一种对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低阶煤的焦化工艺，具体涉及一种采用现有捣固炉进行低阶煤焦化的工艺，属于低阶煤焦化转化技术领域。
【背景技术】
[0002]煤炭是我国的主要能源，在一次能源结构中约占70 %。在漫长的地质演变过程中，煤炭的形成受多种因素的作用，致使煤炭品种繁多。依据结构和组成的不同，煤炭分为褐煤、烟煤和无烟煤3大类，其中烟煤又分为低变质烟煤和中变质烟煤，低变质烟煤又叫次烟煤，与褐煤一起统称为“低阶煤”。低阶煤是煤化作用初期的产物，具有含碳量低、水分高、易粉化、易自燃、挥发份高、浸水强度差、抗跌强度差的特点，这些特性限制了对低阶煤的直接开发利用，但据统计，我国低阶煤储量占全国已探明煤储量的55%以上，达5612亿吨，这无疑造成了一种资源的浪费。并且随着国内能源需求的日益增大和优质煤炭资源量的锐减，低阶煤的转化综合利用成为人们日渐关注的焦点。
[0003]低阶煤的提质工艺是低阶煤转化利用的手段之一，其是在隔绝空气或是非氧化气氛条件下将低阶煤加热至200-800°C进行中低温提质，最终得到焦油、煤气和半焦的加工方法。但目前的低阶煤提质技术均处于试验研究和工程化初始应用阶段，不存在使其大规模工业化应用的设备，由此限制了低阶煤的开发利用。
[0004]捣固焦炉是煤的焦化工艺中采用的大型化设备，其占地面积广，投资基建费用大，采用捣固焦炉进行炼焦的焦化工艺主要是指高温炼焦来获得焦炭和回收化学产品，其焦炭产品主要是冶金焦或化工焦，由于工业上对冶金焦或化工焦的品质要求，使其采用的煤原料主要包括焦煤、1/3焦煤、气煤、肥煤、瘦煤、贫瘦煤等煤种，属于中变质烟煤，由于近年来煤炭资源的短缺，特别是用于焦化工业的中高品质煤原料的减少，使得焦化行业的原料成本与日俱增，加之近几年钢铁、冶金等大量需要冶金焦或化工焦的行业的衰退，一方面，使焦炭产品的价格急剧降低，原料价格的上涨、产品价格的下降，使得我国大部分焦化行业经济效益严重下滑，另一方面，焦炭需求量的减少迫使焦化厂缩减焦炭产量，但是由于捣固焦炉一旦停止运行即会报废，因此为了保护斥巨资投建的捣固焦炉设备，其不得不在最低程度内维持焦炉的运行，不仅降低了捣固焦炉的利用度，还造成焦化行业的产能过剩。综上所述如何拯救濒临负增长的焦化产业，提高捣固焦炉的利用度，解决焦化行业产能过剩的问题已经成为焦化行业函待解决的重要问题。
[0005]众所周知，传统的焦化工艺其目的主要是为了获取焦炭，特别是冶金焦，首先若要解决焦化产业负增长问题，大幅降低焦化行业所需原料煤价格、或提高焦炭价格、又或者二者同时兼具是可选择的途径，目前，焦炭价格在短期内无法实现回暖，那么只能降低原料煤价格，但是由于焦炭行业对于焦炭品质的要求，继而追朔到了对原料煤的要求上，一定要严格限定其挥发分和灰分的指标。低阶煤是原料煤中价格较为低廉的煤种，如果能够有效利用低阶煤，那么将有助于焦化行业走出困境。但是，低阶煤具有挥发分高、易粉化、灰分高的特点，而焦化对原料煤提出的挥发分和灰分的指标很严格，这就注定通过使用低阶煤无法解决焦化行业原料煤价格的问题。
【发明内容】
[0006]为解决现有技术中低阶煤无法实现大规模应用的问题及现有焦化行业产能过剩、捣固焦炉利用度低的问题，从而提供了一种对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺。
[0007]为此，本发明采取的技术方案为，
[0008]一种对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺，包括，
[0009](I)将低阶煤粉碎并与助剂混合形成低阶煤原料，备用；
[0010](2)首先对粉碎的中阶煤、高阶煤或中高阶煤中的一种或几种进行加压成型，形成非低阶煤型煤层；并在非低阶煤型煤层上加入所述低阶煤原料继续对所述低阶煤原料进行加压成型，形成位于所述非低阶煤型煤层上的低阶煤型煤层，从而形成最终的型煤原料；
[0011](3)将所述型煤原料推入焦炉内进行焦化，控制焦化温度大于800°C，焦化时间不小于15小时，收集溢出的粗煤气、焦油、粗苯的混合物，同时得到副产品焦炭；
[0012](4)分离收集得到的粗煤气、焦油、粗苯的混合物，得到粗煤气、焦油和粗苯，并进一步在300-450°C蒸馏焦油得到煤浙青，所述煤浙青在800°C隔绝空气干馏失重小于50%，软化点大于100°C，可作为所述有机粘结剂回用于所述步骤(I)；
[0013]其中所述助剂为在850°C隔绝空气干馏失重小于50%的有机粘结剂。
[0014]上述的对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺中，所述有机粘结剂为软化点大于100°c的浙青质。
