CN104845649B - 一种利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的方法 - Google Patents

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本发明公开了一种利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的方法，包括如下步骤：一种利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）焦粉和配合煤的破碎制粉：取粒度小于10mm的焦粉和粒度小于6mm的配合煤，混合后粉碎，粉碎后的混合物料粒度小于1mm；（2）焦油渣的加入：将温度为80‑90℃的焦油渣均匀喷洒于步骤（1）得到的混合物料上，搅拌，充分配合；（3）焦炭制备：将充分配合的物料加入煤塔，进入焦炉中，进行高温炭化，待焦炭成熟后冷却。本发明为焦粉和焦油渣的利用开发新途径，综合利用炼焦生产过程产生废弃物，保护环境，提高企业经济效益。

Description

一种利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的方法
技术领域
本发明涉及炼焦废弃品再利用以及焦炭制备，具体涉及一种利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的方法。
背景技术
我国拥有丰富的煤资源，在能源的利用过程中，对煤的依赖性比重较大。对煤的加工利用煤工作者开展了很多方面的工作。其中最广的利用途径为利用煤进行高温干馏生产焦炭（CN1171807A，CN1465656A）用于高炉炼铁生产；焦炭在运输装卸过程中会产生大量的焦粉，大约在10%左右，如不锈钢公司每年外买100多万吨焦炭，产生的焦粉就有10多万吨，宝钢分公司每年在焦炭干熄焦以及皮带运输装卸过程中也会产生大量的焦粉。对焦粉的利用主要有：部分用于回配炼焦；用于烧结厂作为原燃料使用这将造成成本极大浪费。还有不少用于型焦的生产(CN1180096A，CN1718676A)，但大部分生产的型焦都是铸造焦，只能用于冲天炉的生产。还有部分就是用于气化的型焦(CN1212280A，CN1718691A)。焦化厂的废渣主要由焦油氨水澄清槽分离出的焦油渣和粗苯工序再生器中产生的沥青类残渣(简称再生残渣)组成。对于宝钢这样年产焦炭500万吨的焦化厂，每年可产生焦油渣2200t。焦油渣为危险固体废弃物，其含有苯类等多种致癌物质，若直接外排，不仅会污染大气环境，而且经地表渗入地下后，还会污染地下水源，危害人们的身心健康。焦油渣的处理直接影响着焦化厂及厂区周边的环境。对于焦油渣的利用，一直是一个炼焦中废渣处理的问题。专利CN1070220A提出了将焦油渣作为生产型煤的粘结剂，但生产的型煤强度不高，不能作为工业应用，只能民用燃烧使用；专利CN1693190A提出利用焦油渣经过炭化、活化制备高比表面积活性炭和轻质煤焦油的方法，但这种方法工艺复杂，装置成本高，很难实现工业生产和大规模应用。另外也有将焦油渣与除尘灰混入煤中生产型煤的专利（CN101255368A)。这些专利与本专利的处理方法完全不同。
本发明就是针对焦油渣不能采用填埋、焚烧和生物分解等一般废渣的处理方法，以及焦油渣具有较高的粘结性，焦粉具有非常高的强度的特性，提出了一种利用焦油渣、焦粉以及炼焦用煤进行混合配用，从而生产出较高质量焦炭的方法，对焦粉和焦油渣进行高附加值的利用，为焦粉和焦油渣的利用开发新途径，发明出一种利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的新方法。本发明的目的是针对焦油渣不能采用填埋、焚烧和生物分解等一般废渣的处理方法，以及焦油渣具有较高的粘结性，焦粉具有非常高的强度的特性，提出了一种利用焦油渣、焦粉以及炼焦用煤进行混合配用，从而生产出较高质量焦炭的方法。为焦粉和焦油渣的利用开发新途径，综合利用炼焦生产过程产生废弃物，保护环境，提高企业经济效益。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是：
