CN105295973B - 一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，其制取方法及工艺过程如下：步骤一，粉煤灰和配合煤的破碎制粉；步骤二，焦油渣的加入处理；步骤三，焦油渣、粉煤灰及配合煤的配合；步骤四，产品制备。根据本发明的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，利用粉煤灰、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粉煤灰的强度特性，制备出合格的焦炭产品。具有重要的环境效益和经济效益，并且粉煤灰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，同时可以减少炼铁生产过程中造渣剂的使用量。

Description

一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法
技术领域
本发明涉及焦化领域，涉及发电厂粉尘废弃物及炼焦废弃品再利用以及焦炭制备技术。更具体地说，涉及一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法。
背景技术
我国燃煤电厂每年排放粉煤灰工业废渣约亿吨.除部分用于建材行业，如砌砖、低牌号水泥、铺路材料等外，还有不少堆放于储灰场，或者排入江河湖海之中，既侵占农田，又污染环境。为此进一步开发粉煤灰的综合利用，变废为宝，是当前一项迫在眉睫的任务。
目前，宝钢电厂每年要产生30至40万吨粉煤灰，作为燃煤电厂废弃物，一直是环境综合治理的对象。宝钢粉煤灰综合利用资源主要来自于宝钢分公司电厂1号和2号机组所产生的固体废弃物，待4号发电机组建成、投产后，宝钢每年还将增加粉煤灰资源约15至20万吨。和宝钢一样，上海粉煤灰的产出总量也在不断增加，2007年以来，年产出量已经达到了560万吨，
目前，粉煤灰综合利用技术在不断进步，途径不断优化。尤其是宝钢和上海科研单位密切合作后，科研攻关发展十分迅猛，先后利用粉煤灰开发出了新型墙体材料、混凝土和砂浆掺合料，还广泛应用于水泥生产、筑路、回填等。
其中，用作砂浆和混凝土中掺合料替代水泥用的粉煤灰利用效率最高、对节能减排贡献最大。专利CN1315300，CN1306031A提出了一种利用粉煤灰与聚乙烯复合制备PVC替代塑料的方法，专利CN1315243提出了利用粉煤灰制备水井盖的方法。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)。这些专利与本发明专利都存在极大的区别。
发明内容
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，粉煤灰具有一定强度的特性，本发明提出了一种利用焦油渣、粉煤灰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，由此，对粉煤灰和焦油渣进行高附加值的利用，为粉煤灰和焦油渣的利用开发新途径。本发明的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法为粉煤灰和焦油渣的利用开发新途径，本发明综合利用炼焦生产过程产生废弃物和电厂发电过程废弃物，保护环境，提高企业经济效益，同时生产的焦炭用于炼铁过程可以减少熔剂使用量。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，包括下述步骤：
步骤一，粉煤灰和配合煤的破碎制粉，，将粉煤灰和配合煤混合后用破碎机进行粉碎；
步骤二，焦油渣的加入处理，在焦油渣加热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；
步骤三，焦油渣、粉煤灰及配合煤的搅拌混合，将添加了焦油渣的混合物料在配煤混合机中进行搅拌，使混合物得到充分配合，以便获得合格质量的焦炭；
步骤四，产品制备，将充分配合的物料通过输送皮带加入煤塔，通过装煤机械将煤混合物料加入焦炉中，高温炭化，待焦炭成熟后利用干熄焦方法进行冷却，进而获得合格的焦炭。
根据本发明所述的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：
焦油渣加热储罐是带有加热夹层的装置，在夹层通入130℃的饱和蒸汽，从而保证焦油渣储罐的温度在90-100℃之间，以保证焦油渣的流动性。
根据本发明所述的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：所述步骤一中使用的粉煤灰粒度小于0.1mm，在粉煤灰中，SiO2质量百分比在50％-60％之间，Al2O3质量百分比在25％-30％之间，固定碳含量在4％-8％之间，其余为少量不可避免的Fe2O3、CaO、MgO。
根据本发明所述的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：所述步骤一中使用的配合煤粒度小于6mm。
根据本发明所述的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：所述配合煤的灰分Ad＝6-9％,挥发份VMd＝24-28％。
根据本发明所述的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：所述步骤一中粉煤灰的使用量占配合煤重量的1-4％。
根据本发明所述的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：所述步骤一中粉煤灰和配合煤加入破碎机进行混合粉碎后的粒度小于1mm；
根据本发明所述的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：所述步骤二中焦油渣的加入量占配合煤重量的1-4％。
根据本发明的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，利用粉煤灰、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粉煤灰的强度特性，制备出合格的焦炭产品。为发电生产厂的粉煤灰和炼焦生产厂的焦油渣的处理提供了一种新的方法，充分利用了焦化厂和电厂的固体和液体废弃物，具有重要的环境效益和经济效益，并且粉煤灰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，同时可以减少炼铁生产过程中造渣剂的使用量。
附图说明
图1为本发明的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法制备流程图。
具体实施方式
实施例1
将占配合煤重量2％的小于0.1mm粉煤灰(SiO2质量百分比为50％，Al2O3质量百分比为30％，固定碳含量为8％)与小于6mm的生产厂的配合煤(Ad＝6％,VMd＝28％)加入破碎机进行混合粉碎后的物料粒度小于1mm；粉碎后的粉煤灰和配合煤的混合物加入配煤混合机中，同时向配煤混合机中利用高压喷头喷洒加入90℃焦油渣，焦油渣的加入量占配合煤重量的1％，焦油渣、粉煤灰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66.8％，M10为13.9％，CRI为32％，CSR为56％。
实施例2
将占配合煤重量2.5％的小于0.1mm粉煤灰(SiO2质量百分比为53％，Al2O3质量百分比为28％，固定碳含量为7％)与小于6mm的生产厂的配合煤(Ad＝7％,VMd＝27％)加入破碎机进行混合粉碎后的物料粒度小于1mm；粉碎后的粉煤灰和配合煤的混合物加入配煤混合机中，同时向配煤混合机中利用高压喷头喷洒加入95℃焦油渣，焦油渣的加入量占配合煤重量的2％，焦油渣、粉煤灰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66.5％，M10为14.4％，CRI为32.4％，CSR为55.7％。
实施例3
将占配合煤重量3％的小于0.1mm粉煤灰(SiO2质量百分比为56％，Al2O3质量百分比为26％，固定碳含量为5％)与小于6mm的生产厂的配合煤(Ad＝8％,VMd＝25％)加入破碎机进行混合粉碎后的物料粒度小于1mm；粉碎后的粉煤灰和配合煤的混合物加入配煤混合机中，同时向配煤混合机中利用高压喷头喷洒加入100℃焦油渣，焦油渣的加入量占配合煤重量的3％，焦油渣、粉煤灰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65.7％，M10为13.9％，CRI为32.9％，CSR为54.7％。
实施例4
将占配合煤重量4％的小于0.1mm粉煤灰(SiO2质量百分比为60％，Al2O3质量百分比为25％，固定碳含量为4％)与小于6mm的生产厂的配合煤(Ad＝9％,VMd＝24％)加入破碎机进行混合粉碎后的物料粒度小于1mm；粉碎后的粉煤灰和配合煤的混合物加入配煤混合机中，同时向配煤混合机中利用高压喷头喷洒加入100℃焦油渣，焦油渣的加入量占配合煤重量的4％，焦油渣、粉煤灰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13.6％，CRI为33.2％，CSR为55.1％。
根据本发明的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，利用粉煤灰、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粉煤灰的强度特性，制备出合格的焦炭产品。为发电生产厂的粉煤灰和炼焦生产厂的焦油渣的处理提供了一种新的方法，充分利用了焦化厂和电厂的固体和液体废弃物，具有重要的环境效益和经济效益，并且粉煤灰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，同时可以减少炼铁生产过程中造渣剂的使用量。

