CN105199764A - 基于富含有机硫的高硫焦、肥煤的炼焦配煤方法 - Google Patents

Abstract

一种基于富含有机硫的高硫焦、肥煤的炼焦配煤方法，是将低硫炼焦煤中5～15%的低硫肥煤和/或低硫焦煤替换成富含有机硫的高硫肥煤或高硫焦煤得到初级改性配合煤，再配入20～40%的高挥发分低硫非炼焦煤得到次级改性配合煤，最后配入1～8%的黏结剂得到用于炼焦的改性配合煤。本发明得到的改性配合煤可按正常炼焦步骤炼焦。本发明的炼焦配煤方法可节约优质炼焦煤资源，合理利用劣质高硫炼焦煤，扩大炼焦煤资源范围，降低配煤成本。

Description

基于富含有机硫的高硫焦、肥煤的炼焦配煤方法

技术领域

本发明涉及炼焦配煤方法，特别是涉及一种利用劣质高硫炼焦煤进行炼焦配煤的方法。

背景技术

我国煤炭资源丰富，但地区分布不均匀，适合炼焦的优质煤资源占比不高，肥煤、焦煤及瘦煤加在一起尚达不到炼焦煤储量的50%，其中还有近1/2的肥煤和瘦煤、近1/3的焦煤属于高硫含量煤。随着各煤矿开采年限和深度的增加，从煤质上看，炼焦煤的整体质量处于下降趋势，尤其是高灰、高硫的主炼焦煤逐渐成为资源的主要部分，这就对焦化行业煤质管理和配煤炼焦提出了更高的要求。

当前经济发展方式转变的大背景下，我国经济增长速度开始由高速向中低速变化，对焦炭的需求减少，导致焦炭价格持续下滑，焦化企业利润空间减小，生存困难，原料煤成本占焦化企业生产成本的85%以上。寻求既保证焦炭质量稳定，又能降低配煤成本的配煤方法，成为焦化企业关注的焦点。因此，合理利用各种炼焦煤与非炼焦煤资源，降低配煤成本，就成为解决焦化企业生存与发展的可行性办法之一。

高硫焦、肥煤的资源储量相对丰富，且其成本较低，通过在炼焦配煤过程中使用一部分高硫焦、肥煤代替优质低硫焦、肥煤，可以在减少优质炼焦煤消耗的同时，降低配煤成本。而在配煤过程中添加一定量的非炼焦煤，也能扩大炼焦用煤的种类，进一步降低配煤成本。

煤中所赋存的无机硫可以通过浮选等物理方法预脱除，因此，在炼焦前可以通过洗选将煤中的这部分硫脱除。而煤中的有机硫主要伴生于煤的有机质中，特别是一些稳定的有机硫，较难脱除。一些化学、生物等预脱硫方法虽然可以脱除部分有机硫，但会改变煤中的有机结构，从而破坏其成焦性。在兼顾高硫炼焦煤成焦性的前提下，预脱硫处理脱除煤中的有机硫难上加难。因此，这部分有机硫在炼焦过程中绝大多数都残留于焦中，是焦中硫的主要来源。现有技术对于脱除煤中有机硫的局限性，严重影响了焦炭的质量，也严重制约了高硫焦、肥煤在炼焦配煤中的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于富含有机硫的高硫焦、肥煤的炼焦配煤方法，通过改善配合煤的配煤方法，对配合用于炼焦的低硫炼焦煤进行改性，以实现保证焦炭质量的前提下，在炼焦配合煤中利用高硫焦、肥煤。

