CN101497835B - 利用微波能将煤粉制成型焦的方法 - Google Patents
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Abstract
一种生产型焦的方法，具体地说是一种利用微波能将煤粉制成型焦的方法，本方法以煤粉为原料，按照如下步骤进行：将煤粉过筛，制得细煤粉，将细煤粉送入第一个微波加热装置脱水，经加热的细煤粉水分含量在1％以下，然后用输送装置将其送入第二个波段的微波加热装置进行干馏；用第二个微波加热装置对细煤粉进行干馏，析出煤粉中的其它物质，经干馏后制成半焦，用输送装置将半焦送入搅拌机加入粘结物质制得混合物，将混合物用输送机送至成型机成型，制得型焦半成品；将型焦半成品送入第三个波段的微波加热装置中加热炭化成红焦，将炭化好的红焦送入熄焦车内，制得型焦成品。本发明生产成本低，生产效率高，生产过程中不产生焦粉、废料，洁净环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产型焦的方法，具体地说是一种利用微波能将煤粉制成型焦的方法。
背景技术
我国是焦炭生产大国，焦炭产量占世界焦炭总产量50％左右，由于种种原因，目前我国的炼焦技术还比较落后，利用国内储量丰富的长焰煤炼焦更是没有先例，而炼焦时非粘结煤或弱粘结煤的用量仅占20～30％、粘结煤的用量却达到了70～80％，远远落后于国外先进水平(非粘结煤或弱粘结煤的用量1∶1)，这种数字结构，不但增加了焦炭的生产成本，更加剧了目前我国粘结性煤的供需矛盾，与我国焦炭使用大国的地位极不相称。
目前国内所生产的机焦大多是在常温下将煤粉直接捣固为实心的大型块状结构，因此在干馏过程中传热较慢，所需碳化的时间都在12～16小时以上，生产率很低，同时，由于体积较大造成机焦的芯部比较疏松，强度较弱，在熄焦后还必须对其进行破碎，致使产生了大量的焦粉，这些焦粉很难工业利用，导致了生产成本的提高和污染。利用微波能源来生产型焦是型焦行业提高生产效率降低能耗的必然趋势，为此一种利用微波能源来生产型焦的发明呼之欲出。
发明内容
本发明的发明目的是针对上述现有技术生产程序复杂、炭化时间长、生产效率低等不足，提供一种以煤粉为原料利用无机粘合剂和较少粘结煤，采用微波能(波段为2450兆赫左右)作为加热材料，加热速度快，炭化时间短，节能高效的利用微波能将煤粉制成型焦的方法。
实现上述发明目的采用以下技术方案：一种利用微波能将煤粉制成型焦的方法，所述方法以煤粉为原料，制备过程中使用的装置包括输送装置、成型机、压力机、熄胶车和微波加热装置，该方法按照如下步骤进行：
a、脱水：将原料煤粉过筛，将筛出的大颗粒煤粉粉碎，使其颗粒粒度小于3mm，然后将其与筛下的原料煤粉混合均匀，制得细煤粉，将细煤粉送入第一个微波加热装置，第一个微波加热装置的温度调节至0～180℃波段，经过120分钟后，经加热的细煤粉水分含量在1％以下，然后用输送装置将其送入第二个波段的微波加热装置进行干馏；
b、干馏：将第二个微波加热装置的温度调至200～650℃波段，对细煤粉进行干馏，析出煤粉中的其它物质，并将它们分别回收为化工产品，经180分钟干馏后，细煤粉被制成半焦，其挥发份含量在4％以下，再用输送装置将半焦送入搅拌机；
c、搅拌：在半焦内加入10～30％的粘结物质，将它们搅拌均匀后制得混合物，将混合物用输送装置送至成型机，该混合物的灰分小于12％，其搅拌机内的温度保持80～160℃之间；
d、成型：将搅拌好的混合物送入压力机中成型，制得型焦半成品；
e、炭化：将型焦半成品送入第三个波段的微波加热装置中，其温度调至100～1000℃波段，经过420分钟后，型焦半成品被加热炭化成红焦，其内部的挥发份小于1.5％；
f、将炭化好的红焦送入带有夹套水的熄焦车内，用夹套水中的蒸汽对其进行断氧、吹拂、熄焦，待焦炭冷却到200℃以下，制得型焦成品。
