CN106477579A - 一种电石原料的干法成型方法及其专用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电石原料的干法成型方法及其专用系统。所述方法包括：(1)将烟煤、半焦和生石灰分别破碎后，均匀混合，得到混合物；(2)将混合物压球成型得到常温成型球后，加热焙烧常温成型球得到电石原料。本发明进一步公开了实现所述方法的专用系统，包括破碎装置、混合装置、压球成型装置和高温焙烧装置。本发明加入焦煤或气肥煤作添加剂，提高了型球在电石炉中的热稳定性、避免了生石灰熟化过程，具有成本低、工艺简单安全、经济效益好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电石原料的干法成型方法，本发明进一步涉及使用该方法的专用系统，属于粉状原料综合利用领域。
背景技术
半焦是以高挥发分的弱粘结或不粘结性煤为原料，经中、低温干馏炭化除去煤中焦油物质和大部分挥发分后的产品，作为一种新型碳素材料，以其固定炭高、电阻率高含灰份低、硫含量低、磷含量低的特性和低廉的价格，正逐步被推广应用于电石、铁合金等产品的生产，以替代价格昂贵的冶金焦，半焦作为冶金行业重要原材料。
电石是以生石灰和碳素为原料，在电石炉中经过复杂的物理化学变化而生成的，它是有机合成工业的重要原料。目前，国内外已经开发出或正在研究中的电石生产方法有电热法、旋转电弧炉法、氧热法、电热—氧热耦合法、等离子体法、催化法等，但传统的电炉加热法仍然是当前最为成熟的电石生产方法。
传统电石制备工艺的缺点是，生石灰添加过程繁琐、复杂，且在石灰石和半焦炭在整个过程中，始终伴随着固体破碎、固体分筛和固体运输等工艺过程，这些过程都会有粉尘产生，带来污染；而且在传统电石行业中，总会有大量的小粒度粉状半焦需要处理。
公开号为CN103087795A的发明专利公开了电石用成型半焦的制备方法：将半焦制成粒度小于3毫米的半焦粉，生石灰制成粒度＜1毫米的石灰粉；称取生石灰，加入过量的水，使石灰充分熟化；过滤上层清液，取下层熟石灰浆液即粘结剂；半焦粉和粘结剂重量百分比分别为：半焦粉70％-80％和粘结剂20％-30％；称取半焦粉和粘结剂，将粘结剂倒入半焦粉中，充分搅拌、混合均匀；将混合物料用对辊成型机下压制成椭球形成型半焦。该方法存在以下主要问题：
1)该技术为了制备成型所需粘结剂，需要先将生石灰加水熟化制成熟石灰，一方面生石灰加水本身具有危险性，另一方面此工艺改变了原料的本质；
2)该技术在制备好成型球后，还要将成型球进行烘干处理，增加了工艺步骤，提高了工艺成本。
综合以上可见，现有的电石原料的成型方法不同程度的存在过程繁琐复杂、成本高、危险性大、成型效果差等缺陷，有待改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决现有电石原料生产需要生石灰熟化的过程，工艺成本高、危险性大等问题，提供了一种新的电石原料的干法成型方法，该方法通过加入烟煤作添加剂，在高温下析出大量胶质体，提高型球在电石炉中的热稳定性，保证了型球在电石炉中不破碎、不粉化，实现了电石炉的正常运行，同时避免了生石灰熟化的过程的过程。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
一种电石原料的干法成型方法，包括以下步骤：
(1)将烟煤、半焦和生石灰分别破碎后，均匀混合，得到混合物；(2)将混合物压球成型得到常温成型球，所述常温成型球作为电石炉的原料。
步骤(1)中，烟煤占混合物总量的5wt％-15wt％，例如烟煤占混合物总量的8wt％-10wt％。
半焦和生石灰共占混合物总量的85wt％-95wt％。
按照质量比计，半焦：生石灰＝(0.5～0.7):1。
优选的，所述烟煤为焦煤或者肥煤粉。
步骤(1)中所述破碎步骤中，烟煤破碎至100目以下；所述半焦粉破碎后的粒度≤3毫米；所述生石灰破碎后的粒度≤3毫米。
在测试常温成型球的强度时，可以使用高温炉，测试时，加热温度为1000℃～1800℃。
所述高温炉加热时间为30～60分钟。
所述高温炉中需要通入氮气，保证炉中无氧气。
本发明还提供了一种电石原料的干法成型的专用系统，该专用系统包括：
烟煤破碎装置，所述烟煤破碎装置设有烟煤进料口和烟煤粉出料口；