为达到上述目的，本发明以适当比例的富含有机硫的高硫焦、肥煤代替炼焦用配合煤中同种类的低硫炼焦煤，与其他低硫炼焦煤进行混配。为了保证配入高硫炼焦煤后，配合煤的质量指标尤其是硫分含量达到炼焦要求，再在配合煤中配入一定比例的高挥发分低硫非炼焦煤，炼焦过程中通过非炼焦煤提供的高挥发分对高硫炼焦煤进行作用，使高挥发分中大量的含氢基团与高硫煤中一些不容易转移的有机硫发生反应，使这一部分硫尽可能多的以焦炉煤气的形式被释放出来，从而达到降低焦炭中硫分含量的目的。另外，为了保障引入非炼焦煤后配合煤的黏结性，又在配合煤中配入一定比例的煤焦油沥青。本发明得到的配合煤可以利用焦化厂现有技术，在焦炉中按正常炼焦步骤进行炼焦。

具体地，本发明所述基于富含有机硫的高硫焦、肥煤的炼焦配煤方法是对配合用于炼焦的低硫炼焦煤进行改性，所述用于改性的低硫炼焦煤中包括有低硫肥煤和低硫焦煤中的至少一种，其具体的配煤工艺步骤如下。

1)以富含有机硫的高硫肥煤或高硫焦煤替换所述低硫炼焦煤中的低硫肥煤和/或低硫焦煤，替换量为原低硫炼焦煤中低硫肥煤和/或低硫焦煤质量的5～15%，以得到初级改性配合煤。

2)在所述初级改性配合煤中配入占其质量20～40%的高挥发分低硫非炼焦煤，得到次级改性配合煤。

3)在所述次级改性配合煤中配入占其质量1～8%的黏结剂，得到用于炼焦的改性配合煤。

其中，所述富含有机硫的高硫焦、肥煤是指煤中总硫含量2～4wt%，有机硫含量占总硫含量百分比≥60wt%的肥煤或焦煤。

进一步地，以富含有机硫的高硫肥煤或高硫焦煤替换所述低硫炼焦煤中的低硫肥煤和/或低硫焦煤时，所述高硫焦、肥煤与低硫焦、肥煤之间尽可能同种类替换，即以高硫肥煤代替低硫肥煤，以高硫焦煤代替低硫焦煤。

本发明的炼焦配煤方法中，所配入的高挥发分低硫非炼焦煤优选为低阶烟煤，其挥发分≥37wt%，硫分≤0.3wt%，灰分≤10wt%。

进而，所配入的黏结剂优选为煤焦油沥青，其软化点75～95℃，甲苯不溶物≤25wt%，灰分≤0.5wt%，水分≤5.0wt%。

以本发明上述配煤方法得到的改性配合煤，其挥发分23～30%，灰分≤10%，硫分≤0.9%，黏结指数G值为75～90，胶质层最大厚度Y≥16mm。

一般地，以本发明配煤方法进行改性的低硫炼焦煤是由低硫肥煤、低硫焦煤、1/3焦煤、瘦煤配合得到的配合煤，其硫分含量≤0.9wt%，灰分含量≤10wt%。

更进一步地，一种适合于以本发明配煤方法进行改性的低硫炼焦煤是由低硫肥煤20～35wt%、低硫焦煤35～55wt%、1/3焦煤5～20wt%、瘦煤5～15wt%配合组成。

但是，适合于本发明配煤方法的低硫炼焦煤并不局限于此，其他配合组成的、含有低硫肥煤和/或低硫焦煤的低硫炼焦煤均可以使用，只要最终改性配合煤的挥发分、灰分、硫分、黏结指数G值、胶质层最大厚度Y能够满足本发明要求即可。

以本发明得到的改性配合煤炼焦，得到的焦炭灰分≤12.5wt%，硫分≤0.8wt%，M₄₀≥80%，M₁₀≤7.5%，反应性CRI≤26%，反应后强度CSR≥60%。

本发明的炼焦配煤方法以适当比例的富含有机硫的高硫焦、肥煤代替同种类的低硫炼焦煤进行配煤，并配入一定比例的高挥发分低硫非炼焦煤和黏结剂，最终得到的用于炼焦的配合煤各项指标符合炼焦用配煤标准，利用焦化厂现有技术，在焦炉中按正常炼焦步骤进行炼焦，就可以生产出符合标准的焦炭产品。

