专利名称：褐煤炼焦方法
技术领域：
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：
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%。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，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。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10 —17%，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°C温度下干馏得到半焦，再用焦油浙青为粘结剂于95 100°C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
本发明的目的是提供一种褐煤炼焦方法，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。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I :褐煤在700-800°C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°C入炉开始炼焦，800°C保温I小时，随后在15小时内持续升温至1050°C，在1050°C保温I小时后出炉，熄焦，得到产品。煤焦油和浙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20— 50%，苯酚5—40%，尿素5 — 30%，煤焦油20— 60%，淀粉10 — 40% ;先将甲醛、苯酚、尿素、煤焦油按比例混合后，调PH范围为7 —10，加热到温度80°C —95°C后，熬制3小时一5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1:5 —10 ;在产物A内加入配好的淀粉糊，在900C —95°C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浙青低。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。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。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。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
(O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。(2)硫分
硫分也是有害杂质，焦炭中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%。(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。(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，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14 20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。(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，水分继续增力口，堆密度稍有增加。(6)粒度
所用的褐煤、肥煤、焦煤和贫瘦煤粉碎至3mm以下，可提高焦炭的强度。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，炼制的焦炭可达到国家二级或三级冶金焦的指标要求。
具体实施例方式实施例1-5为粘合剂的制备方法 实施例I
甲醒20kg,苯酹5 kg,尿素5 kg,煤焦油60 kg混合后加入反应爸中，调pH范围为7,加热到温度80°C，熬制3小时得产物A ;将IOkg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°C熬制2小时得到粘合剂。 实施例2
甲醛50kg，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°C，熬制5小时得产物A ;将IOkg淀粉加IOOkg水制成淀粉糊，在产物A内加入配好的淀粉糊，在95°C熬制4小时得到粘合剂。实施例3
甲醒30kg,苯酹5 kg,尿素5kg,煤焦油20 kg混合后加入反应爸中，调pH范围为8,加热到温度85°C，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°C熬制3小时得到粘合剂。实施例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°C，熬制3小时得产物A ;将IOkg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°C熬制2小时得到粘合剂。实施例5
甲醒20kg,苯酹40 kg,尿素5kg,煤焦油20 kg混合后加入反应爸中，调pH范围为8,加热到温度90°C，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°C熬制4小时得到粘合剂。
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I干基挥发分I全水分I粘结指数I焦质层厚度I灰分I全硫
肥煤 37. 0%_I. 50% 95_25. Omm10. 00% I. 7%
焦煤一 22. 3%I. 50%~ 54 — 14. Omm11. 57% ' O. 5%
贫瘦羅^ 15. 8%I. 40%~ 15 — 6. Omm10. 00% ' O. 5%
褐煤|37·3%\27.7% |θ|θ| 2. 70% |θ. 85%
实施例6
(I)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°C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。(2)配煤
配料用量褐煤20kg、肥煤30kg、焦煤30kg、贫瘦煤20kg。将实施例I制得的粘合剂IOkg加入到所配煤中，搅拌，使粘合剂与煤充分混合均匀。(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。(4)入炉炼焦
当焦炉温度达到800°C后，将煤饼放入推焦车，推入焦炉。关闭炉门。800°C保温I小时，随后在15小时内持续升温至1050°C，在1050°C保温I小时后出炉，熄焦，得到产品。(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。实施例7 (I)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°C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。(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。(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。(4)入炉炼焦
当焦炉温度达到800°C后，将煤饼放入推焦车，推入焦炉。关闭炉门。800°C保温I小时，随后在15小时内持续升温至1050°C，在1050°C保温I小时后出炉，熄焦，得到产品。(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。实施例8 (I)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°C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。(2)配煤
配料用量褐煤28kg、肥煤26kg、焦煤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。(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。(4)入炉炼焦
当焦炉温度达到800°C后，将煤饼放入推焦车，推入焦炉。关闭炉门。800°C保温I小时，随后在15小时内持续升温至1050°C，在1050°C保温I小时后出炉，熄焦，得到产品。(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。实施例9
(I)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°C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。(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IOkg加入到所配煤中，搅拌，使粘合剂与煤充分混合均匀。(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。(4)入炉炼焦
当焦炉温度达到800°C后，将煤饼放入推焦车，推入焦炉。关闭炉门。800°C保温I小时，随后在15小时内持续升温至1050°C，在1050°C保温I小时后出炉，熄焦，得到产品。 (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。
权利要求
1.一种褐煤炼焦方法，其特征是包括 步骤I :褐煤在700-800°C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°C入炉开始炼焦，800°C保温I小时，随后在15小时内持续升温至1050°C，在1050°C保温I小时后出炉，熄焦，得到产品。
2.根据权利要求I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5—40%，尿素5 — 30%，煤焦油20—60%，淀粉10—40% ;先将甲醛、苯酚、尿素、煤焦油按比例混合后，调PH范围为7 —10，加热到温度80°C —95°C后，熬制3小时一5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1:5 —10 ;在产物A内加入配好的淀粉糊，在90°C —95°C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%、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I中的褐煤半焦是褐煤在700-800°C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。
全文摘要
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。
文档编号C10B57/08GK102965134SQ20121045634
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者李苏龙, 平建明, 赵晓平, 武俊斌, 张星辰 申请人:山西煤炭进出口集团科技发展有限公司