一种用弱粘煤生产电石用成型球团的方法与流程

本发明属于化工
技术领域：
，更具体地涉及一种用弱粘煤生产电石用成型球团的方法。
背景技术：
：电石是重要的乙炔化工中间体。电石乙炔可以用来合成苯、橡胶、聚氯乙烯、聚乙炔等多种有机产品。经过60多年的改进和发展，电石工业目前已经成为我国不可或缺的基础化工原料产业。同时我国“富煤、贫油、少气”的能源结构，决定了电石在我国经济社会发展中发挥着不可取代的重要作用。工业生产电石的方法主要是电热法，即在高温电弧炉设备中加热熔炼块状的焦炭和氧化钙，在温度为1800℃-2200℃时反应生成熔融电石。电热法采用焦炭作为碳素原料，一般通过煤焦化制备，该过程流程长、电耗大，并且有机碳损失高，污染严重。电热法采用氧化钙为钙素原料，一般通过煅烧石灰石得到，该过程流程长、能耗大。同时电热法采用的原料均为块状原料，原料之间接触面积少，物料传质速度慢，化学反应速度低。技术实现要素：针对上述问题，本发明提供一种用弱粘煤生产电石用成型球团的方法。该方法将弱粘结性粉煤配以一定比例的粘结性粉煤与岩棉和粉状钙素原料作为原料，经混合、高压成型加工处理，所得球团强度满足倒运和入炉要求。根据本发明的一方面，提供一种用弱粘煤生产电石用成型球团的方法，该方法包括下列步骤：1)将弱粘煤、粘结性煤、岩棉和生石灰分别进行破碎处理，得到弱粘煤粉煤、粘结性煤粉煤、岩棉粉和生石灰粉；2)将步骤1)中得到的弱粘煤粉煤、粘结性煤粉煤烘干，得到干燥后的弱粘煤粉煤和干燥后的粘结性煤粉煤；3)将干燥后的弱粘煤粉煤、干燥后的粘结性煤粉煤与岩棉粉和生石灰粉按比例混合均匀，得到混合粉料；4)将步骤3)中的混合粉料冷压成球，得到电石生产用混合球团；5)将步骤4)中所得的混合球团进行热解，得到热解后球团。根据本发明的一个实施例，步骤1)中的弱粘煤是低阶煤，低阶煤包含褐煤、长焰煤中的一种或多种，并且灰分含量小于等于10％。以弱粘煤为主碳素原料，使得电石原料成本大幅度降低，同时极大提高了弱粘煤提质后半焦的附加值，拓宽了弱粘煤提质加工途径。根据本发明的一个实施例，步骤1)中的粘结性煤的粘结指数大于25，粘结性煤可以选用焦煤、肥煤、无烟煤等高阶煤中的一种或多种，并且其灰分含量小于等于16％。采用少量粘结性煤和岩棉为复合粘结剂，粘结剂成本低且容易实现工业化。粘结性煤既发挥粘结剂作用，同时也提供部分电石生产用碳素原料，相对于有机粘结剂，粘结性煤价廉易得，岩棉和粘结性煤的配合使用，既降低了粘结性煤的加入量，又减少了杂质带入量，进而保证电石品质。根据本发明的一个实施例，步骤1)中生石灰的钙素含量在85％以上。根据本发明的一个实施例，步骤1)中的弱粘煤粉煤、粘结性煤粉煤、岩棉粉和生石灰粉的粒度均在3mm以下。采用粉煤和粉状钙素原料，增加了原料之间的接触传递面积，有利于化学反应发生，从而降低能耗。根据本发明的一个实施例，步骤2)中的烘干后弱粘煤粉煤和干燥后粘结性煤粉煤的水分均小于6％，保证水分含量旨在保证生石灰不被消化而破坏球团强度。根据本发明的一个实施例，步骤3)中干燥后的弱粘煤粉煤、干燥后的粘结性煤粉煤与岩棉粉和粉状生石灰按照0.7～0.9:0.1～0.3：0.03～0.10:1～1.2的重量比进行混合。根据本发明的一个实施例，步骤3)中混合时间为8～15分钟。根据本发明的一个实施例，步骤4)中粉料送入高压压球机中冷压成球，其中高压压球机压力为18-25Mpa，并采用氮气进行安全保护。