本发明涉及一种焦油渣热解制备焦油渣固体燃料的方法，适用于焦化厂产生的废焦油渣无害化处理，属于固体废弃物资源化处置领域。
背景技术：
进入21世纪以来，随着经济的飞速发展，我国的钢铁行业进入快速发展阶段，我国已成为焦炭生产、消费和出口第一大国。在焦化厂炼焦生产的过程中，高温焦炉煤气在集气管或初冷器冷却的条件下，高沸点的有机化合物被冷凝形成煤焦油，煤气中夹带的煤粉、半焦等也混杂在煤焦油中，形成大小不等的团块，这些团块称为焦油渣。焦油渣的主要成分为具有一定芳香性的聚合含碳物质。其中含有约60％的固定碳，挥发分的含量约为33％，灰分含量为4％，硫的含量约1.6％。焦油渣是在焦化生产过程中产生的具有污染性质的废弃物，如果处理不当会带来极其严重的环境问题，如污染土地、水源等。
由于我国对煤炭的利用比较依赖，焦化行业的发展过程中会产生大量的焦油渣，全国每年焦化行业产生的焦油渣近百万吨，在实际生产和回收当中，一般是将焦油渣进行堆放存储，焦油渣长期积压，存储能力不足，周围的环境会受到焦油渣池的严重影响，如何解决焦油渣的利用是未来焦化发展的瓶颈之一。焦油渣中含有大量未燃尽的碳和煤焦油及轻质组分，燃烧热值高，可以作为燃料。由于煤炭中含有一定量水分，在炼焦的过程中会逸出，经过冷凝后也会存在于焦油渣中，会使焦油渣流动性提高，不利于运输；水分的存在也会导致焦油渣热值的降低，因此原始焦油渣不利于直接作为燃料。
本发明描述的焦油渣热解过程是在隔绝空气的条件下对焦油渣进行加热，使焦油渣中的轻质组分挥发出来，再经过冷凝过程回收液体燃料，回收的液体燃料可以加工成为工业燃料油，所生产的焦油渣固体燃料热值高，经过热解的焦油渣水分含量下降，更易于运输储存。
技术实现要素：
本发明涉及一种焦油渣热解制备焦油渣固体燃料的方法，适用于焦化厂产生的废焦油渣无害化处理，属于固体废弃物资源化处置领域，本发明方法解决了焦油渣运输困难，热值较低的技术问题。
本发明提供的焦油渣热解制备焦油渣固体燃料的方法步骤如下：
1)将焦油渣干燥、粉碎；
2)将粉碎得到的焦油渣挤条，得到柱状焦油渣；
或者，将粉碎得到的焦油渣与高岭土和/或活性炭和/或污泥进行混合，挤条，得到柱状焦油渣；
3)在隔绝空气的条件下，将步骤2)得到的柱状焦油渣以2～10℃/min的速率升温至300～800℃下进行热解2～8h后，冷却至常温，即得到焦油渣固体 燃料。
步骤1)中干燥温度为80～120℃，干燥时间为10～72h，粉碎后的焦油渣粒径为2～10mm。
步骤1)中所述干燥、粉碎后的焦油渣中含水量低于5％。
步骤2)中，原料以重量含量100份计，焦油渣为80-100份，剩余原料选自高岭土、活性炭、污泥中的一种或两种或三种，所述高岭土为0-20份，活性炭为0-20份，污泥为0-20份。
所述污泥最优选自城市生活污水处理厂产生的污泥、河道底泥中的一种或两种。
步骤2)中挤条时焦油渣的温度保持在20～60℃之间。
步骤2)中柱状焦油渣直径为4～10mm，长度为2mm-1cm。
步骤3)所述隔绝空气采用氮气置换空气或在密闭反应器中进行热解反应。
步骤3)中优选热解温度为550-650℃，优选热解时间为0.5-4h。
步骤3)在隔绝空气的条件下，逐渐升高反应器的温度至热解温度，吹扫出来的焦油与水接触后温度降低，且与水不溶，回收冷凝液。
根据上述方法制备得到的焦油渣固体燃料，热值大于25MJ/kg，基本上可以达到30MJ/kg。
本发明的优点和有益效果为：
本发明方法使得初始焦油渣的含水率由10～30％降为0～3％，初始焦油渣由液态变为固态，热值提高10～30％。
本发明涉及一种焦油渣热解制备燃料的方法，适用于焦化厂产生的废焦油渣无害化处理，属于固体废弃物资源化处置领域。
具体实施方式
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
①将焦化厂产生的焦油渣，在105℃干燥24h，并进行机械粉碎，焦油渣中含水量低于5％；