Claims (7)

1.一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，包括下述步骤：
步骤一，粉煤灰和配合煤的破碎制粉，将粉煤灰和配合煤混合后用破碎机进行粉碎；
步骤二，焦油渣的加入处理，在焦油渣加热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；
步骤三，焦油渣、粉煤灰及配合煤的搅拌混合，将添加了焦油渣的混合物料在配煤混合机中进行搅拌，使混合物得到充分配合，以便获得合格质量的焦炭；
步骤四，产品制备，将充分配合的物料通过输送皮带加入煤塔，通过装煤机械将煤混合物料加入焦炉中，高温炭化，待焦炭成熟后利用干熄焦方法进行冷却，进而获得合格的焦炭，
所述步骤一中使用的粉煤灰粒度小于0.1mm，在粉煤灰中，SiO2 质量百分比在50%-60%之间，Al2O3 质量百分比在25%-30%之间，固定碳含量在4%-8%之间，其余为少量不可避免的Fe2O3 、CaO、MgO。
2.如权利要求1所述的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：
焦油渣加热储罐是带有加热夹层的装置，在夹层通入130℃的饱和蒸汽，从而保证焦油渣加热储罐的温度在90-100℃之间，以保证焦油渣的流动性。
3.如权利要求1所述的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：所述步骤一中使用的配合煤粒度小于6mm。
4.如权利要求1所述的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：所述配合煤的灰分Ad=6-9%, 挥发份VMd=24-28%。
5.如权利要求1所述的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：所述步骤一中粉煤灰的使用量占配合煤重量的1-4%。
6.如权利要求1所述的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：所述步骤一中粉煤灰和配合煤加入破碎机进行混合粉碎后的粒度小于1mm。
7.如权利要求1所述的一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法，其特征在于：所述步骤二中焦油渣的加入量占配合煤重量的1-4%。
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