专利名称：一种处理非粘性煤的设备及其处理非粘性煤用于炼焦的方法
技术领域：
本发明属于焦化化工技术领域，具体涉及一种处理非粘性煤用于炼焦的方法。
背景技术：
我国煤炭资源丰富，但炼焦资源相对不足，尤其是优质炼焦煤较为匮乏，随着我国钢铁生产规模的迅速扩大，中国的煤炭资源，尤其是优质炼焦煤资源日趋紧张，市场形势则更不容乐观，已经出现经常性的市场短缺现象。此外，随着焦炉大型化和高炉喷煤技术的发展，提高焦炭质量，特别是改善焦炭的热性能，满足高炉炼铁技术发展的要求，也成为炼焦技术发展的特出问题。解决这一问题的主要手段即为扩大炼焦煤源，提高和改善焦炭质量。扩大煤源炼焦成为我国炼焦工业发展的重要方向，特别是低变质程度高挥发份的非粘煤的使用可以最大限度的扩大炼焦煤的资源，缓解炼焦煤的不足。我国非粘煤储量丰富，神府矿区是我国新近开发的几个特大优质动力煤基地之一，储量达到2300亿吨，而且低硫、低灰，(硫分小于0. 5%，灰分小于5% )，其价格相对炼焦煤如气煤便宜近一倍。然而非粘煤由于其变质程度较低，挥发份含量较高，无结性，因而直接使用配入量受到限制，为此必须进行改质提质处理，以提高其配入量，并且满足大高炉对焦炭质量的要求。焦炭质量主要受制于炼焦煤源，通过对炼焦煤的改质与提质，是从根本上提高焦炭质量的主要措施， 同时可以降低炼焦配煤成本，明显提高炼焦生产的经济效益。中国专利文献专利号200410069197公开了一种用低挥发份弱粘结或非粘结性煤炼焦的方法，首先在原料煤中加入乳化浙青，将乳化浙青和原料煤进行充分搅拌，混合均勻；将混合均勻的含有浙青的原料煤混合物送入挤压设备进行挤压，使乳化浙青同原料煤充分结合；将经过挤压后的含有乳化浙青的原料煤混合物堆放，使乳化浙青浸润原料煤； 将配制的原料煤混合物加入炼焦炉中，在隔绝空气条件加热，进行干馏结焦。本发明的煤炼焦的方法，适用于现在的煤焦企业生产焦炭，并可以较低的成本生产出低灰份高强度的优质冶金用焦炭，降低了生产优质焦炭的成本，扩大了煤焦用煤的品种。中国专利文献专利号201010102638公开了一种神府煤水热处理方法，是将一定量的神府煤，其粒度分布在1.25mm以下，按水和煤的质量比1 2 1，加入水后置于反应釜中，通入氮气以排尽反应釜中的空气；反应釜开始加热并搅拌，升温至预定温度，所述预定温度是指水热处理温度在150 300°C，反应釜内压力在0. 4 9. OMpa，在所述温度下处理煤样1 3小时；然后停止加热并快速冷却至室温，泄去反应釜压力至常压后，打开反应釜；从反应釜中取出水热处理后的煤样，并经过滤除去水分后储存备用。经本发明处理过的神府煤能够明显改善煤的黏结性和结焦性，因而可以提高其在炼焦配煤中的用量达到8 15%，焦炭质量能够满足要求。该技术的不足之处是非连续性的，煤在处理过程中需要一定时间的反应。 发明内容
本发明的目的是，针对现有技术的不足，提供一种处理非粘性煤、用于炼焦的方法。名词解释非粘性煤中国煤炭分类国家标准中，对中、低煤化度而无粘结性的烟煤的称谓。 该标准规定，非粘煤的干燥无灰基挥发分> 20 37%，拈结指数6 < 5。非粘煤加热时不软化，为非炼焦煤。它一般用作动力煤或民用燃料。典型煤种有陕西的神木煤。本发明的技术方案是一种用于非粘性煤改质的设备，包括预热罐11、反应罐14、煤装入装置、煤排出装置；其特征是，预热罐11和反应罐14并列放置，由水蒸气管道1串联连接；煤装入装置包括安放在预热罐11上部的进料口 A(IO)和安放在反应罐14上部的进料口 B (15)、煤排出装置包括安放在预热罐11下端的出料口 A(IO)和安放在反应罐14下端的出料口 B (13)，保证煤的装入与排放。优选的，所述的反应罐11和预热罐14，反应罐11和预热罐14内部有蒸汽分布管， 反应罐11和预热罐14外部由蒸汽管道1缠绕，对反应罐和预热罐进行间接加热；更优选的，反应罐11和预热罐14内部的蒸汽分布管从下到上分布管逐渐减少，使罐内加热物受热均勻。优选的，所述用于非粘性煤改质的设备，还包括调温装置6，调温装置6装在预热罐11和反应罐14之前，调控水蒸气温度。