本发明的特点是不仅合理利用了高硫焦、肥煤这样的劣质炼焦煤，又利用高挥发分低硫非炼焦煤实现了富含有机硫的高硫焦、肥煤在炼焦过程中硫分的定向调控，通过两者之间的协调作用，达到了降低焦炭中硫分含量的目的，拓宽了炼焦配煤的煤种范围。本发明方法的使用，能够节约优质炼焦煤资源，扩大炼焦煤资源范围，降低炼焦成本，并使焦炭质量得到一定程度的提高。

本发明的炼焦配煤方法仅仅通过改善配煤方法，就达到了利用现有焦炉炉型，结合现有炼焦工艺，合理利用炼焦煤资源，降低配煤成本，保证焦炭质量的目的，具有重要的理论意义和实际应用价值。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，需要注意的是本发明并不局限于以下的实施例，在本发明所述的所有实验条件范围内对本发明所做的任何变动均属于本发明的保护范围。

实施例1

一种常规的低硫炼焦煤的质量百分比组成为：低硫肥煤30%，低硫焦煤45%，1/3焦煤10%，瘦煤15%。经检测其质量指标为：挥发分V_daf25.13%，灰分A_d9.26%，硫含量S_daf0.75%，黏结指数G值82，胶质层最大厚度Y19mm。

本实施例针对上述炼焦配煤进行改进。

改进使用的原料包括高硫肥煤、低阶烟煤和煤焦油沥青。

高硫肥煤的质量指标：挥发分V_daf23%，灰分A_d8.6%，硫含量S_daf3%，黏结指数G值88，胶质层最大厚度Y20mm。其中，有机硫含量占总硫含量百分比为68wt%。

低阶烟煤的质量指标：挥发分V_daf38%，硫分0.26wt%，灰分9wt%。

煤焦油沥青的质量指标：软化点83℃，甲苯不溶物22wt%，灰分0.32wt%，水分3.6wt%。

首先，本实施例将其中10%的低硫肥煤以高硫肥煤代替，按照高硫肥煤10%、低硫肥煤20%、低硫焦煤45%、1/3焦煤10%、瘦煤15%的质量百分比混配后，得到初级改性配合煤，检测其质量指标为：挥发分V_daf24.32%，灰分A_d9.14%，硫含量S_daf0.99%，黏结指数G值84.0，胶质层最大厚度Y19.0mm。

可以看出，初级改性配合煤的硫分含量过高，不满足≤0.9%的工艺要求。

其次，选取一种挥发分含量38%的低阶烟煤作为高挥发分低硫非炼焦煤，按照低阶烟煤∶初级改性配合煤=25∶75的比例配入初级改性配合煤中，得到次级改性配合煤。再次检测其质量指标为：挥发分V_daf27.03%，灰分A_d8.97%，硫含量S_daf0.81%，黏结指数G值72.0，胶质层最大厚度Y14.0mm。

可以看出，配入低阶烟煤后，次级改性配合煤的硫分含量降低至工艺要求以内，但其黏结指数与胶质层最大厚度又均小于工艺要求指标。

最后，选取煤焦油沥青配入次级改性配合煤中，得到用于炼焦的改性配合煤，其加入量占最终改性配合煤质量的5%。检测改性配合煤的质量指标为：挥发分V_daf27.10%，灰分A_d9.15%，硫含量S_daf0.81%，黏结指数G值80.0，胶质层最大厚度Y18.5mm，改性配合煤的黏结指数与胶质层最大厚度均满足了工艺要求，且其他质量指标没有太大变化。

分别使用上述常规低硫炼焦煤以及本实施例对其改性后的改性配合煤，在焦炉上按照正常炼焦步骤进行炼焦，得到焦炭的质量指标如表1，焦炭灰分、硫分、抗碎强度M₄₀、耐磨强度M₁₀、反应性CRI、反应后强度CSR均能够达到标准要求。

实施例2

低硫炼焦煤选取一种肥煤、焦煤、1/3焦煤、瘦煤的配煤，按质量百分数计，其配入量分别为30%，45%，10%，15%。将高硫焦煤以10%的比例代替低硫焦煤，混配后所得初级改性配合煤的质量指标见表2。