一种利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的方法，其包括如下步骤：
（1）焦粉和配合煤的破碎制粉：取粒度小于10mm的焦粉和粒度小于6mm的配合煤，混合后粉碎，粉碎后的混合物料粒度小于1mm；
（2）焦油渣的加入：将温度为80-90℃的焦油渣均匀喷洒于步骤（1）得到的混合物料的表面，搅拌，使焦油渣、焦粉及配合煤得到充分配合；
（3）焦炭制备：将充分配合的物料加入煤塔，进入焦炉中，经过高温炭化后，待焦炭成熟后冷却，进而获得合格的焦炭。
优选的，
所述焦粉的质量占所述配合煤质量的4%-10%。
所述焦油渣的质量占配合煤质量的1-4%。
所述配合煤为Ad=7-10%，VMd=24-28%。Ad表示煤的灰分，VMd表示煤的挥发分。
步骤（1）中的粉碎可以使用破碎机。粉碎后得到的混合物料可以送入配煤混合机中。
步骤（2）中，焦油渣的储罐可以带有加热夹层，在夹层中通入120℃左右的饱和蒸汽，从而保证焦油渣储罐的温度在80-90℃，以保证焦油渣的流动性，并且在焦油渣的储罐的底部出口装有高压喷头装置，焦油渣通过高压喷头装置喷洒进入配煤混合机，保证焦油渣均匀喷洒于混合物料的表面。
步骤（3）中，可以通过输送皮带将物料加入煤塔，通过装煤机械将其再加入焦炉中。
步骤（3）所述的高温炭化温度为1050～1100℃，时间为3～4h。
步骤（3）所述的冷却为利用干熄焦方法冷却。
本发明中，
所述焦油渣是指由焦油氨水澄清槽分离出的固体残渣，主要成分为重质焦油、煤粉和灰尘等。
所述焦粉是指装卸运输过程中焦炭磨损后产生的焦炭粉，主要成分为碳。
所述的利用干熄焦方法进行冷却，是指利用氮气在密闭空间内与焦炭进行热交换从而促使焦炭冷却。
与现有技术相比，本发明所述的利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的方法的有益效果在于：
在本发明中，利用焦粉、焦油渣以及基础配合煤相互配合生产出焦炭充分利用了焦油渣的粘结性以及焦粉的强度特性，制备出合格的焦炭产品。为炼焦生产厂的焦粉和焦油渣的处理提供了一种新的方法，充分利用了焦化厂的固体和液体废弃物，具有重要的环境效益和经济效益，并且焦粉和焦油渣的利用部分缓解了炼焦用煤的短缺性，为生产炼焦产品原料用煤找到了部分替代原料。
附图说明
图1是本发明所述的利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的方法作进一步地详细描述。
实施例1
将4kg的粒度小于10mm焦粉与100kg粒度小于6mm的配合煤(Ad=7%，VMd=28%)加入破碎机进行混合，粉碎后的物料粒度小于1mm；粉碎后的焦粉和配合煤的混合物料加入配煤混合机中，同时向配煤混合机中利用高压喷头喷洒加入1kg的80℃焦油渣，焦油渣、焦粉以及配合煤通过充分搅拌配合后通过装煤皮带运送至煤塔，然后通过装煤机械装入焦炉中加热至1050℃恒温3h高温炭化生产出焦炭产品。对焦炭产品进行检测结果为：M40（焦炭抗碎强度）为67.3%，M10（焦炭耐磨强度）为13.5%，CRI（焦炭反应性）为31%，CSR（焦炭反应后强度）为57%。
实施例2
将6kg的粒度小于10mm焦粉与100kg粒度于6mm的配合煤(Ad=8%，VMd=27%)加入破碎机进行混合粉碎后的物料粒度小于1mm；粉碎后的焦粉和配合煤的混合物料加入配煤混合机中，同时向配煤混合机中利用高压喷头喷洒加入2kg的85℃焦油渣，焦油渣、焦粉以及配合煤通过充分搅拌配合后通过装煤皮带运送至煤塔，然后通过装煤机械装入焦炉中加热至1050℃恒温4h高温炭化生产出焦炭产品。对焦炭产品进行检测结果为：M40为66.6%，M10为13.9%，CRI为31.8%，CSR为56.4%。
实施例3
将占8kg的粒度小于10mm焦粉与100kg粒度小于6mm的配合煤(Ad=9%，VMd=25%)加入破碎机进行混合粉碎后的物料粒度小于1mm；粉碎后的焦粉和配合煤的混合物料加入配煤混合机中，同时向配煤混合机中利用高压喷头喷洒加入3kg的90℃焦油渣，焦油渣、焦粉以及配合煤通过充分搅拌配合后通过装煤皮带运送至煤塔，然后通过装煤机械装入焦炉中加热至1100℃恒温3h高温炭化生产出焦炭产品。对焦炭产品进行检测结果为：M40为66.3%，M10为14.2%，CRI为31.9%，CSR为55.7%。