半焦破碎装置，所述半焦破碎装置设有半焦进料口和半焦粉出料口；
生石灰破碎装置，所述生石灰破碎装置设有生石灰进料口和生石灰粉出料口；
混合装置，所述混合装置设有进料口和混合物料出料口；
压球成型装置，所述压球成型装置设有混合物料进料口和生球团出料口；
以及高温焙烧装置；所述高温焙烧装置设有生球团进料口和焙烧球团出料口；
其中，所述烟煤破碎装置的烟煤粉出料口、所述半焦破碎装置的半焦粉出料口以及生石灰破碎装置的生石灰粉出料口均与所述混合装置的混合物料进料口相连；所述混合装置的混合物料出料口与所述压球成型装置的混合物料进料口相连；所述压球成型装置的生球团出料口与所述高温焙烧装置的生球团进料口相连。
所述混合装置是混料机，设有进料口和混合物的出料口。
所述压球成型装置是高压压球机，设有进料口和常温成型球的出料口。
所述高温焙烧装置是高温炉，设有常温成型球的进料口和焙烧后成型球的出料口。
本发明技术方案的主要有益效果：
1.本发明处理了传统工艺中半焦粉、生石粉难处理、污染大的问题，即解决了粉料堆积难以处理污染环境的问题、又增加经济效益。
2.本发明加入焦煤、气肥煤作添加剂，这些煤种在高温下析出大量胶质体，提高了型球在电石炉中的热稳定性，保证了型球在电石炉中不碎、不粉化，实现了电石炉的正常运行。
3.本发明使用焦煤或气肥煤作为添加剂避免了生石灰熟化的过程，工艺过程安全。
4.本发明工艺简单，省去了成型球烘干的部分，节省了设备投资，降低了工艺成本，增加了经济效益。
附图说明
图1实现本发明方法的专用系统图的示意图。
图2本发明的一种电石原料的干法成型方法的工艺流程图。
附图标记说明：S100-烟煤破碎装置，S200-半焦破碎装置，S300-生石灰破碎装置，S400-混合装置，S500-压球成型装置，S600-高温焙烧装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
参考图1，本发明提供了一种电石原料干法成型方法的专用系统，该专用系统包括：
烟煤破碎装置S100，所述烟煤破碎装置S100设有烟煤进料口和烟煤粉出料口；
半焦破碎装置S200，所述半焦破碎装置S200设有半焦进料口和半焦粉出料口；
生石灰破碎装置S300，所述生石灰破碎装置S300设有生石灰进料口和生石灰粉出料口；
混合装置S400，所述混合装置S400设有进料口和混合物料出料口；
压球成型装置S500，所述压球成型装置S500设有混合物料进料口和生球团出料口；
以及高温焙烧装置S600；所述高温焙烧装置S600设有生球团进料口和焙烧球团出料口；
其中，所述烟煤破碎装置S100的烟煤粉出料口、所述半焦破碎装置S200的半焦粉出料口以及生石灰破碎装置S300的生石灰粉出料口均与所述混合装置S400的混合物料进料口相连；所述混合装置S400的混合物料出料口与所述压球成型装置S500的混合物料进料口相连；所述压球成型装置S500的生球团出料口与所述高温焙烧装置S600的生球团进料口相连。
所述混合装置S400是混料机，设有进料口和混合物的出料口。
所述压球成型装置S500是高压压球机，设有进料口和常温成型球的出料口。
在测试常温成型球的强度时，采用高温焙烧装置S600，其可以是高温炉，并设有常温成型球的进料口和焙烧后成型球的出料口。
以下结合具体的实施例对应用所述专用系统将电石原料干法成型方法进行具体说明：
实施例1
半焦干燥基固定碳含量75.1％，水分含量3.21％，粒径3mm及以下；焦煤粉粒度100目以下，加入量为5％；生石灰粒度≤3毫米。
以半焦为基准，称取1kg半焦粉、1.5kg生石灰粉、50g的焦煤粉，将半焦粉、生石灰粉和焦煤粉用爱立许R02混料机混合5min，然后用高压压球机将其压制成型，之后将成型球放入高温炉中，在1200℃下进行加热，加热时间30分钟，得到的常温成型球抗压强度260N/球、成球率90％、高温炉加热后马弗炉焙烧后型球抗压强度为580N/球。
实施例2
半焦干燥基固定碳含量75.1％，水分含量3.21％，粒径3mm及以下；焦煤粉粒度100目以下，加入量10％；生石灰粒度≤3毫米。
以半焦为基准，称取1kg半焦粉、1.5kg生石灰粉、100g的焦煤粉，将半焦粉、生石灰粉和焦煤粉用爱立许R02混料机混合5min，然后用高压压球机将其压制成型，之后将成型球放入高温炉中，在1500℃下加热，加热时间30分钟，得到的常温成型球抗压强度265N/球、成球率92％、高温炉加热后型球抗压强度为561N/球。
