以下重量比的原料制成， 甲醛20 50%， 苯酚 540%， 尿素 530%， 煤焦油 2060%， 淀粉 1040% ； 先将甲醛、 苯酚、 尿素、 煤焦 油按比例混合后， 调pH范围为710， 加热到温度80-95后， 熬制3小时5小时得产 物 A ； 将淀粉加水制成淀粉糊， 淀粉与水的质量比为 1:510 ； 在产物 A 内加入配好的淀粉 糊， 在 90 -95熬制 2-4 小时即得。 3. 根据权利要求 2 所述的方法， 其特征是 ： 步骤 2 中， 配煤比例是褐煤半焦 30%、 肥煤 30%、

5、焦煤 30%、 贫瘦煤 10%， 加入配煤总量 8% 的粘合剂。 4. 根据权利要求 2 所述的方法， 其特征是 ： 步骤 2 中， 配煤比例是褐煤半焦 40%、 肥煤 25%、 焦煤 25%、 贫瘦煤 10%， 加入配煤总量 10% 的粘合剂。 5. 根据权利要求 1、 2、 3 或 4 所述的方法， 其特征是 ： 步骤 1 中的褐煤半焦是褐煤在 700-800下干馏 18-24 小时制得。 6. 根据权利要求 1、 2、 3 或 4 所述的方法， 其特征是 ： 所用的褐煤、 肥煤、 焦煤和贫瘦煤 粉碎至 3mm 以下。 权 利 要 求 书 CN 102965134 A 2 1/5 页 3

6、褐煤炼焦方法 技术领域 0001 本发明涉及一种炼焦方法， 特别是一种配加褐煤的煤焦方法。 背景技术 0002 中国煤炭资源的种类丰富， 但优质焦煤较为稀缺。在现有已探明储量中， 烟煤占 73.73%、 无烟煤占7.92%、 褐煤占6.81%、 未分种类的煤占11.9%。 烟煤中， 储量占据前两位的 分别是不粘煤和长焰煤， 分别占 25.53% 和 21.59% ； 焦煤、 肥煤、 气煤、 瘦煤等炼焦用煤的储 量较低， 这四种煤的总储量只占 20.43%， 优质的炼焦煤如焦煤和肥煤只占总储量的 7.97%。 0003 非焦煤中价格最低廉的煤种就属褐煤， 但是褐煤是最年轻的煤种， 没有粘结性，

7、粘 结指数和焦质层 （Y） 厚度均为零， 挥发份和含水量非常大 （40% 以上） ， 炼制焦炭的难度比其 它非焦煤大得多。 0004 早在二十世纪五六十年代前苏联和德国就用褐煤炼制过型焦， 这种型焦基本属于 低温焦 （半焦） ， 其挥发份在 1017%， 焦炭强度低， 难于装入高炉使用。云南澜沧冶炼厂又 进行了褐煤炼焦实验。他们的试验采用两段法 , 即以褐煤为原料 , 于 700 800温度下 干馏得到半焦,再用焦油沥青为粘结剂于95100温度下加压成型,型球再次焦化从而 获得可用于炼铅鼓风炉使用的焦炭， 这种型焦也不是炼铁用的冶金焦。 发明内容 0005 本发明的目的是提供一种褐煤炼焦方法，

8、 该方法通过配加褐煤炼制冶金焦， 可扩 大炼焦用煤范围， 降低炼焦成本。 0006 为实现上述目的， 本发明采用的技术方案是 ： 一种褐煤炼焦方法， 包括 ： 步骤 1 ： 褐煤在 700-800下干馏 18-24 小时制成褐煤半焦 ； 步骤 2 ： 配煤， 以重量百分比计， 配煤比例是褐煤半焦 20-40%、 肥煤 25-30%、 焦煤 25-30%、 贫瘦煤 10-20%， 再加入配煤总量 8-10% 的粘合剂 ； 步骤 3 ： 将配好的煤捣固成型， 入炉炼焦， 从 800入炉开始炼焦， 800保温 1 小时， 随 后在 15 小时内持续升温至 1050， 在 1050保温 1 小时后出炉