优选的，所述用于非粘性煤改质的设备，还包括压力测量装置，压力测量装置包括安装于水蒸气管道1上的压力表A(8)、安装于反应罐14上的压力表B(14)、和预热罐11上的压力表C (21)，检测蒸汽压力。优选的，所述用于非粘性煤改质的设备，还包括温度测量装置，温度测量装置装在预热罐11和反应罐14上。优选的，预热罐11和反应罐14上各有9个测温装置上、中、下三个一组放置，准确测量预热罐和反应罐中的温度情况。优选的，所述用于非粘性煤改质的设备，还包括蒸汽冷却装置；蒸汽冷却装置安装在预热罐、反应罐后面，处理水蒸气的尾气。主要用于多余的蒸汽降低管道内的压力，增大设备两端的压力差，增加蒸汽在整个设备中的流动性。优选的，蒸汽冷却装置为蒸汽冷却器 (23)。优选的，所述用于非粘性煤改质的设备，还包括排气口，排气口 A(16)、排气口 B(19)、排气口以27)分别安装于反应罐14、预热罐11和蒸汽冷却装置后，在工作不正常的时候可以及时的放掉罐内的蒸汽；优选的，所述用于非粘性煤改质的设备，还包括采样设备和气体分析仪沈，主要用于检测对外排空的气体中有无有害物质排出，保证整个设施在工作过程中对环境不产生污
^fe ο各部分的作用如下1、流量控制阀，可以有效的控制蒸汽流量；2、调温装置包括水冷却装置和电加热装置，水冷却装置是将高温的蒸汽冷却到需要的温度，电加热装置是将较低温度的蒸汽加热到需要的温度；3、反应罐预热罐中布置有蒸汽分散排管，保证被加热物的加热均勻性，外部有缠绕的蒸汽加热管，管路可以相互切换，反应罐和预热罐可以相互置换，一个反应时，另一个利用反应罐的余热进行预热，预热到一定温度后直接装化为反应罐；4、反应罐和预热罐上分布装置上温度测量计，随时可以观测反应罐和预热罐中的温度变化；5、反应罐和预热罐下部有蒸汽冷凝水排放装置，随时调节两罐中蒸汽冷凝水的水位；6、蒸汽冷凝装置是回收蒸汽的装置，防止最后的蒸汽排放到空气中对环境产生影响。一种处理非粘性煤用于炼焦的方法，包括下列步骤1)将非粘性煤，粉碎至其粒度分布在3. Omm以下，加入非粘性煤改质装置中，通入水蒸气；2)升温至100 250°C，改制装置中的压力为常压，在所述温度下处理煤样0. 5 1小时；3)停止加热，从改制装置中放出改制后的非粘性煤，并经过滤除去水分后储存备用。本发明与类似的专利CN1806928、CN101760267A、CN102140356A、CN102191071A 相
比，本发明处理工艺不同是非粘性原煤经过粉碎后直接处理不用像其它专利需要将煤进行制浆等工艺，所采用的处理手段为水蒸气，而不像其它专利中采用的水热法，本发明在处理过程中在常压中进行，处理时间较短，减少了对设备的要求，像水热法需要较高温度和较高的压力，本发明与其它类似的发明相比成本较低。经本发明处理过的非粘性煤能够明显改善煤的粘结性和结焦性，因而可以提高其在炼焦配煤中的用量达到4 8%，焦炭质量能够满足要求。本发明的有益效果是利用水蒸气对非粘性煤进行改质提质，有效地改善了煤的粘结性和结焦性，可以提高非粘性煤在炼焦配煤中的用量4 8%，大大降低了炼焦配煤成本，生产出来的焦炭完全达到大高炉(IOOOm3以上)对焦炭的要求；用此发明对非粘性煤进行改质提质，采用的工艺简单，处理成本低，对环境无污染，降低了炼焦配煤成本，拓宽了炼焦煤的来源，具有较好的经济效益。
图1是本发明的设备的结构示意图；1、中温中压蒸汽，2、蒸汽阀门，3、减压阀/调压阀，4、蒸汽流量计，5、冷却水进口 A，24、冷却水进口 B，6、调温装置，7、冷却水出口 A，22、冷却水出口 B，8、压力表A，17、压力表 B，21、压力表C，9、温度计A，18、温度计B, 20、温度计C，25、温度计D ；10、出料口 A，13、出料口 B，11、反应罐，14、预热罐，12、进料口 A，15、进料口 B，16、排气口 A，19、排气口 B，27、排气口 C，23、蒸汽冷却器，26、采样设备/气体分析仪图2为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。实施例中所用非粘性煤为神木、府谷地区的神府煤，水蒸气为高压锅炉产生的蒸汽发电后的减压蒸汽。