根据本发明的一个实施例，步骤5)中热解温度为600～900℃，热解时间为30～60分钟。本发明的方法通过高压成型提高冷球团强度，配入粘结性煤和岩棉保证入炉后的热强度，所得球团的冷强度在500N以上，900℃下热强度在1000N以上，满足电石生产对原料球团的入炉要求和生产过程中的热强度要求，解决了球团强度不足的问题。同时，本发明采用粘结性煤和岩棉为复合粘结剂，岩棉为人造矿物纤维，来源广泛，同时具有良好的分散性，可在高温下熔融进而起到粘结作用，并且，其在高温使用过程中不会释放出有害气体，是一种较为环保的粘结剂。此外，本发明采用粉煤和粉状生石灰干法成型制备球团，成型工艺简单，并且粉状原料有利于电石合成反应中的传质和传热，加快电石反应，达到了节能高效的目的。附图说明图1是本发明的用弱粘煤生产电石用成型球团的方法的流程示意图。具体实施方式应当理解，在示例性实施例中所示的本发明的实施例仅是说明性的。虽然在本发明中仅对少数实施例进行了详细描述，但本领域技术人员很容易领会在未实质脱离本发明主题的教导情况下，多种修改是可行的。相应地，所有这样的修改都应当被包括在本发明的范围内。在不脱离本发明的主旨的情况下，可以对以下示例性实施例的设计、操作条件和参数等做出其他的替换、修改、变化和删减。下面参照图1描述本发明实施例的用弱粘煤生产电石用成型球团的方法的流程示意图。在步骤S100中，将弱粘煤、粘结性煤、岩棉和生石灰分别进行破碎处理，得到弱粘煤粉煤、粘结性煤粉煤、岩棉粉和生石灰粉，其中弱粘煤粉煤、粘结性煤粉煤、岩棉粉和生石灰粉的粒度均在3mm以下。弱粘煤是低阶煤，该低阶煤包含褐煤、长焰煤等中的一种或多种，并且灰分含量不超过10％。粘结性煤的粘结指数大于25，粘结性煤可以选用焦煤、肥煤、无烟煤等高阶煤中的一种或多种，并且其灰分含量不超过16％。生石灰的钙素含量在85％以上。在步骤S200中，将步骤S100中得到的弱粘煤粉煤、粘结性煤粉煤烘干，得到干燥后的弱粘煤粉煤和干燥后的粘结性煤粉煤。烘干后弱粘煤粉煤和干燥后粘结性煤粉煤的水分均小于6％，保证水分含量旨在保证生石灰不被消化而破坏球团强度。在步骤S300中，将干燥后的弱粘煤粉煤、干燥后的粘结性煤粉煤与岩棉粉和生石灰粉按比例混合均匀，得到混合粉料。其中，干燥后的弱粘煤粉煤、干燥后的粘结性煤粉煤与岩棉粉和粉状生石灰按照0.7～0.9:0.1～0.3:0.03～0.10:1～1.2的重量比进行混合，混合时间为8～15分钟。在步骤S400中，将步骤S300中的混合粉料冷压成球，得到电石生产用混合球团。将粉料送入高压压球机中冷压成球，其中高压压球机压力为18-25Mpa，并采用氮气进行安全保护，冷压球团的冷强度在500N以上。在步骤S500中，将步骤S400中所得的混合球团进行热解，得到热解后球团，即电石用成型球团。其中，热解温度为600～900℃，热解时间为30～60分钟，热解温度和时间可以依据实际原料情况而改变。热解后球团强度可达1000N以上，满足电石生产对原料球团的入炉要求和生产过程中的热强度要求。下面进一步结合具体实施例来说明本发明的用弱粘煤生产电石用成型球团的方法。实施例一将长焰煤、粘结指数为25的无烟煤、岩棉和生石灰分别进行破碎，均破碎至粉末尺寸在3mm以下，得到长焰煤粉煤、无烟煤粉煤、岩棉粉和生石灰粉。其中长焰煤的灰分含量为5％，无烟煤的灰分含量在11％，生石灰中氧化钙含量为87％。将长焰煤粉煤、无烟煤粉煤在105℃下进行烘干处理，烘干后长焰煤粉煤和无烟煤粉煤含水量分别为4.5％和2.8％。