专利名称：炼焦用原料煤的体积密度提高剂、体积密度提高方法以及炼焦方法
技术领域：
本发明涉及用于提高炼焦用原料煤的体积密度的技术。更详细地说，涉及把调整至规定粘度的药剂添加至炼焦用原料煤中来提高炼焦用原料煤的体积密度的技术。
背景技术：
焦炭(coke)是把煤装入高温炉(下面称作炼焦炉，coke furnace)中并通过干馏得到的多孔质炭物质，用作炼铁及铸造的热源或燃料等。
由于该焦炭的成本占炼铁等的成本的主要部分，所以，目前正努力改善通过提高炼焦的生产率，来降低焦炭成本。
例如尝试着对作为原料的煤(下面称作原料煤)实施一些前处理，来提高该原料煤的体积密度，由此增加向炼焦炉的原料煤装入量，来试图提高生产率。
作为提高原料煤的上述体积密度的技术的代表，已知有在原料煤上形成油被膜，来减少原料煤粒子间摩擦的技术(加油方式)；在装入炼焦炉前预先对原料煤进行分级，来调节粒度的技术(参见专利文献1)；为了降低附着在原料煤粒子表面的水的表面张力，来赋予原料煤粒子间的润滑性，在该原料煤中添加二烷基磺基琥珀酸等表面活性剂的技术等(例如，参见专利文献2)。
专利文献1特开2003-226879号公报专利文献2特开平2-240194号公报发明内容在向原料煤中添加以提高体积密度为目的的药剂的技术中，若该药剂与原料煤不能均匀混合，则不能充分发挥所希望的提高体积密度的效果。因此，往往采用用以均匀混合原料煤与药剂的混合装置(混合机)。然而，该混合装置使炼焦涉及的设备成本提高，同时用于均匀混合所需的时间成为生产率下降的重要原因。
另外，在炼焦设备中，往往设置有以提高体积密度为目的的装置，即，该装置设想使用暴露在雨中而水分增加了的原料煤，通过蒸发该原料煤的水分来提高体积密度。然而，一旦从原料煤除去水分，则特别是在陈旧的炼焦炉中，发生原料煤的挤压堵塞，结果反而发生使焦炭的生产率恶化的问题。
在这里，本发明的主要目的是提供一种即使不采用混合装置，也可以实现原料煤与药剂(体积密度提高剂)的均匀混合，进一步无需对增加了水分的原料煤进行水分去除处理，就能够提高该原料煤的体积密度的技术。
本发明首先提供一种把粘度调整至10～45mPa·s的炼焦用原料煤的体积密度提高剂。该体积密度提高剂，重要的是粘度处于上述范围内，对其具体的药剂材料未作特别限定，但可采用例如至少含有二烷基磺基琥珀酸或其盐、聚环氧乙烷类加聚物或其盐的具有表面活化作用的药剂。还有，在本发明中，所谓“粘度”意指按JIS K-7117-1中规定的方法测定的值，测定温度为25℃。
其次，本发明提供一种把粘度调整至10～45mPa·s的药剂添加至炼焦用原料煤的炼焦用原料煤的体积密度提高方法。药剂添加至炼焦用原料煤的方法，未作特别限定，但利用在原料煤中可均匀混合药剂的喷雾等方法是优选的。
另外，本发明提供一种炼焦方法，在进行了使装入到炼焦炉的原料煤的体积密度提高的前处理工序后，把上述原料煤装入到炼焦炉的炼焦方法中，通过上述前处理工序，把粘度调整至10～45mPa·s的体积密度提高剂添加至上述原料煤中。特别是提供一种不采用药剂(体积密度提高剂)与原料煤的混合装置的炼焦方法及可以缩短混合时间的炼焦方法。
在本发明中，通过采用把粘度调整至10～45mPa·s的体积密度提高剂，即使不特别采用混合装置也可以达到原料煤与药剂(体积密度提高剂)的均匀混合。另外，通过采用上述体积密度提高剂，即使是水分增加了的原料煤，也可不预先进行该水分的去除处理，就能够提高该原料煤的体积密度。还有，在进行水分的去除处理时，即使存在残留水分，也可以进一步提高原料煤的体积密度。
图1是本发明涉及的典型的炼焦的主要工序流程图。
具体实施例方式
下面对本发明的优选实施方案加以说明。还有以下说明的实施方案是本发明涉及的优选例子，而不是通过这些实施方案把本发明限制在一个窄的范围。
图1是本发明涉及的典型的炼焦的主要工序流程图。