实施例1 一种用于非粘性煤改质的设备，包括1、中温中压蒸汽，2、蒸汽阀门，3、减压阀/ 调压阀，4、蒸汽流量计，5、冷却水进口 A，24、冷却水进口 B，6、调温装置，7、冷却水出口 A， 22、冷却水出口 B，8、压力表A，17、压力表B，25、压力表C，9、温度计A，18、B, 20、温度计C， 21、温度计D ;10、出料口 A，13、出料口 B，11、反应罐，14、预热罐，12、进料口 A，15、进料口 B， 16、排气口 A，19、排气口 B，27、排气口 C，23、蒸汽冷却器，沈、采样设备/气体分析仪所述的反应罐11和预热罐14，是并行排列的，由水蒸气管道1串联，有利于蒸汽从反应罐到预热罐；煤装入装置包括安放在预热罐11上部的进料口 A(IO)和安放在反应罐 14上部的进料口 B (15)、煤排出装置包括安放在预热罐11下端的出料口 A(IO)和安放在反应罐14下端的出料口 B (13)，保证煤的装入与排放。所述的反应罐11和预热罐14，罐内有蒸汽分布管，从下到上分布管由多到少，使罐内加热物受热均勻，罐外由蒸汽管道缠绕可以对反应罐和预热罐进行间接加热；反应罐 11和预热罐14外部由蒸汽管道1缠绕。调温装置6是设备的关键装备之一，调温装置6装在预热罐11和反应罐14之前可以用水对蒸汽进行降温，可以用电对蒸汽进行加热，有效地调节蒸汽温度，温度控制精度为 士2°C ；所述的压力表8、17、25，包括安装于水蒸气管道1上的压力表A(8)、安装于反应罐 14上的压力表B (14)、和预热罐11上的压力表以21)，主要用于检测蒸汽的压力变化，反应罐内、外蒸汽的流动性；所述的温度计9、18、20、21，装在预热罐11和反应罐14上，主要用于检测罐内、夕卜的温度变化情况，温度对于非粘性煤改质至关重要；所述的进料口 12、15、、出料口 10、13、，在设备工作时是关紧的使整套设备形成一个密闭的通道；所述的16、19、27、排气口，排气口 A(16)、排气口 B(19)、排气口以27)分别安装于反应罐14、预热罐11和蒸汽冷却装置后，在工作不正常的时候可以及时的放掉罐内的蒸汽；所述的23、蒸汽冷却器，蒸汽冷却器安装在预热罐、反应罐后面，处理水蒸气的尾气。主要用于多余的蒸汽降低管道内的压力，增大设备两端的压力差，增加蒸汽在整个设备中的流动性。所述的采样设备/气体分析仪沈，主要用于检测对外排空的气体中有无有害物质排出，保证整个设施在工作过程中对环境不产生污染。工作过程将一定量的，一定粒度的非粘性煤加入反应罐11和预热罐14中，中温中压的蒸汽通过阀门2到达调温装置6，用温度较低的水来调节蒸汽温度到要求的温度，或者通过电加热的方式将蒸汽加热到适合的温度，温度适合的蒸汽进入反应罐11与非粘性煤进行反应改质，罐内到达要求的温度后，要保持温度一定时间，保证反应完成，使非粘性煤改质达到要求的效果，反应后的蒸汽进入预热罐14对新的非粘性煤进行预热，最后蒸汽进入蒸汽冷凝装置23，进行蒸汽的冷凝回收，用采样设备/气体分析仪沈分析检测对外排空的气体，在整个改质过程中，用温度计9、18、20、21检测罐内、外以及蒸汽的温度，用压力表8、17、25检测蒸汽以及罐内的压力，处理完后，停止蒸汽，从罐内放出处理好的非粘性煤，经过过滤滤掉煤中的水分，用于炼焦配煤。实施例2如实施例1所述的用于非粘性煤改质的设备，区别在于，所述的11、14反应罐/预热罐互换使用。预热罐11和反应罐14上各有9个测温装置上、中、下三个一组放置，准确测量预热罐和反应罐中的温度情况实施例3 取IOOkg神府煤，粒度为3mm以下，加入到非粘性煤改质装置中，通入水蒸气，加热到100°C，并在100°C保温反应0. 5小时后，停止加热并停止反应，从改质装置中放出处理的
iS ο实施例4 取IOOkg神府煤，粒度为3mm以下，加入到非粘性煤改质装置中，通入水蒸气，加热到200°C，并在200°C保温反应0. 5小时后，停止加热并停止反应，从改质装置中放出处理的
iS ο实施例5 取IOOkg神府煤，粒度为3mm以下，加入到非粘性煤改质装置中，通入水蒸气，加热到220°C，并在220°C保温反应1. 0小时后，停止加热并停止反应，从改质装置中放出处理的