与现有技术相比，本发明具有生产成本低，生产效率高，节约粘结性煤资源，以及型焦强度高，块度根据模具型号随意可调，生产过程中不产生焦粉、废料，洁净环保。其显著的优点还在于：
由于采用了微波加热方式，因微波不需要若传导过程，使被加热物料本身为加热体，可在极短的时间内达到加热温度，使其迅速脱水干燥。
由于采用了微波加热，使得长焰煤中的焦油、挥发份等物质能在短时间析出，从而缩短了烟的干馏时间，而且由于物体本身为加热体，减少了粉尘的挥发量，使得干馏出来的煤焦油更纯净、彻底，降低了焦油废渣的产生。
用干馏出来的热煤粉充当热源，加入30～25％的粘结性煤使其充分搅拌，均匀受热，粘结性煤中的塑性粘结型物质被充分析出，塑性层厚度增加，有效地增强了焦炭的粘结性能，将粘结性煤的用量有原来的70％～80％降低到25～30％，不但节约了粘结性煤资源，而且还大幅度地降低了焦炭的成本。
由于采用了强力成型机进行成型，增大了焦块的堆积密度，减少煤粒间的空隙，因此减少了结焦过程中填充空隙所需胶原体液相产物的数量，实现了较少量的胶质体在煤粒之间形成较强界面结合的目的；同时，堆积密度增加之后，由于焦块的透气性差，结焦过程中产生的干馏气体不易析出，胶原体膨胀压力增大，煤粒受压挤聚，进一步加强了煤粒间的结合力，改善了煤粉的粘结性，增强了焦炭的强度，使焦炭质量得以大幅度提高，经济效益显著。
由于微波加热以物料本身为加热体，因此除少量的传输元件损耗外，几乎无其它损耗，比传统焦炉加热节约能源两倍以上。
由于以半焦为热源的搅拌成型技术，焦块的结合度更加强有力，因此在焦块的加热炭化过程中焦块不易损坏，不会造成二次浪费。
由于采用夹套水蒸汽熄焦工序，熄焦是利用焦块本身的热量给夹套中的水加热，使水蒸汽源源不断的产出，熄焦时水蒸气与红焦发生反应，生成的氢气和一氧化碳气体可导入其它设备进行加热，即节约能源又不会产生熄焦裂纹，彻底地克服了传统湿法熄焦耗水量大、废气、废水以及灰尘污染以及干法熄焦设备投资巨大的缺陷。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述。
实施例1：一种利用微波能将煤粉制成型焦的方法，本方法制型焦的过程中使用输送装置、成型机、压力机和微波加热装置，本方法以煤粉为原料，按照如下步骤操作进行：
1、脱水：将原料煤粉过φ3mm的筛，筛出煤粉中的大颗粒，将大颗粒煤粉粉碎，使其颗粒粒度小于3mm，然后与筛下的煤粉混合均匀，制得细煤粉，将细煤粉送入第一个微波加热装置进行加热处理，微波加热装置的温度调节至0～180℃波段，加热100分钟后，细煤粉的水分含量在1％以下，然后用输送机将其送入第二个波段的微波加热装置进行干馏。
2、干馏：将第二个微波加热装置的温度调至200～650℃，对细煤粉进行干馏，充分析出煤粉中的杂质如焦油，煤气和挥发份等化工物质，将它们用化工设备分别回收，干馏进行180分钟后，细煤粉被制成半焦状态，其挥发份含量在4％以下，称其为半焦，将半焦再用输送机送入搅拌机进行搅拌。
3、搅拌：在半焦内加入粘结(性)煤，按重量百分计，70～75％的半焦加30～25％的粘结煤。将其搅拌均匀后制得混合物，将混合物用输送机送至成型机，该混合物的灰分小于12％，其煤粉粒度小于3mm，其搅拌机内的温度保持80～160℃之间。
4、成型：将经过搅拌机搅拌好的混合物送入630吨的压力机中成型，制得型焦半成品。
5、炭化：将型焦半成品送入第三个波段的微波加热装置中，其温度调至100～1000℃，经420分钟后，型焦半成品被加热炭化成红焦，红焦的挥发份小于1.5％。
6、将炭化好的红焦送入带有夹套水的熄焦车内，用夹套水中的蒸汽对其进行断氧、吹拂、熄焦，待焦炭冷却到200℃以下，制得型焦成品。
实施例2：一种利用微波能将煤粉制成型焦的方法，本发明制型焦的过程中使用输送装置、成型机、压力机和微波加热装置，本方法以煤粉为原料，按照如下步骤操作进行：
