CN108753329A - 一种提高低阶煤配煤制取高强度焦炭产率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高低阶煤配煤制取高强度焦炭产率的方法,是通过优化不同配煤粒度分布和在焦炉内的装填方式提高低阶煤配煤制取高强度焦炭的产率。该方法通过筛分将低阶煤及弱粘煤分成细颗粒和粗颗粒两级，然后分别与强粘结煤细粉（粒度小于0.2‑1 mm）混合并在焦炉中分上下两层装填，使焦炉上部配煤的平均粒度大于下部粒度，该装填方式可使得焦炉上下焦炭强度一致，使机械强度M25>85‑90%的焦炭产率比常规装填方法（低阶煤和弱粘煤粒度不分级）提高5‑10%。

Description

一种提高低阶煤配煤制取高强度焦炭产率的方法
技术领域
本发明属于炼焦配煤技术领域，具体涉及一种能实现提高低阶煤配煤制取高强度焦炭产率的方法。
背景技术
在捣固炼焦生产实践中，控制配合煤粒度小于3 mm进行装炉炼焦，因受煤层自身堆密度的变化，在靠近炉顶部分的焦炭机械强度远远达不到优质焦炭机械强度要求，不可避免地会产生强度较差的焦炭。一般捣固炼焦生产中，出炉焦炭经筛焦后，块焦产率虽然大于95%，但在运输过程中会有7-8%的损耗，另外在冶金高炉利用之前，还会再进一步筛分，又有2-3%的损耗，因此真正在高炉使用前，其高强度块焦率只有85%左右，这是因为在炼焦过程中，炉顶焦炭强度较差，导致高强度焦炭产率较低。因此提高炉顶焦炭强度是提高高强度焦炭产率的有效途径。
一种高比例配入长焰煤生产高强度高反应性气化焦的方法（申请号201710447529.1）所涉及的不同煤种粒度碎粉方法，将强粘结性煤粉碎至粒度 <0.2 mm占95%以上；不粘煤和弱粘煤粗粉碎，保证粒度 <3 mm占90%以上。该方法采用将强粘煤细粉填充于不粘煤和弱粘煤粗颗粒间，形成黏性啮合结构，解决了大比例低阶煤配煤炼焦制高强度焦炭的难题，但在工业焦炉生产中仍然存在焦炉顶部焦炭强度低的问题。
发明内容
针对上述工业焦炉生产中顶部焦炭机械强度差、高强度焦炭产率低的缺点，本发明的目的是提供一种高强度焦炭产率高的低阶煤配煤炼焦高强度焦炭的方法。
本发明是在现有的粉碎筛分设备上，分别将低阶煤和弱粘煤粉碎和筛分分级，然后与强粘煤依据一定的工艺要求进行混合后，进行分层装填（捣固后炼焦）。该方法可降低炉顶不合格焦炭产率，解决在焦炉中采用大比例配入低阶煤（褐煤、长焰煤、不粘煤等）生产高强度非冶金焦（气化焦、洁净焦等）产率较低的技术问题，可使高强度焦炭产率比常规炼焦方法提高5-10%。
本发明的方法，包括如下步骤：
（1）、将强粘煤粉碎至粒度<0.2-1 mm，其占90%以上，单独储存；
（2）、将低阶煤和弱粘煤分别粉碎至粒度<3 mm，其占85%以上，再利用标准振动筛分别筛分，通过筛孔为1-2 mm进行筛分，保证筛下物的细颗粒占30-50 wt%，得到两种筛上物粗颗粒物料, 并分开储存,得到两种筛下物细颗粒物料,并分开储存；
（3）、按重量百分比低阶煤30-60%，弱粘煤15-45%，强粘煤20-25%，将低阶煤细颗粒和弱粘煤细颗粒与强粘煤粉进行混合，混合后装填于焦炉下部，其高度占总高的1/3-1/2；再按重量百分比低阶煤30-60%，弱粘煤15-45%，强粘煤20-25%，将低阶煤粗颗粒、弱粘煤粗颗粒与强粘煤粉进行混合，混合后装填至焦炉上部，其高度占总高的1/2-2/3；然后进行捣固炼焦，炼焦温度 950-1050 oC，恒温时间1-2小时，升温速率3-10 oC/min，水分添加量9-11%，干基堆密度 0.95-1.10 g/cm3。
顶装焦炉或捣固焦炉顶部的煤层在焦化过程中受煤自身膨胀压力作用等原因出现松散现象，堆密度下降，降低了焦炭的机械强度。通过改变粒度分布和焦炉高度方向的分级装填，使配合煤的粒度从焦炉下部到上部逐渐增大，由于焦炉底部细粒度煤层受顶部煤层重力作用，增大其堆积密度，而顶部粗粒度煤层受粗颗粒之间的机械啮合作用可弥补因堆密度下降导致焦炭机械强度的降低，从而提高了高强度焦炭整体产率。