[0015]上述的对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺中，所述助剂为煤浙青或石油浙青，其软化点不小于120°C。
[0016]上述的对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺中，所述浙青的软化点不小于140。。。
[0017]上述的对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺中，所述浙青为高温浙青，以质量计，所述高温浙青的固定碳含量在25%以上，碳氢比为8-11。
[0018]上述的对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺中，以质量计，所述助剂的加入量为所述低阶煤质量的5-40wt%。
[0019]上述的对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺中，以质量计，所述助剂的加入量为所述低阶煤质量的10-30wt%。
[0020]上述的对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺中，以质量计，所述低阶煤的加入量为所述型煤原料质量的50-80wt%。
[0021]上述的对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺中，以质量计，所述低阶煤的加入量为所述型煤原料质量的50-70wt%。
[0022]上述的对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺中，所述低阶煤的G值小于50，挥发份含量大于40%。
[0023]上述的对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺中，所述步骤(2)中焦化温度900-1200。。。
[0024]上述的对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺在捣固焦炉中进行，所述型煤原料在捣固设备中进行捣固成型。
[0025]与现有技术相比，本发明具有如下优点，
[0026](I)本发明中对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺，不仅解决了现有捣固焦炉利用度低、焦化行业产能过剩的问题，还解决了针对低阶煤由于无大规模的工业化设备使其应用受限的问题。
[0027]本申请中的原料煤中加入在850°C隔绝空气干馏失重小于50%的浙青质作为粘结剂，一方面有利于低阶煤在捣固设备中成型，从而使其能够推入捣固焦炉中进行焦化，另一方面低阶煤焦化完成后其固体产物不易粉化，易于捣固焦炉的推焦，最重要的是所述助剂与低阶煤相混合后，其中助剂中的有效成分有助于低阶煤中的高分子聚合物在高温下的降解和低阶煤中高分子的断裂，从而提高工艺过程中油气的产量，使油气总量增产10%以上。同时低阶煤型煤层在高温提质过程中产生的液体下渗入非低阶煤型煤层有助于提高低阶煤型煤层产生的焦炭的质量。而粗煤气中的主要成分是氢气和甲烷，目前，氢气、甲烷的价格远高于焦炭的价格，其产量的增加提高了企业的经济效益，同时，较之现有技术中以中、高阶煤为原料的焦化工艺，采用低阶煤作为焦化工艺的原料，可以很大程度上降低原料成本，同时对低阶煤的开发和利用意义重大。
[0028](2)本发明中对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺，所述助剂为煤或石油系原料反应形成的浙青，且所述浙青的软化点不小于120°C，提高了低阶煤焦化完成后其固体产物一焦炭的品质，焦炭中挥发分不大于3-4%使得到的副产物焦炭可用于发电、造气以及其它化工目的。
【具体实施方式】
[0029]本申请的对含有低阶煤的型煤原料进行焦化的工艺适用于所有的低阶煤、中阶煤、高阶煤或中高阶煤原料，为便于说明，下述实施例中低阶煤以次烟煤或褐煤为例，非低阶煤的煤原料以1/3焦煤为例。
[0030]其中，干煤的质量=低阶煤的质量X75% +非低阶煤的质量X90% +助剂的质量，“kg/t干煤”指每吨干煤的得到产品多少千克。
[0031]实施例1
[0032](I)将次烟煤粉碎并与助剂混合形成低阶煤原料，备用；
[0033](2)采用捣固设备对粉碎的1/3焦煤进行捣固成型，形成非低阶煤型煤层；并在非低阶煤型煤层上继续加入所述低阶煤原料继续采用捣固设备对所述低阶煤原料进行捣固成型，形成位于所述非低阶煤型煤层上方的低阶煤型煤层，从而形成最终的型煤原料；其中，以质量计，助剂的加入量为次烟煤质量的40wt%，所述次烟煤的加入量为所述型煤原料的65wt%，所述次烟煤的G值为45，挥发份含量为65%，所述助剂为软化点105°C的浙青质，所述浙青质在850°C隔绝空气干馏