一种焦炭改质催化剂以及喷洒方法与流程

1.本发明涉及炼焦技术领域，具体是指一种焦炭改质催化剂以及喷洒方法。


背景技术：

2.进入本世纪以来，我国连年位居世界钢铁产能第一位，在2021年我国钢铁产量达到13.37亿吨，钢铁工序需要消耗大量的冶金焦炭来提供热能，随着钢铁冶炼技术的不断革新进步，对于冶金焦炭的质量也提出了更高的适应要求。同时，我们也应该正视我国的资源结构，虽然我国煤炭资源丰富，但是炼制焦炭所需的优质炼焦煤资源极其有限，强黏结性煤更是稀缺，弱黏结性煤占很大一部分，不适合炼焦的不粘煤也占有很大比例，所以在日益增长的焦炭需求和越来越严苛的焦炭质量要求面前，我国面临着焦炭“卡脖子”现状，既要解决产量和质量现状，更要深化研究解决焦炭炼焦煤资源的瓶颈问题，2021年我国焦炭产量达到4.64亿吨，其中还不包括一部分进口焦炭和炼焦煤，面对以上现状，研究炼焦煤深度利用开发，提高焦炭质量成为技术热点课题。
3.当前炼焦工作者采取提高主焦煤、肥煤比例，改善配煤炼焦、捣固炼焦、煤调湿及干熄焦等技术手段来改善焦炭质量，但是，如果提高主焦煤、肥煤比例，虽可以改善焦炭性能，但成本将大幅增加；若采用捣固炼焦、煤调湿及干熄焦工艺，又会增加工序改造，投入设备，建设周期长，无疑对于企业经济投入巨大，应用也受到限制。
4.近些年来，广大炼焦工作者对于焦炭改质技术的研究深入，尤其是采用负催化剂改善焦炭热性质(反应性coke reaction index，cri和反应后强度coke strength after reaction，csr)取得了较好效果，但是该工艺成本高昂，工艺复杂，同样不利于推广应用。
5.有鉴于此，本发明提供一种焦炭改质催化剂以及喷洒方法，针对焦炭质量差及焦化厂生产现状，不更改现有生产工艺，通过应用焦炭改质催化剂喷洒处理焦炭即可改善提高焦炭反应后强度csr，降低焦炭反应性cri，同时提高焦炭冷态抗碎强度m
40
，降低耐磨强度m
10
，不但可以节约大量熄焦水资源，还能减少粉尘污染，降低生产焦炭能耗，经济效益和社会环保效益显著。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种焦炭改质催化剂，包括以下组分以及组分的质量百分比：降解吸附剂30-55％、增黏助溶剂10-25％、气孔封闭剂20-45％、络合剂15-55％和表面改性剂1-5％，将以上组分按照各组分的质量百分比在催化搅拌罐内混匀反应制备，然后经研磨、筛分、离心脱水、烘干制得焦炭改质催化剂，然后计量称重、装袋。
7.进一步的，所述降解吸附剂为三聚氰胺与精己二酸的混合物。
8.进一步的，所述增黏助溶剂为海藻酸、触变剂、聚乙烯醇中的任意两种混合物。
9.进一步的，所述气孔封闭剂为聚丙烯酰胺、可再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素中的任意两种混合物。
10.进一步的，所述络合剂为三氧化二硼、速溶硼及硼酸、钼酸中的任意一种。
11.进一步的，所述表面改性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的任意一种。
12.一种焦炭改质催化剂的喷洒方法，在水温20-100摄氏度的熄焦水或生活用水中加入焦炭改质催化剂制备药剂溶液，其中药剂溶液中焦炭改质催化剂的浓度范围在0.6-18％之间，然后对焦炭进行喷洒处理。
13.本发明与现有技术相比的优点在于：本发明的焦炭改质催化剂在进行喷洒后能够形成膜式效应，有效阻隔焦炭与水接触，使红焦在膜式效应状况下降温冷却，避免焦炭水熄后的强烈收缩，减少焦炭内部裂纹的产生，既能改善焦炭的冷态性能，又能够提高焦炭热态性能，降低焦炭含水量，减少常规熄焦过程的有害蒸汽排放量。通过应用焦炭改质催化剂既可改善提高焦炭反应后强度csr，降低焦炭反应性cri，同时提高焦炭冷态抗碎强度m