本发明所指的高强度焦炭产率为机械强度M25 > 85-90%的焦炭占出炉焦炭的重量百分比，其焦炭机械强度测定方法为选取靠近焦炉顶层以及焦炉底层的焦炭各一半，混合后进行焦炭机械强度测定。
本发明具有以下优点：
1、本发明利用现有粉碎和筛分设备进行低阶煤和弱粘煤破碎和筛分分级，工艺简单，配煤中利用了低阶煤和弱粘煤全部不同粒径的物料。
2、依靠煤层重力，提高底层细粒度配煤的堆积密度；而顶层粗粒度配煤颗粒形成啮合结构，成焦后焦炭的机械强度受堆积密度变化的影响较小，因此可改善整炉焦炭机械强度。
3、配入重量百分比大于30-60%的低阶煤炼焦，高强度焦炭产率比常规装填方法（低阶煤和弱粘煤粒度不分级）提高5-10%。
具体实施方式：
以下结合具体实施例详述本发明，但本发明所用的低阶煤、弱粘煤、强粘煤不局限于下述实施例。
实施例1：本实施例采用的神木长焰煤（SMC）、神木气煤（QM-2）、乌海肥煤（FM-2）的胶质层厚度分别为0、12、33。
采用两种装填方式：一种是常规装填方式，即SMC和QM-2分别粉碎至粒度<3 mm（占87%），FM-2粉碎至<1 mm（占95%），按重量百分比计，SMC、QM-2和FM-2配入量分别为30%、45%、25%，混合后进行捣固炼焦。
本发明的分层（两层）装填方式，
（1）、将FM-2粉碎至粒度<1 mm(占95%)，单独储存；
（2）、将SMC和QM-2分别粉碎至粒度<3 mm（占87%），再利用标准振动筛分别筛分，通过筛孔为1 mm进行筛分，保证筛下物的细颗粒按重量百分比计占30%。得到两种筛上物粗颗粒物料, 并分开储存,得到两种筛下物细颗粒物料,并分开储存；
（3）、将SMC和QM-2细颗粒与FM-2煤粉按照重量百分比30%: 45%: 25%混合，混合后装填于焦炉下部，其高度占总高的1/3；再将SMC和QM-2粗颗粒与FM-2煤粉按照重量百分比30%:45%: 25%混合，混合后装填至焦炉上部，其高度占总高的2/3，然后进行捣固炼焦，炼焦条件为炼焦温度为1000 oC，恒温时间1小时，升温速率10 oC/min，水分添加量9%，干基堆密度1.05 g/cm3。所得焦炭强度指标如表1所示。
实施例2：本实施例采用的小龙潭褐煤（XLT）、乌海气煤（QM-1）、太原肥煤（FM-1）的胶质层厚度分别为0、11、32。
采用两种装填方式：一种是常规装填方式，即XLT和QM-1分别粉碎至粒度<3 mm（占85%），FM-1粉碎至<0.6 mm（占93%），按重量百分比计，XLT、QM-1和FM-1配入量分别为40%、35%、25%，混合后进行捣固炼焦。
本发明的分层（两层）装填方式，
（1）、将FM-1粉碎至粒度<0.6 mm(占93%)，单独储存；
（2）、将XLT和QM-1分别粉碎至粒度<3 mm（占85%），再利用标准振动筛分别筛分，通过筛孔为1 mm进行筛分，保证筛下物的细颗粒按重量百分比计占30%。得到两种筛上物粗颗粒物料, 并分开储存,得到两种筛下物细颗粒物料,并分开储存；
（3）、将XLT和QM-1细颗粒与FM-1煤粉按照重量百分比40%: 35%: 25%混合，混合后装填于焦炉下部，其高度占总高的1/3；再将XLT和QM-1粗颗粒与FM-1煤粉按照重量百分比40%:35%: 25%混合，混合后装填至焦炉上部，其高度占总高的2/3，然后进行捣固炼焦，炼焦条件为炼焦温度为950 oC，恒温时间1小时，升温速率3 oC/min，水分添加量10%，干基堆密度1.05g/cm3。所得焦炭强度指标如表1所示。
实施例3：本实施例采用的神木长焰煤（SMC）、神木气煤（QM-2）、乌海肥煤（FM-2）的胶质层厚度分别为0、12、33。
采用两种装填方式：一种是常规装填方式，即SMC和QM-2分别粉碎至粒度<3 mm（占86%），FM-2粉碎至<0.3 mm（占92%），按重量百分比计，SMC、QM-2和FM-2配入量分别为40%、40%、20%，混合后进行捣固炼焦。