从表2可以看出，初级改性配合煤的硫分不满足≤0.9%的工艺要求，再选取一种挥发分含量为38%的低阶烟煤作为高挥发分非炼焦煤，将其以25%的比例配入初级改性配合煤中，得到次级改性配合煤，其质量指标见表3。

从表3可以看出，配入高挥发分非炼焦煤后，所得次级改性配合煤的硫分含量降低到满足工艺要求，但其黏结指数与胶质层最大厚度均变小。因而选取了一种煤焦油沥青，将其以5%的比例配入次级改性配合煤，得到用于炼焦的改性配合煤，并将其在焦炉上按照正常炼焦步骤进行炼焦，用于炼焦的改性配合煤的质量指标及进行炼焦试验后焦炭的强度见表4和表5。

从表4可以看出，配入煤焦油沥青后所得改性配合煤的黏结指数与胶质层最大厚度均满足了工艺要求，且其他质量指标没有太大变化。从表5可以看出，改性配合煤进行炼焦试验后所得焦炭的质量指标也满足灰分≤12.5%，硫分≤0.8%，M₄₀≥80%，M₁₀≤7.5%，反应性CRI≤26%，反应后强度CSR≥60%。

Claims (8)

1.基于富含有机硫的高硫焦、肥煤的炼焦配煤方法，是对配合用于炼焦的低硫炼焦煤进行改性，所述低硫炼焦煤中包括有低硫肥煤和低硫焦煤中的至少一种，其特征是：

1)以富含有机硫的高硫肥煤或高硫焦煤替换所述低硫炼焦煤中的低硫肥煤和/或低硫焦煤，替换量为原低硫炼焦煤中低硫肥煤和/或低硫焦煤质量的5～15%，以得到初级改性配合煤；

2)在所述初级改性配合煤中配入占其质量20～40%的高挥发分低硫非炼焦煤，得到次级改性配合煤；

3)在所述次级改性配合煤中配入占其质量1～8%的黏结剂，得到用于炼焦的改性配合煤；

其中，所述富含有机硫的高硫焦、肥煤是指煤中总硫含量为2～4wt%，有机硫含量占总硫含量百分比≥60wt%的肥煤或焦煤。

2.根据权利要求1所述的炼焦配煤方法，其特征是所述高硫焦、肥煤与所述低硫焦、肥煤之间同种类替换。

3.根据权利要求1所述的炼焦配煤方法，其特征是所述的高挥发分低硫非炼焦煤为低阶烟煤，挥发分≥37wt%，硫分≤0.3wt%，灰分≤10wt%。

4.根据权利要求1所述的炼焦配煤方法，其特征是所述的黏结剂为煤焦油沥青，软化点75～95℃，甲苯不溶物≤25wt%，灰分≤0.5wt%，水分≤5.0wt%。

5.根据权利要求1所述的炼焦配煤方法，其特征是所述改性得到的改性配合煤的挥发分23～30%，灰分≤10%，硫分≤0.9%，黏结指数G值为75～90，胶质层最大厚度Y≥16mm。

6.根据权利要求1所述的炼焦配煤方法，其特征是所述的低硫炼焦煤是由低硫肥煤、低硫焦煤、1/3焦煤、瘦煤配合得到的配合煤，硫分含量≤0.9wt%，灰分含量≤10wt%。

7.根据权利要求6所述的炼焦配煤方法，其特征是所述的低硫炼焦煤由低硫肥煤20～35wt%、低硫焦煤35～55wt%、1/3焦煤5～20wt%、瘦煤5～15wt%配合组成。

8.根据权利要求1所述的炼焦配煤方法，其特征是以所述改性配合煤炼焦得到的焦炭灰分≤12.5wt%，硫分≤0.8wt%，M₄₀≥80%，M₁₀≤7.5%，反应性CRI≤26%，反应后强度CSR≥60%。