实施例4
将10kg的粒度小于10mm焦粉与100kg粒度小于6mm的配合煤(Ad=10%，VMd=24%)加入破碎机进行混合粉碎后的物料粒度小于1mm；粉碎后的焦粉和配合煤的混合物料加入配煤混合机中，同时向配煤混合机中利用高压喷头喷洒加入4kg的90℃焦油渣，焦油渣、焦粉以及配合煤通过充分搅拌配合后通过装煤皮带运送至煤塔，然后通过装煤机械装入焦炉中加热至1100℃恒温4h高温炭化生产出焦炭产品。对焦炭产品进行检测结果为：M40为65.1%，M10为14.5%，CRI为32.2%，CSR为54.1%。
对比例1
将4kg的粒度小于10mm焦粉与101kg粒度小于6mm的配合煤(Ad=7%，VMd=28%)加入破碎机进行混合，粉碎后的物料粒度小于1mm；粉碎后的焦粉和配合煤的混合物料加入配煤混合机中，焦粉以及配合煤通过充分搅拌配合后通过装煤皮带运送至煤塔，然后通过装煤机械装入焦炉中加热至1050℃恒温3h高温炭化生产出焦炭产品。对焦炭产品进行检测结果为：M40（焦炭抗碎强度）为57.3%，M10（焦炭耐磨强度）为18.4%，CRI（焦炭反应性）为42%，CSR（焦炭反应后强度）为49%。
对比例2
将106kg小于6mm的配合煤(Ad=8%，VMd=27%)加入破碎机进行粉碎后的物料粒度小于1mm；粉碎后的物料加入配煤混合机中，同时向配煤混合机中利用高压喷头喷洒加入2kg的85℃焦油渣，焦油渣以及配合煤通过充分搅拌配合后通过装煤皮带运送至煤塔，然后通过装煤机械装入焦炉中加热至1050℃恒温4h高温炭化生产出焦炭产品。对焦炭产品进行检测结果为：M40为58.6%，M10为17.9%，CRI为36%，CSR为47.3%。
对比例3
将8kg的粒度小于10mm焦粉与100kg粒度小于6mm的配合煤(Ad=15%，VMd=19%)加入破碎机进行混合粉碎后的物料粒度小于1mm；粉碎后的焦粉和配合煤的混合物料加入配煤混合机中，同时向配煤混合机中利用高压喷头喷洒加入3kg的90℃焦油渣，焦油渣、焦粉以及配合煤通过充分搅拌配合后通过装煤皮带运送至煤塔，然后通过装煤机械装入焦炉中加热至1100℃恒温3h高温炭化生产出焦炭产品。对焦炭产品进行检测结果为：M40为56.5%，M10为18.6%，CRI为41.9%，CSR为45.8%。
以上实施方式仅为发明的示例性实施方式，不能用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这些修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)焦粉和配合煤的破碎制粉：取粒度小于10mm的焦粉和粒度小于6mm的配合煤，混合后粉碎，粉碎后的混合物料粒度小于1mm；
(2)焦油渣的加入：将温度为80-90℃的焦油渣均匀喷洒于步骤(1)得到的混合物料上，搅拌，充分配合；
(3)焦炭制备：将充分配合的物料加入煤塔，进入焦炉中，高温炭化，待焦炭成熟后冷却；
所述焦粉的质量占所述配合煤质量的4％-10％；
所述焦油渣的质量占配合煤质量的1-4％；
步骤(2)中，焦油渣储罐带有加热夹层，在夹层中通入120℃的饱和蒸汽，从而保证焦油渣储罐的温度在80-90℃，以保证焦油渣的流动性，并且在焦油渣储罐的底部出口装有高压喷头装置，焦油渣通过高压喷头装置喷洒进入配煤混合机，保证焦油渣均匀喷洒于混合物料的表面。
2.如权利要求1所述的利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：所述配合煤为Ad＝7-10％，VMd＝24-28％。
3.如权利要求1所述的利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：步骤(3)所述高温炭化恒温温度为1050-1100℃，时间为3～4h。
4.如权利要求1所述的利用焦粉和焦油渣替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：步骤(3)所述的冷却为利用干熄焦方法冷却。
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