②将粉碎后的焦油渣与高岭土混合，原料按质量份数100计，焦油渣为90份，高岭土为10份，经挤条得到柱状焦油渣，挤条时，保持焦油渣温度为60℃，挤出直径为5mm；
③在隔绝空气的条件下，将步骤(2)得到的柱状焦油渣以3℃/min的速率升温至500℃下进行热解3h后，冷却至常温，即得到焦油渣固体燃料，其热值为29.06MJ/kg。热解出来的焦油与水接触后温度降低，且与水不溶，回收冷凝液。
实施例2
①将焦化厂产生的焦油渣，在80℃干燥48h，并进行机械粉碎，得到焦油渣块状固体；
②所得焦油渣块状固体与活性炭混合，原料按质量份数100计，焦油渣为 85份，活性炭为15份，经挤条得到柱状焦油渣，挤条时焦油渣块状固体温度为40℃，挤出直径为8mm；
③在氮气条件下，将步骤(2)得到的柱状焦油渣以10℃/min的速率升温至600℃下进行热解2h后，冷却至常温，即得到焦油渣固体燃料，其热值为31.19MJ/kg。热解出来的焦油与水接触后温度降低，且与水不溶，回收冷凝液。
实施例3
①将焦化厂产生的焦油渣，在120℃干燥72h，并进行机械粉碎，得到焦油渣块状固体；
②所得焦油渣块状固体与污泥混合，原料按质量份数100计，焦油渣为92份，城市生活污水厂产生的污泥为8份，经挤条得到柱状焦油渣，挤条时焦油渣块状固体温度为50℃，挤出直径为10mm；
③在氮气条件下，将步骤(2)得到的柱状焦油渣以8℃/min的速率升温至800℃下进行热解4h后，冷却至常温，即得到焦油渣固体燃料，其热值为27.54MJ/kg。热解出来的焦油与水接触后温度降低，且与水不溶，回收冷凝液。
实施例4
①将焦化厂产生的焦油渣，在120℃干燥48h，并进行机械粉碎，得到焦油渣块状固体；
②所得焦油渣块状固体经挤条得到柱状焦油渣，挤出直径为9mm；
③在氮气条件下，将步骤(2)得到的柱状焦油渣以3℃/min的速率升温至500℃下进行热解2h后，冷却至常温，即得到焦油渣固体燃料，其热值为34.93MJ/kg。热解出来的焦油与水接触后温度降低，且与水不溶，回收冷凝液。
实施例5
①将焦化厂产生的焦油渣，在100℃干燥30h，并进行机械粉碎，得到焦油渣块状固体；
②所得焦油渣块状固体与活性炭混合，原料按质量份数100计，焦油渣为93份，活性炭为7份，经挤条得到柱状焦油渣挤条时焦油渣块状固体温度为45℃，挤出直径为5mm；
③在氮气条件下，将步骤(2)得到的柱状焦油渣以5℃/min的速率升温至400℃下进行热解5h后，冷却至常温，即得到焦油渣固体燃料，其热值为33.85MJ/kg。热解出来的焦油与水接触后温度降低，且与水不溶，回收冷凝液。
实施例6
①将焦化厂产生的焦油渣，在105℃干燥32h，并进行机械粉碎，得到焦油渣块状固体；
②所得焦油渣块状固体与活性炭和高岭土混合，原料按质量份数100计，焦油渣为92份，活性炭为4份，高岭土为4份，经挤条得到柱状焦油渣，挤条时焦油渣块状固体温度为55℃，挤出直径为6mm；
③在氮气条件下，将步骤(2)得到的柱状焦油渣以4℃/min的速率升温至450℃下进行热解4.5h后，冷却至常温，即得到焦油渣固体燃料，其热值为32.56 MJ/kg。
实施例7
①将焦化厂产生的焦油渣，在105℃干燥32h，并进行机械粉碎，得到焦油渣块状固体；
②所得焦油渣块状固体与污泥混合，原料按质量份数100计，焦油渣为96份，城市生活污水厂产生的污泥为4份，经挤条得到柱状焦油渣，挤条时焦油渣块状固体温度为50℃，挤出直径为6mm；
③在氮气条件下，将步骤(2)得到的柱状焦油渣以3℃/min的速率升温至450℃下进行热解4.5h后，冷却至常温，即得到焦油渣固体燃料，其热值为30.14MJ/kg，而市场上常见的活性炭热值仅为22～20MJ/kg，焦油渣固体燃料热值明显高于普通活性炭热值。热解出来的焦油与水接触后温度降低，且与水不溶，回收冷凝液。