炼焦中使用的原料煤，在运输上岸后，贮藏在野外的规定场所(参见图1中的“贮煤”)。把该原料煤从该贮煤场运送至炼焦现场，供给至前处理工序。在该前处理工序，进行粉碎使原料煤的大小均匀后，通过传送带等传送装置导入到炼焦炉中，进行干镏。干镏处理过的原料煤实施完灭火处理后，作为焦炭制品出厂。出厂后，送至炼铁厂或铸造厂等代表性工厂使用。还有，把干镏过程中产生的干镏气(未图示)，送至规定的脱硫装置进行处理，然后进行脱氨处理等。
本发明在上述前处理工序中，对进行粉碎处理前的原料煤添加已调整至规定粘度的药剂。在该前处理工序中添加药剂的目的是提高原料煤的体积密度，增加向后续炼焦炉的原料煤的装入量，由此提高焦炭的生产率。
药剂的最佳粘度为10～45mPa·s。当粘度不足10mPa·s时，不能充分提高体积密度，当粘度超过45mPa·s时，原料煤的流动性下降，在炼焦炉中容易发生挤压堵塞，有可能成为生产率降低的重要原因。
使用的药剂为表面活性剂时，该药剂使附着在原料煤粒子表面的水的表面张力降低来赋予原料煤粒子间润滑性，借此发挥提高原料煤体积密度的作用。
更详细地说，由于附着在原料煤粒子表面的水分阻碍该粒子彼此接近，故原料煤的水分越高，有装入到炼焦炉中的原料煤的体积密度越下降的倾向，但是，具有表面活性功能的药剂缓和原料煤粒子表面水分的斥力，发挥使原料煤粒子彼此容易接近的作用。
另外，本发明涉及的药剂(体积密度提高剂)，由于粘度调整至10～45mPa·s，故对原料煤的混合分散性优良。因此，上述作用促使全部原料煤均匀。在本发明中，药剂与原料煤的混合装置(混合机)不必特别设置，而即使采用混合装置，混合时间也可大幅缩短。
本发明中可以采用的部分药剂，首先可以举出阴离子表面活性剂。特别是为了提高粒径1mm以上的较大粒径的原料煤粒子的体积密度，作为阴离子表面活性剂的二烷基磺基琥珀酸及其盐是有效的。二烷基磺基琥珀酸盐可以举出例如钠盐、铵盐、钾盐、三乙胺盐等，但是钠盐、三乙胺盐特别有效。二烷基磺基琥珀酸的烷基碳原子数为8～16是优选的。
另外，作为提高原料煤体积密度的药剂，也可以采用非离子表面活性剂。特别是为了提高粒径不足1mm的较细粒径的原料煤粒子的体积密度，非离子表面活性剂是优选的，其中，聚环氧乙烷(POE)加聚物是特别优选的。例如，可以采用加成摩尔数2～5的钠盐、铵盐、钾盐等盐。当采用聚环氧乙烷烷基醚(结构通式R-O-(CH2CH2O)n-H)时，作为构成烷基部分的原料，例如，可以举出采用了多巴醇、双元油等合成醇，鲸蜡醇，碳原子数12～18的脂肪醇的原料。还有，二烷基磺基琥珀酸及其盐与聚环氧乙烷(POE)加聚物及其盐，可根据目的以合当的比例进行配合后自由使用。不管是任何一种，在本发明中，其药剂粘度处于10～45mPa·s范围是重要的。
药剂的添加量，根据原料煤的性质、状态适当选择即可，例如优选相对原料煤重量(干重)添加至0.01～0.1重量％。当不足0.01重量％时，添加量过少，与原料煤的均匀接触变得困难，有可能产生部分达不到体积密度提高的状况。另一方面，当超过0.1重量％时，体积密度提高效果的增大倾向达到极点，而过量添加导致成本升高的问题。
药剂的添加方法未作特别限定，但把药剂均匀分散混合在原料煤中的方法是优选的，例如，采用向传送带上堆积传送的原料煤喷雾药剂的方法是合适的。
本发明涉及的粘度10～45mPa·s的药剂(体积密度提高剂)，即使不特别采用混合装置(搅拌装置)，采用上述喷雾方法，也可以广泛分散在原料煤表面，使全部原料煤均匀混合。另外，如采用该药剂，则可以大幅缩短或削减在采用迅速均匀混合在原料煤中的现有混合装置的工序中用于搅拌调整的时间，即使从此观点看，也有助于提高生产率。
实施例下面通过实施例更详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例的限制。
实施例1试验方法把预先进行粉碎、调整使3mm以下的粒径分布达到70％的试验炭10kg(澳大利亚炭·漂白，水分9.1％)在平坦的地面上以宽60cm、厚约10cm整齐地静置。还有，该静置方法打算用皮带运输机运送原料煤。