iS ο实施例6 取IOOkg神府煤，粒度为3mm以下，加入到非粘性煤改质装置中，通入水蒸气，加热到250°C，并在250°C保温反应0. 5小时后，停止加热并停止反应，从改质装置中放出处理的
iS ο实施例7:取IOOkg神府煤，粒度为3mm以下，加入到非粘性煤改质装置中，通入水蒸气，加热到250°C，并在250°C保温反应1. 0小时后，停止加热并停止反应，从改质装置中放出处理的
iS ο发明人将水蒸气处理过的煤，在40kg小焦炉上进行配煤炼焦实验，与正常供应 3000m3的大高炉的炼焦配煤相比较，配入6%的经过不同温度、不同处理时间处理过的非粘性煤进行炼焦实验，分析其热性能，对比如下表1 表1 处理过后的非粘性煤炼焦实验
权利要求
1. 一种用于非粘性煤改质的设备，包括预热罐11、反应罐14、煤装入装置、煤排出装置；其特征是，预热罐11和反应罐14并列放置，由水蒸气管道1串联连接；煤装入装置包括安放在预热罐11上部的进料口 A(IO)和安放在反应罐14上部的进料口 B (15)、煤排出装置包括安放在预热罐11下端的出料口 A(IO)和安放在反应罐14下端的出料口 B (13)，保证煤的装入与排放。优选的，所述的反应罐11和预热罐14，反应罐11和预热罐14内部有蒸汽分布管，反应罐11和预热罐14外部由蒸汽管道1缠绕，对反应罐和预热罐进行间接加热；更优选的，反应罐11和预热罐14内部的蒸汽分布管从下到上分布管逐渐减少，使罐内加热物受热均勻。 优选的，所述用于非粘性煤改质的设备，还包括调温装置6，调温装置6装在预热罐11 和反应罐14之前，调控水蒸气温度。优选的，所述用于非粘性煤改质的设备，还包括压力测量装置，压力测量装置包括安装于水蒸气管道1上的压力表A (8)、安装于反应罐14上的压力表B (14)、和预热罐11上的压力表C (21)，检测蒸汽压力。优选的，所述用于非粘性煤改质的设备，还包括温度测量装置，温度测量装置装在预热罐11和反应罐14上。优选的，预热罐11和反应罐14上各有9个测温装置上、中、下三个一组放置，准确测量预热罐和反应罐中的温度情况。优选的，所述用于非粘性煤改质的设备，还包括蒸汽冷却装置；蒸汽冷却装置安装在预热罐、反应罐后面，处理水蒸气的尾气。主要用于多余的蒸汽降低管道内的压力，增大设备两端的压力差，增加蒸汽在整个设备中的流动性。优选的，蒸汽冷却装置为蒸汽冷却器 (23)。优选的，所述用于非粘性煤改质的设备，还包括排气口，排气口 A(16)、排气口 B (19)、 排气口以27)分别安装于反应罐14、预热罐11和蒸汽冷却装置后，在工作不正常的时候可以及时的放掉罐内的蒸汽；优选的，所述用于非粘性煤改质的设备，还包括采样设备和气体分析仪26，主要用于检测对外排空的气体中有无有害物质排出，保证整个设施在工作过程中对环境不产生污染。 一种处理非粘性煤用于炼焦的方法，包括下列步骤1)将非粘性煤，粉碎至其粒度分布在3.Omm以下，加入非粘性煤改质装置中，通入水蒸气；2)升温至100 250°C，改制装置中的压力为常压，在所述温度下处理煤样0.5 1小时；3)停止加热，从改制装置中放出改制后的非粘性煤，并经过滤除去水分后储存备用。
全文摘要
本发明提供一种处理非粘性煤用于炼焦的方法和设备，属于焦化化工技术领域。该方法是将一定量的非粘性煤，其粒度分布在3.0mm以下，加入非粘性煤改质装置中，通入一定温度的水蒸气；升温至预定温度，所述预定温度是指改制装置中的温度在100～150℃，改制装置中的压力为常压，在所述温度下处理煤样0.5～1小时；然后停止加热，从改制装置中放出改制后的非粘性煤，并经过滤除去水分后储存备用。经本发明处理过的非粘性煤能够明显改善煤的粘结性和结焦性，因而可以提高其在炼焦配煤中的用量达到4～8％，焦炭质量能够满足要求。
文档编号C10B57/08GK102517061SQ201110396279
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月3日 优先权日2011年12月3日
发明者刘纯兴, 孙业新, 李广艳, 李志峰, 李慧, 李竞, 杨光义, 林七女, 江丹, 王长宝, 种振宇, 管山吉, 董晓春, 陈学琴 申请人:莱芜钢铁集团有限公司