9、， 熄焦， 得到产品。 0007 煤焦油和沥青可以作为非焦煤炼焦的粘合剂， 补充褐煤没有焦质层的缺陷， 这种 粘合剂属于一类不加工的原始原料， 直接使用， 但有诸多不便， 造成环境污染， 成本也比较 高。本发明使用的一种优选的粘合剂， 由以下重量比的原料制成， 甲醛 2050%， 苯酚 5 40%， 尿素 530%， 煤焦油 2060%， 淀粉 1040% ； 先将甲醛、 苯酚、 尿素、 煤焦油按比例混 合后， 调 pH 范围为 710， 加热到温度 80 -95后， 熬制 3 小时5 小时得产物 A ； 将 淀粉加水制成淀粉糊， 淀粉与水的质量比为 1:510 ； 在产物 A 内加入配好的淀

10、粉糊， 在 90 -95熬制 2-4 小时即得。该粘合剂是水溶性粘合剂， 以水做溶剂， 在煤中易分散， 不 造成环境污染， 并且价格比煤焦油和沥青低。 所述的粘合剂对炼焦煤有一定的改质效果， 高 挥发分的年轻煤中添加这种粘合剂进行共炭化时， 这种高分子材料不仅作为粘合剂将煤粘 说 明 书 CN 102965134 A 3 2/5 页 4 结在一起， 而且能够使其产物的各向异性得到发展。 这种粘结剂不单纯起着增加流动度、 改 善物理粘结作用， 更重要的是这些粘结剂能够与煤共炭化， 在中间阶段形成一种呈光学镶 嵌结构、 界面结合好的 “中间焦炭” 。这种 “中间焦炭” 既非由煤形成的光学结构， 也

11、非由粘 结剂形成的光学结构， 而属于和二者结合较好的过度结构， 从而改善焦炭的强度和反应性。 0008 做为一种优选的技术方案， 步骤 2 中， 配煤比例是褐煤半焦 30%、 肥煤 30%、 焦煤 30%、 贫瘦煤10%， 加入配煤总量8%的粘合剂。 制得的焦炭达到国家三级冶金焦的指标要求。 0009 做为另一种优选的技术方案， 步骤 2 中， 配煤比例是褐煤半焦 40%、 肥煤 25%、 焦煤 25%、 贫瘦煤 10%， 加入配煤总量 10% 的粘合剂。制得的焦炭达到国家三级冶金焦的指标要 求。 0010 本发明方法中公开的配煤比例是为了满足炼制冶金焦的配煤质量指标。 配煤质量 指标是指配煤

12、的灰分、 硫分、 挥发分、 胶质层厚度、 水分等。 配合煤的质量取决于单种煤的质 量及其配合比。对于炼制冶金焦的配合煤， 基本的质量指标如下 ： （1） 灰分 煤中灰分在炼焦后全部残留于焦炭中， 灰分是焦炭中的有害杂质， 焦炭的灰分愈高， 炼 铁时焦炭及石灰石消耗量就增多、 高炉生产能力降低。 一般焦炭灰分每增加1%， 高炉焦比将 增加 2 2.5%， 石灰石耗量增加 4%， 生铁产量降低 2 2.5%。同时灰分中的大颗粒易在焦 炭中形成裂纹中心， 使焦炭的抗碎强度降低， 也使焦炭的耐磨性变坏。 因此配合煤的灰分控 制在在 10 12% 内。 0011 （2） 硫分 硫分也是有害杂质， 焦炭中

13、的硫在熔炼时转入铁中， 降低铁的质量。煤中硫分约 60 70% 转入焦炭， 所以焦炭中硫分约为配合煤的 80 90%， 要求配煤的硫分不应大于 1%。 0012 （3） 挥发分 褐煤是一种年轻的煤种， 其挥发份在 37% 以上， 这正是添加褐煤炼焦的困难之处。配合 煤的挥发分高， 则炼焦煤气和化学产品的产率也高， 但由于大多数高挥发分煤的结焦性较 差， 因此在多配用高挥发分煤时， 焦炭的强度会下降， 平均块度变小。 因此， 配合煤的可燃基 挥发分控制在 21 26% 之间。 0013 （4） 胶质层和收缩度 配合煤必须具有适当的胶质层厚度才能在焦炉中炼出机械强度高的冶金焦。 但胶质层 过厚时，