其次，向静置的试验炭上，通过能够以扇形扩散的方式进行喷雾的小流量类型的喷嘴，进行定量喷雾，使粘度不同的各种药剂液(体积密度提高剂，参见表1)分布成扇形，接着，用砂浆研磨机搅拌规定时间。
接着，从高50cm处向容量10L的容器中落下试验炭，测定落入该容器的试验炭的重量，由此计算体积密度。结果示于下表1。还有，表1中的“体积密度提高率”，按照下列数学计算式计算。
数1
表1
从表1所示的结果可知，在使用二辛基磺基琥珀酸钠或POE油醚及其硫酸盐作为药剂(体积密度提高剂)时，在粘度达到10、28、30、33、43mPa·s的试验区，体积密度提高率增高。
特别是，即使混合机仅进行1分钟混合，也可以有效地提高体积密度(参见试验区2～4、7、8、12、13)。另外，如从试验区2与16、试验区3与17、试验区4与18、试验区8与22、试验区12与24、试验区13与25的各体积密度提高率的数据比较可知，当采用粘度调整至10～45mPa·s的范围的二辛基磺基琥珀酸钠、POE油醚硫酸盐、POE油醚等药剂时，即使混合机的混合时间为1分钟左右，也可以达到与混合时间15分钟时几乎相同或以上的体积密度提高率。
因此，本发明涉及的体积密度提高剂，即使是像试验炭那样含水多的试验炭，也可以得到高的体积密度提高率，另外，即使混合机的混合时间短，也可以充分提高原料煤的体积密度。
实施例2采用与实施例1同样的试验炭(原料煤)，把该试验炭放在宽30cm、长10m的传送带上，立即通过喷雾器，把粘度调整至10、30、52mPa·s的各种二辛基磺基琥珀酸钠进行喷雾。把到达至传送带前进方向末端的试验炭，从高50cm处向容量10L的容器中落下，测定落入该容器的试验炭的重量，计算体积密度及体积密度提高率。结果示于下表2。
从表2所示的结果可知，对传送带上堆积的试验炭(原料煤)，仅喷雾粘度达到10mPa·s或30mPa·s的二辛基磺基琥珀酸钠(实施例)，即使不用混合机进行混合，也可有效提高原料煤的体积密度(参见表2)。
另一方面，采用粘度达到52mPa·s的二辛基磺基琥珀酸钠(比较例)，即使采用同样的喷雾方法，体积密度提高率也低于粘度为10mPa·s或30mPa·s的二辛基磺基琥珀酸钠(参见表2)。
从本实施例2涉及的试验结果可知，当采用粘度调整至规定范围的本发明涉及的药剂(体积密度提高剂)时，在炼焦中，采用的是仅向炼焦炉运输原料煤的传送带上喷雾该药剂的简便方法，能够提高原料煤的体积密度。结果是，可以提高向炼焦炉的原料煤装入量，提高焦炭的生产效率。
产业上利用的可能性本发明提供一种炼焦用原料煤的体积密度提高技术以及炼焦的生产效率提高技术。
权利要求
1.一种炼焦用原料煤的体积密度提高剂，其特征在于，其粘度调整至10～45mPa·s。
2.按照权利要求1所述的炼焦用原料煤的体积密度提高剂，其特征在于，其至少含有二烷基磺基琥珀酸或其盐、或聚环氧乙烷类加聚物或其盐。
3.一种炼焦用原料煤的体积密度提高方法，其特征在于，将粘度调整至10～45mPa·s的药剂添加至炼焦用原料煤中。
4.一种炼焦方法，在进行了提高装入到炼焦炉的原料煤的体积密度的前处理工序后，将上述原料煤装入到炼焦炉中，其特征在于，在上述前处理工序中，将粘度调整至10～45mPa·s的体积密度提高剂添加至上述炼焦用原料煤中。
全文摘要
本发明涉及炼焦用原料煤的体积密度提高方法。本发明提供一种把粘度调整至10～45mPa·s的炼焦用原料煤的体积密度提高剂或把粘度调整至10～45mPa·s的药剂添加至炼焦用原料煤中的炼焦用原料煤体积密度提高方法。另外，在进行了提高装入到炼焦炉中的原料煤的体积密度的前处理工序后，把上述原料煤装入到炼焦炉中的炼焦方法中，在该前处理工序，把粘度调整至10～45mPa·s的体积密度提高剂添加至该炼焦用原料煤中。
文档编号C10B57/00GK1923955SQ20061008179
公开日2007年3月7日 申请日期2006年5月11日 优先权日2005年8月31日
发明者内藤卓, 吉川高志 申请人:栗田工业株式会社