40
，降低耐磨强度m
10
，不但可以节约熄焦水资源，还能减少粉尘污染，降低焦炭能耗，经济效益和社会环保效益显著。
具体实施方式
14.在本发明的描述中，除非另有说明，“多种”的含义是两种以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
15.一种焦炭改质催化剂，包括以下组分以及组分的质量百分比：降解吸附剂30-55％、增黏助溶剂10-25％、气孔封闭剂20-45％、络合剂15-35％和表面改性剂1-5％。
16.所述降解吸附剂为三聚氰胺与精己二酸的混合物。
17.所述增黏助溶剂为海藻酸、触变剂、聚乙烯醇中的任意两种混合物。
18.所述气孔封闭剂为聚丙烯酰胺、可再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素中的任意两种混合物。
19.所述络合剂为三氧化二硼、速溶硼及硼酸、钼酸中的任意一种。
20.所述表面改性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的任意一种。
21.将以上组分按照各组分的质量百分比在催化搅拌罐内混匀反应制备，然后经研磨、筛分、离心脱水、烘干制得焦炭改质催化剂，然后计量称重、装袋。
22.一种焦炭改质催化剂的喷洒方法，在水温20-100摄氏度的熄焦水或生活用水中加入焦炭改质催化剂制备药剂溶液，其中药剂溶液中焦炭改质催化剂的浓度范围在0.6-18％之间，可根据实际应用进行调节，然后对焦炭进行喷洒处理。
23.实施例一：在湿法熄焦的炼焦厂，按熄焦池中熄焦水容量的1％加入焦炭改质催化剂，利用高压风进行搅拌，确保药剂完全溶解，形成熄焦水药剂溶液，通过熄焦塔喷洒药剂溶液至焦炭上进行熄焦，喷洒时间控制在2-3min之间，经药剂溶液喷洒后的焦炭，可形成膜式效应，有效阻隔与水接触，使红焦在膜式效应状况下降温冷却，避免焦炭水熄后的强烈收缩，减少焦炭内部裂纹的产生，既能改善焦炭的冷态性能，又能够提高焦炭热态性能，降低焦炭含水量，减少常规熄焦过程的有害蒸汽排放量，等同于采用水熄焦达到干熄焦工艺的效果。
24.实施例二：在固定搅拌罐中按照浓度比例10％制备焦炭改质催化剂药剂溶液，边加药剂边搅拌，完全溶解后打入喷洒罐，利用增压泵加压，通过管道输送至喷洒点，启动喷洒泵调节压力经喷头喷洒，且控制喷洒量在1-3％之间，在炼焦厂可直接将药剂溶液喷洒到
炼焦配煤中或干熄炉焦炭出口皮带上的焦炭上，在炼铁厂也可在进入高炉前的焦仓筛分机部位对焦炭直接喷洒。
25.下表为焦炭改质催化剂喷洒前、后焦炭指标对比(按国家标准gb/t4000-1996)：
[0026][0027]
从中可看出，焦炭的抗碎强度m
40
、m
25
都有一定程度的提高，焦炭耐磨强度m
10
得以降低，焦炭的反应性降低，焦炭反应后强度大幅提高，所以，焦炭改质催化剂对于焦炭的冷态性能和焦炭的热性能有很好效果。
[0028]
下表为某高炉应用焦炭改质催化剂喷洒前、后的焦炭生产指标对比：
[0029][0030]
从中可看出，通过高炉实际应用喷洒处理前后焦炭的生产指标对比，可看出日均产量提高，增产1.4％，利用系数提高0.05t/m3，焦比降低14kg/t.铁，相当于降低3.67％，煤比和综合燃料比均有一定程度的改善。
[0031]
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，具体实施方式中所示的也只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。