14、 会产生很大的膨胀压力， 同时收缩度较小对炉墙的保护是不利的。 配合煤胶质层厚 度控制在1420毫米范围内， 加入了粘合剂可以替代一部分的胶质层， 可以降低配合煤的 焦质层厚度。 0014 （5） 水分 配合煤的水分多少和其稳定与否， 对焦炭质量、 产量以及焦炉寿命有很大影响， 一般要 求在 10% 以下， 并应当稳定。煤料堆密度与水分有较大关系， 干煤堆密度最大， 随着水分增 加堆密度减小， 当水分为 7% 8% 时堆密度最小， 约为干煤堆密度的 85% 左右， 水分继续增 加， 堆密度稍有增加。 0015 （6） 粒度 所用的褐煤、 肥煤、 焦煤和贫瘦煤粉碎至 3mm 以下， 可提高焦炭的

15、强度。 0016 本发明通过添加褐煤炼制冶金焦， 扩大了炼焦用煤范围， 降低了炼焦成本， 炼制的 说 明 书 CN 102965134 A 4 3/5 页 5 焦炭可达到国家二级或三级冶金焦的指标要求。 具体实施方式 0017 实施例 1-5 为粘合剂的制备方法 实施例 1 甲醛 20kg， 苯酚 5 kg， 尿素 5 kg， 煤焦油 60 kg 混合后加入反应釜中， 调 pH 范围为 7， 加热到温度 80， 熬制 3 小时得产物 A ； 将 10kg 淀粉加 50kg 水制成淀粉糊， 在产物 A 内加 入配好的淀粉糊， 在 90熬制 2 小时得到粘合剂。 0018 实施例 2 甲醛50kg

16、， 苯酚10 kg， 尿素10kg， 煤焦油20 kg混合后加入反应釜中， 调pH范围为10， 加热到温度 95， 熬制 5 小时得产物 A ； 将 10kg 淀粉加 100kg 水制成淀粉糊， 在产物 A 内加 入配好的淀粉糊， 在 95熬制 4 小时得到粘合剂。 0019 实施例 3 甲醛 30kg， 苯酚 5 kg， 尿素 5kg， 煤焦油 20 kg 混合后加入反应釜中， 调 pH 范围为 8， 加 热到温度 85， 熬制 4 小时得产物 A ； 将 40kg 淀粉加 320kg 水制成淀粉糊， 在产物 A 内加入 配好的淀粉糊， 在 92熬制 3 小时得到粘合剂。 0020 实施例

17、4 甲醛 20kg， 苯酚 10kg， 尿素 30kg， 煤焦油 30 kg 混合后加入反应釜中， 调 pH 范围为 9， 加热到温度 85， 熬制 3 小时得产物 A ； 将 10kg 淀粉加 60kg 水制成淀粉糊， 在产物 A 内加 入配好的淀粉糊， 在 95熬制 2 小时得到粘合剂。 0021 实施例 5 甲醛 20kg， 苯酚 40 kg， 尿素 5kg， 煤焦油 20 kg 混合后加入反应釜中， 调 pH 范围为 8， 加热到温度 90， 熬制 4 小时得产物 A ； 将 15kg 淀粉加 90kg 水制成淀粉糊， 在产物 A 内加 入配好的淀粉糊， 在 90熬制 4 小时得到粘合

18、剂。 0022 实施例 6-9 为褐煤的炼焦方法， 以下实施例中用煤的化验指标如下表所示， 但本发明 保护的技术方案并不限于以下具有以下指标的用煤 ： 品种干基挥发分全水分 粘结指数焦质层厚度灰分全硫 肥煤37.0%1.50%9525.0mm10.00% 1.7% 焦煤22.3%1.50%5414.0mm11.57% 0.5% 贫瘦煤 15.8%1.40%15 6.0mm10.00% 0.5% 褐煤 ： 37.3%27.7%0012.70% 0.85% 实施例 6 （1） 制备褐煤半焦 将褐煤称重后放入铁箱中， 铺平。 将铁箱连同褐煤推入焦炉， 在800下干馏20小时制 成褐煤半焦。将褐煤半焦