本发明的分层（两层）装填方式，
（1）、将FM-2粉碎至粒度<0.3 mm(占92%)，单独储存；
（2）、将SMC和QM-2分别粉碎至粒度<3 mm（占86%），再利用标准振动筛分别筛分，通过筛孔为1.5 mm进行筛分，保证筛下物的细颗粒按重量百分比计占40%。得到两种筛上物粗颗粒物料, 并分开储存,得到两种筛下物细颗粒物料,并分开储存；
（3）、将SMC和QM-2细颗粒与FM-2煤粉按照重量百分比40%: 40%: 20%混合，混合后装填于焦炉下部，其高度占总高的2/5；再将SMC和QM-2粗颗粒与FM-2煤粉按照重量百分比40%:40%: 20%混合，混合后装填至焦炉上部，其高度占总高的3/5，然后进行捣固炼焦，炼焦条件为炼焦温度为950 oC，恒温时间1小时，升温速率5 oC/min，水分添加量11%，干基堆密度0.95g/cm3。所得焦炭强度指标如表1所示。
实施例4：本实施例采用的平朔长焰煤（PSC）、乌海气煤（QM-1）、乌海肥煤（FM-2）的胶质层厚度分别为0、11、33。
采用两种装填方式：一种是常规装填方式，即PSC和QM-1分别粉碎至粒度<3 mm（占88%），FM-2粉碎至<0.5 mm（占94%），按重量百分比计，PSC、QM-1和FM-2配入量分别为45%、30%、25%，混合后进行捣固炼焦。
本发明的分层（两层）装填方式，
（1）、将FM-2粉碎至粒度<0.5 mm(占94%)，单独储存；
（2）、将PSC和QM-1分别粉碎至粒度<3 mm（占88%），再利用标准振动筛分别筛分，通过筛孔为2 mm进行筛分，保证筛下物的细颗粒按重量百分比计占50%。得到两种筛上物粗颗粒物料, 并分开储存,得到两种筛下物细颗粒物料,并分开储存；
（3）、将PSC和QM-1细颗粒与FM-2煤粉按照重量百分比45%: 30%: 25%混合，混合后装填于焦炉下部，其高度占总高的1/2；再将PSC和QM-1粗颗粒与FM-2煤粉按照重量百分比45%:30%: 25%混合，混合后装填至焦炉上部，其高度占总高的1/2，然后进行捣固炼焦，炼焦条件为炼焦温度为1000 oC，恒温时间1小时，升温速率3 oC/min，水分添加量9%，干基堆密度1.05g/cm3。所得焦炭强度指标如表1所示。
实施例5：本实施例采用的神木长焰煤（SMC）、神木气煤（QM-2）、太原肥煤（FM-1）的胶质层厚度分别为0、12、32。
采用两种装填方式：一种是常规装填方式，即SMC和QM-2分别粉碎至粒度<3 mm（占85%），FM-1粉碎至<0.2 mm（占90%），按重量百分比计，SMC、QM-2和FM-1配入量分别为50%、25%、25%，混合后进行捣固炼焦。
本发明的分层（两层）装填方式，
（1）、将FM-1粉碎至粒度<0.2 mm(占90%)，单独储存；
（2）、将SMC和QM-2分别粉碎至粒度<3 mm（占85%），再利用标准振动筛分别筛分，通过筛孔为1.5 mm进行筛分，保证筛下物的细颗粒按重量百分比计占40%。得到两种筛上物粗颗粒物料, 并分开储存,得到两种筛下物细颗粒物料,并分开储存；
（3）、将SMC和QM-2细颗粒与FM-1煤粉按照重量百分比50%: 25%: 25%混合，混合后装填于焦炉下部，其高度占总高的2/5；再将SMC和QM-2粗颗粒与FM-1煤粉按照重量百分比50%:25%: 25%混合，混合后装填至焦炉上部，其高度占总高的3/5，然后进行捣固炼焦，炼焦条件为炼焦温度为1050 oC，恒温时间1小时，升温速率6 oC/min，水分添加量11%，干基堆密度1.10 g/cm3。所得焦炭强度指标如表1所示。
实施例6：本实施例采用的小龙潭褐煤（XLT）、神木气煤（QM-2）、乌海肥煤（FM-2）的胶质层厚度分别为0、12、33。