将干燥后的长焰煤粉煤、干燥后的无烟煤粉煤、岩棉粉和生石灰粉按照0.7:0.3:0.05:1.1的重量比进行混合，混合约10分钟，得到混合粉料。将混合粉料送入高压压球机中冷压成球，得到混合球团，其中高压压球机压力为18Mpa，所得成型球团冷强度为723N。将所得混合球团进行热解，热解温度为900℃，热解时间为30分钟，热解后得到电石生产用成型球团。对由上述方法所获得的电石生产用成型球团进行强度测试，其测试结果如表1所示。实施例二将长焰煤、粘结指数为60的肥煤、岩棉和生石灰分别进行破碎，均破碎至粉末尺寸在3mm以下，得到长焰煤粉煤、焦煤粉煤、岩棉粉和生石灰粉。其中长焰煤的灰分含量为8％，焦煤的灰分含量在13％，生石灰中氧化钙含量为90％。将长焰煤粉煤、焦煤粉煤在110℃下进行烘干处理，烘干后长焰煤粉煤和焦煤粉煤含水量分别为4.2％和2.5％。将干燥后的长焰煤粉煤、干燥后的焦煤粉煤、岩棉粉和生石灰按照0.8:0.2:0.03:1的重量比进行混合，混合12分钟，得到混合粉料。将混合粉料送入高压压球机中冷压成球，得到混合球团，其中高压压球机压力为23Mpa，所得成型球团冷强度为750N。将所得混合球团进行热解，热解温度为850℃，热解时间为35分钟，热解后得到电石生产用成型球团。对由上述方法所获得的电石生产用成型球团进行强度测试，其测试结果如表1所示。实施例三将褐煤、粘结指数为80的焦煤、岩棉和生石灰分别进行破碎，均破碎至粉末尺寸在3mm以下，得到褐煤粉煤、肥煤粉煤、岩棉粉和生石灰粉。其中褐煤的灰分含量为9％，肥煤的灰分含量在15％，生石灰中氧化钙含量为92％。将褐煤粉煤、肥煤粉煤在120℃下进行烘干处理，烘干后长焰煤粉煤和肥煤粉煤含水量分别为4％和2.1％。将干燥后的褐煤粉煤、干燥后的肥煤粉煤、岩棉粉和生石灰按照0.9:0.1:0.07:1的重量比进行混合，混合15分钟，得到混合粉料。将混合粉料送入高压压球机中冷压成球，得到混合球团，其中高压压球机压力为25Mpa，所得成型球团冷强度为650N。将所得混合球团进行热解，热解温度为800℃，热解时间为50分钟，热解后得到电石生产用成型球团。对由上述方法所获得的电石生产用成型球团进行强度测试，其测试结果如表1所示。实施例四将长焰煤、粘结指数为90的焦煤、岩棉和生石灰分别进行破碎，均破碎至粉末尺寸在3mm以下，得到长焰煤粉煤、肥煤粉煤、岩棉粉和生石灰粉。其中长焰煤的灰分含量为5％，肥煤的灰分含量在15％，生石灰中氧化钙含量为88％。将长焰煤粉煤、肥煤粉煤在100℃下进行烘干处理，烘干后长焰煤粉煤和肥煤粉煤含水量分别为4.5％和1.2％。将干燥后的长焰煤粉煤、干燥后的肥煤粉煤、岩棉粉和生石灰按照0.9:0.1:0.1:1.2的重量比进行混合，混合15分钟，得到混合粉料。将混合粉料送入高压压球机中冷压成球，得到混合球团，其中高压压球机压力为19Mpa，所得成型球团冷强度为836N。将所得混合球团进行热解，热解温度为650℃，热解时间为60分钟，热解后得到电石生产用成型球团。对由上述方法所获得的电石生产用成型球团进行强度测试，其测试结果如表1所示。表1成型球团强度测试结果编号成型球团强度(N)实施例一549实施例二950实施例三762实施例四870以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。当前第1页1 2 3