19、推入熄焦车， 用水熄焦。 0023 （2） 配煤 配料用量 ： 褐煤 20kg、 肥煤 30kg、 焦煤 30kg、 贫瘦煤 20kg。将实施例 1 制得的粘合剂 10kg 加入到所配煤中， 搅拌， 使粘合剂与煤充分混合均匀。 0024 （3） 捣固成型 说 明 书 CN 102965134 A 5 4/5 页 6 将配好的煤均匀铺入捣固机的箱子中， 开启捣固机进行捣固。 0025 （4） 入炉炼焦 当焦炉温度达到 800后， 将煤饼放入推焦车， 推入焦炉。关闭炉门。800保温 1 小 时， 随后在 15 小时内持续升温至 1050， 在 1050保温 1 小时后出炉， 熄焦， 得到产品。 0

20、026 （5） 出焦熄焦 炼焦完成后， 打开炉门， 将焦炭推入熄焦车， 用冷水熄焦。 当焦炭温度降下后停止熄焦。 将焦炭烘干。 0027 实施例 7 （1） 制备褐煤半焦 将褐煤称重后放入铁箱中， 铺平。 将铁箱连同褐煤推入焦炉， 在700下干馏18小时制 成褐煤半焦。将褐煤半焦推入熄焦车， 用水熄焦。 0028 （2） 配煤 配料用量 ： 褐煤 40kg、 肥煤 25kg、 焦煤 25kg、 贫瘦煤 10kg。将实施例 2 制得的粘合剂 8kg 加入到所配煤中， 搅拌， 使粘合剂与煤充分混合均匀。 0029 （3） 捣固成型 将配好的煤均匀铺入捣固机的箱子中， 开启捣固机进行捣固。 0030

21、 （4） 入炉炼焦 当焦炉温度达到 800后， 将煤饼放入推焦车， 推入焦炉。关闭炉门。800保温 1 小 时， 随后在 15 小时内持续升温至 1050， 在 1050保温 1 小时后出炉， 熄焦， 得到产品。 0031 （5） 出焦熄焦 炼焦完成后， 打开炉门， 将焦炭推入熄焦车， 用冷水熄焦。 当焦炭温度降下后停止熄焦。 将焦炭烘干。 0032 实施例 8 （1） 制备褐煤半焦 将褐煤称重后放入铁箱中， 铺平。 将铁箱连同褐煤推入焦炉， 在800下干馏24小时制 成褐煤半焦。将褐煤半焦推入熄焦车， 用水熄焦。 0033 （2） 配煤 配料用量 ： 褐煤 28kg、 肥煤 26kg、 焦煤

22、 28kg、 贫瘦煤 18kg。将实施例 3 制得的粘合剂 9kg 加入到所配煤中， 搅拌， 使粘合剂与煤充分混合均匀。 0034 （3） 捣固成型 将配好的煤均匀铺入捣固机的箱子中， 开启捣固机进行捣固。 0035 （4） 入炉炼焦 当焦炉温度达到 800后， 将煤饼放入推焦车， 推入焦炉。关闭炉门。800保温 1 小 时， 随后在 15 小时内持续升温至 1050， 在 1050保温 1 小时后出炉， 熄焦， 得到产品。 0036 （5） 出焦熄焦 炼焦完成后， 打开炉门， 将焦炭推入熄焦车， 用冷水熄焦。 当焦炭温度降下后停止熄焦。 将焦炭烘干。 0037 实施例 9 （1） 制备褐煤半

23、焦 说 明 书 CN 102965134 A 6 5/5 页 7 将褐煤称重后放入铁箱中， 铺平。 将铁箱连同褐煤推入焦炉， 在800下干馏20小时制 成褐煤半焦。将褐煤半焦推入熄焦车， 用水熄焦。 0038 （2） 配煤 配料用量 ： 褐煤 30kg、 肥煤 30kg、 焦煤 30kg、 贫瘦煤 10kg。将实施例 4 制得的粘合剂 10kg 加入到所配煤中， 搅拌， 使粘合剂与煤充分混合均匀。 0039 （3） 捣固成型 将配好的煤均匀铺入捣固机的箱子中， 开启捣固机进行捣固。 0040 （4） 入炉炼焦 当焦炉温度达到 800后， 将煤饼放入推焦车， 推入焦炉。关闭炉门。800保温 1 小 时， 随后在 15 小时内持续升温至 1050， 在 1050保温 1 小时后出炉， 熄焦， 得到产品。 0041 （5） 出焦熄焦 炼焦完成后， 打开炉门， 将焦炭推入熄焦车， 用冷水熄焦。 当焦炭温度降下后停止熄焦。 将焦炭烘干。 说 明 书 CN 102965134 A 7