采用两种装填方式：一种是常规装填方式，即XLT和QM-2分别粉碎至粒度<3 mm（占86%），FM-2粉碎至<0.2 mm（占90%），按重量百分比计，XLT、QM-2和FM-2配入量分别为55%、20%、25%，混合后进行捣固炼焦。
本发明的分层（两层）装填方式，
（1）、将FM-2粉碎至粒度<0.2 mm(占90%)，单独储存；
（2）、将XLT和QM-2分别粉碎至粒度<3 mm（占86%），再利用标准振动筛分别筛分，通过筛孔为2 mm进行筛分，保证筛下物的细颗粒按重量百分比计占50%。得到两种筛上物粗颗粒物料, 并分开储存,得到两种筛下物细颗粒物料,并分开储存；
（3）、将XLT和QM-2细颗粒与FM-2煤粉按照重量百分比55%: 20%: 25%混合，混合后装填于焦炉下部，其高度占总高的1/2；再将XLT和QM-2粗颗粒与FM-2煤粉按照重量百分比55%:20%: 25%混合，混合后装填至焦炉上部，其高度占总高的1/2，然后进行捣固炼焦，炼焦条件为炼焦温度为1050 oC，恒温时间2小时，升温速率10 oC/min，水分添加量10%，干基堆密度1.10 g/cm3。所得焦炭强度指标如表1所示。
实施例7：实施例采用的平朔长焰煤（PSC）、乌海气煤（QM-1）、太原肥煤（FM-1）的胶质层厚度分别为0、11、32。
采用两种装填方式：一种是常规装填方式，即PSC和QM-1分别粉碎至粒度<3 mm（占89%），FM-1粉碎至<0.2 mm（占90%），按重量百分比计，PSC、QM-1和FM-1配入量分别为60%、15%、25%，混合后进行捣固炼焦。
本发明的分层（两层）装填方式，
（1）、将FM-1粉碎至粒度<0.2 mm(占90%)，单独储存；
（2）、将PSC和QM-1分别粉碎至粒度<3 mm（占89%），再利用标准振动筛分别筛分，通过筛孔为1.5 mm进行筛分，保证筛下物的细颗粒按重量百分比计占40%。得到两种筛上物粗颗粒物料, 并分开储存,得到两种筛下物细颗粒物料,并分开储存；
（3）、将PSC和QM-1细颗粒与FM-1煤粉按照重量百分比60%: 15%: 25%混合，混合后装填于焦炉下部，其高度占总高的2/5；再将PSC和QM-1粗颗粒与FM-1煤粉按照重量百分比60%:15%: 25%混合，混合后装填至焦炉上部，其高度占总高的3/5，然后进行捣固炼焦，炼焦条件为炼焦温度为1050 oC，恒温时间2小时，升温速率8 oC/min，水分添加量9%，干基堆密度1.10g/cm3。所得焦炭强度指标如表1所示。
表1 不同装填方式对焦炭机械强度的影响
从表1可见，通过上述实施例说明采取分层装填的方法比常规装填方法可提高高强度焦炭产率5-10%。

Claims (1)

1.一种提高低阶煤配煤制取高强度焦炭产率的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）、将强粘煤粉碎至粒度<0.2-1 mm，其占90%以上，单独储存；
（2）、将低阶煤和弱粘煤分别粉碎至粒度<3 mm，其占85%以上，再利用标准振动筛分别筛分，通过筛孔为1-2 mm进行筛分，保证筛下物的细颗粒占30-50 wt%，得到两种筛上物粗颗粒物料, 并分开储存,得到两种筛下物细颗粒物料,并分开储存；
（3）、按照重量百分比低阶煤30-60%，弱粘煤 15-45%，强粘煤20-25%，将低阶煤细颗粒和弱粘煤细颗粒与强粘煤粉进行混合，混合后装填于焦炉下部，其高度占总高的1/3-1/2；再按照重量百分比低阶煤30-60%，弱粘煤 15-45%，强粘煤20-25%，将低阶煤粗颗粒、弱粘煤粗颗粒与强粘结煤粉进行混合，混合后装填至焦炉上部，其高度占总高的1/2-2/3；然后进行捣固炼焦，炼焦温度950-1050 oC，恒温时间1-2小时，升温速率3-10 oC/min，水分添加量9-11%，干基堆密度 0.95-1.10 g/cm3。
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