实施例3
半焦干燥基固定碳含量75.1％，水分含量3.21％，粒径3mm及以下；焦煤粉粒度100目以下；加入量15％；生石灰粒度≤3毫米。
以半焦为基准，称取1kg半焦粉、1.5kg生石灰粉、150g的焦煤粉，将半焦粉、生石灰粉和焦煤粉用爱立许R02混料机混合5min，然后用高压压球机将其压制成型，之后将成型球放入高温炉中，在1500℃下加热，加热时间60分钟，得到的常温成型球抗压强度260N/球、成球率90％、高温炉加热后型球抗压强度为603N/球
对比实施例1
半焦干燥基固定碳含量75.1％，水分含量3.21％，粒径3mm及以下；焦煤粉粒度100目以下，加入量3％；生石灰粒度≤3毫米。
以半焦为基准，称取1kg半焦粉、1.5kg生石灰粉、30g的焦煤粉，将半焦粉、生石灰粉和焦煤粉用爱立许R02混料机混合5min，然后用高压压球机将其压制成型，之后将成型球放入高温炉中，在1200℃下进行加热，加热时间30分钟，得到的常温成型球抗压强度216N/球、成球率78％、高温炉加热后马弗炉焙烧后型球抗压强度为478N/球。
对比实施例2
半焦干燥基固定碳含量75.1％，水分含量3.21％，粒径3mm及以下；焦煤粉粒度100目以下；加入量18％；生石灰粒度≤3毫米。
以半焦为基准，称取1kg半焦粉、1.5kg生石灰粉、180g的焦煤粉，将半焦粉、生石灰粉和焦煤粉用爱立许R02混料机混合5min，然后用高压压球机将其压制成型，之后将成型球放入高温炉中，在1500℃下加热，加热时间60分钟，得到的常温成型球抗压强度264N/球、成球率91％、高温炉加热后型球抗压强度为607N/球。
Claims (10)
1.一种电石原料的干法成型方法，其特征在于，包括：(1)将烟煤、半焦和生石灰分别破碎后，均匀混合，得到混合物；(2)将混合物压球成型得到常温成型球，所述常温成型球作为电石炉的原料。
2.按照权利要求1所述的干法成型方法，其特征在于：烟煤占混合物总量的5wt％-15wt％。
3.按照权利要求1或2所述的干法成型方法，其特征在于：所述烟煤为焦煤或者肥煤粉。
4.按照权利要求1所述的干法成型方法，其特征在于，在所述破碎步骤中，烟煤破碎至100目以下。
5.按照权利要求1或2所述的干法成型方法，其特征在于，所述半焦粉破碎后的粒度≤3毫米。
6.按照权利要求1所述的干法成型方法，半焦和生石灰共占混合物总量的85wt％-95wt％；按照质量比计，半焦：生石灰＝(0.5～0.7):1。
7.按照权利要求1所述的干法成型方法，所述生石灰破碎后的粒度≤3毫米。
8.按照权利要求1所述的干法成型方法，烟煤占混合物总量的8wt％-10wt％。
9.一种实现权利要求1所述的干法成型方法的专用系统，其特征在于，包括：
烟煤破碎装置(S100)，所述烟煤破碎装置(S100)设有烟煤进料口和烟煤粉出料口；
半焦破碎装置(S200)，所述半焦破碎装置(S200)设有半焦进料口和半焦粉出料口；
生石灰破碎装置(S300)，所述生石灰破碎装置(S300)设有生石灰进料口和生石灰粉出料口；
混合装置(S400)，所述混合装置(S400)设有进料口和混合物料出料口；
压球成型装置(S500)，所述压球成型装置(S500)设有混合物料进料口和生球团出料口；
以及高温焙烧装置(S600)；所述高温焙烧装置(S600)设有生球团进料口和焙烧球团出料口；
其中，所述烟煤破碎装置(S100)的烟煤粉出料口、所述半焦破碎装置(S200)的半焦粉出料口以及生石灰破碎装置(S300)的生石灰粉出料口均与所述混合装置(S400)的混合物料进料口相连；所述混合装置(S400)的混合物料出料口与所述压球成型装置(S500)的混合物料进料口相连；所述压球成型装置(S500)的生球团出料口与所述高温焙烧装置(S600)的生球团进料口相连。
10.按照权利要求9所述的系统，其特征在于，所述混合装置(S400)是混料机；所述压球成型装置(S500)是高压压球机，设有进料口和常温成型球的出料口；所述高温焙烧装置(S600)是高温炉，设有常温成型球的进料口和焙烧后成型球的出料口。
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