1、脱水：将原料煤粉过小于等于φ3mm的筛，筛出煤粉中的大颗粒，将大颗粒煤粉粉碎，其颗粒粒度小于3mm，然后与筛下的煤粉混合均匀，制得细煤粉，将细煤粉送入第一个微波加热装置进行加热处理，微波加热装置的温度调节至0～180℃波段，加热120分钟后，细煤粉的水分含量在1％以下，然后用输送机将其送入第二个波段的微波加热装置进行干馏。
2、干馏：将第二个微波加热装置的温度调至200～650℃，对细煤粉进行干馏，充分析出煤粉中的如焦油，煤气和挥发份等化工物质，并将它们用化工设备分别回收。干馏进行180分钟后，细煤粉被制成半焦，其挥发份含量在4％以下，称其为半焦产品，将半焦产品再用输送机送入搅拌机进行搅拌。
3、搅拌：在半焦内加入无机物粘合剂，按重量百分计80～90％的半焦加20～10％的无机物粘合剂。将二者搅拌均匀后制得混合物，将混合物用输送机送至成型机，该混合物的灰分小于12％，其煤粉粒度小于3mm，其搅拌机内的温度保持80～160℃之间。
4、成型：将经过搅拌机搅拌好的混合物送入630吨的压力机中成型，制得型焦半成品。
5、炭化：将型焦半成品送入第三个波段的微波加热装置中，其温度调至100～1000℃，经420分钟后，型焦半成品被加热炭化成红焦，红焦的挥发份小于1.5％。
6、将炭化好的红焦送入带有夹套水的熄焦车内，用夹套水中的蒸汽对其进行断氧、吹拂、熄焦，待焦炭冷却到200℃以下，制得型焦成品。
本发明使用的输送机、成型机、压力机、微波加热装置分别是：
输送机：唐山金强恒业压力型焦有限公司制造
成型机：唐山金强恒业压力型焦有限公司制造
微波加热装置：唐山金强恒业压力型焦有限公司制造
本发明中使用的其它设备均为通用设备。
以上叙述仅为本发明的个案实施例，任何围绕本发明主题思之的变化，均为本发明的保护范围.
Claims (1)
1.一种利用微波能将煤粉制成型焦的方法，所述方法以煤粉为原料,制备过程中使用的装置包括输送装置、成型机、压力机、熄焦车和微波加热装置，其特征在于，该方法按照如下步骤进行：
a、脱水：将原料煤粉过筛, 将筛出的大颗粒煤粉粉碎，使其颗粒粒度小于3mm，然后将其与筛下的原料煤粉混合均匀,制得细煤粉,将细煤粉送入第一个微波加热装置，第一个微波加热装置的温度调节至0～180℃波段，经过120分钟后，经加热的细煤粉水分含量在1% 以下，然后用输送装置将其送入第二个波段的微波加热装置进行干馏；
b、干馏：将第二个微波加热装置的温度调至200～650℃波段，对细煤粉进行干馏，析出煤粉中的其它物质，并将它们分别回收为化工产品，经180分钟干馏后，细煤粉被制成半焦，其挥发份含量在4%以下，再用输送装置将半焦送入搅拌机；
c、搅拌：在半焦内加入10～30%的粘结物质，将它们搅拌均匀后制得混合物，将混合物用输送装置送至成型机，该混合物的灰分小于12%，其搅拌机内的温度保持80～160℃之间；
d、成型：将搅拌好的混合物送入压力机中成型，制得型焦半成品；
e、炭化：将型焦半成品送入第三个波段的微波加热装置中，其温度调至100～1000℃波段，经420分钟后，型焦半成品被加热炭化成红焦，其内部的挥发份小于1.5%；
f、将炭化好的红焦送入带有夹套水的熄焦车内，用夹套水中的蒸汽对其进行断氧、吹拂、熄焦，待焦炭冷却到200℃以下，制得型焦成品。
2.根据权利要求1所述的利用微波能将煤粉制成型焦的方法，其特征在于，所述半焦内加入的粘结物质是粘结煤或无机物粘合剂。
3.根据权利要求2所述的利用微波能将煤粉制成型焦的方法，其特征在于，所述在半焦内加入的粘结煤按重量百分计，70～75%的半焦加30～25%的粘结煤。
4.根据权利要求2所述的利用微波能将煤粉制成型焦的方法，其特征在于，所述在半焦内加入无机物粘合剂按重量百分计，80～90%的半焦加10～20%的无机物粘合剂。
5.根据权利要求1所述的利用微波能将煤粉制成型焦的方法，其特征在于，所述的煤粉中的其它物质是焦油和挥发份以及煤气。
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