CN109097084A - 一种生产型焦的配煤原料组合物及型焦制备工艺 - Google Patents

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张留峰
孙占龙
郭培瑞
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    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/04—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition

Abstract

本发明涉及一种生产型焦的配煤原料组合物及型焦制备工艺。本发明的生产型焦的配煤原料组合物，包括粘结剂3‑6％、瘦化剂3‑5％、瘦煤30‑35％、焦煤54‑62％；粘结剂包括软化点130℃‑150℃,优选为135℃‑145℃的煤液化残渣提纯沥青或软化点135℃‑155℃,优选为140℃‑145℃的煤沥青，瘦化剂包括冶金焦粉、铸造焦粉、半焦粉、无烟煤、石油焦和贫煤中的一种或几种。本发明通过对配煤原料组合物的组成和比例进行选择，实现了各组分的协同增效，制备的型焦热强度大于60％，成品率达到99％，成本低，型焦表面无裂纹，各项指标均高于国家标准，非常适于应用在冶金、化工、汽车等领域。

Description

一种生产型焦的配煤原料组合物及型焦制备工艺
技术领域
本发明涉及一种生产型焦的配煤原料组合物及型焦制备工艺。
背景技术
型焦是用加压成型的方法生产的形状均一的焦炭。相比于常规焦炭，型焦的大小和形状可根据用户需要来制备，型焦焦体致密，气孔小且分布均匀，更适于在冶金、化工、汽车等领域应用。制备型焦的工艺主要是先配煤，将煤粉与粘结剂混合，然后成型、炭化，但是目前制备得到的型焦仍存在热强度差、成品率低等问题，制约了其大规模应用。
现有焦炭制备方法采用主焦煤、瘦煤、无烟煤、焦粉、沥青和石油焦等原料配煤后进行干馏，制备所得焦炭块度大、成本低，但是仍然存在热强度不够高、破碎强度低的缺点。配煤工艺在型焦生产时非常关键，配煤原料组合物的选择不仅影响成型效果，也影响最终型焦产品的热强度、破碎强度、成品率等性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产型焦的配煤原料组合物及型焦制备工艺，制备的型焦具有热强度高、成品率高、成本低等优点。
为实现本发明的目的，本发明的技术方案为：
一种生产型焦的配煤原料组合物，质量组成包括粘结剂3-6％、瘦化剂3-5％、瘦煤30-35％、焦煤54-62％；粘结剂包括软化点130℃-150℃,优选为135℃-145℃的煤液化残渣提纯沥青和/或软化点135℃-155℃,优选为140℃-145℃的煤沥青，瘦化剂包括冶金焦粉、铸造焦粉、半焦粉、无烟煤、石油焦和贫煤中的一种或几种。粘结剂的选择以及粘结剂和其它配煤原料的配合对于型焦质量至关重要。
在本方案的一实施例中，粘结剂为所述煤液化残渣提纯沥青与油砂提纯沥青的混合物，或者为所述煤沥青与油砂提纯沥青的混合物，其中，煤液化残渣提纯沥青或煤沥青与油砂提纯沥青的质量比为(3-4)：(2-3)。
在本方案的一实施例中，所述油砂提纯沥青的混合物灰分小于1％、软化点60℃-100℃。
在本方案的一实施例中，煤沥青的灰分小于1.5％，挥发分60％-70％，结焦值35-50％；煤液化残渣提纯沥青灰分小于0.2％。
在本方案的一实施例中，粘结剂为所述煤液化残渣提纯沥青与灰分小于1％、软化点60℃-100℃，优选为80℃-90℃的油砂提纯沥青，和密度为0.7-0.8g/cm3的石油沥青的混合物，或者为所述煤沥青与灰分小于1％、软化点60℃-100℃，优选为80-90℃的油砂提纯沥青，和密度为0.7-0.8g/cm3的石油沥青的混合物，煤液化残渣提纯沥青或煤沥青与油砂提纯沥青、石油沥青的质量比为(3-4)：(2-3)：(1-1.5)。
在本方案的一实施例中，瘦化剂为质量占比10-20％的挥发分小于1.8％的冶金焦粉、铸造焦粉或半焦粉，与质量占比80-90％的挥发分小于等于14％的贫煤的混合物。
在本方案的一实施例中，瘦化剂为质量占比10-20％的挥发分小于1.8％的冶金焦粉、铸造焦粉或半焦粉，与质量占比70-80％的挥发分小于等于14％的贫煤，和质量占比10-20％的磁铁矿粉的混合物。
一种制备型焦的工艺，制备型焦时，瘦煤和焦煤的最佳粒度小于1mm，优选为小于0.8mm，粘结剂和瘦化剂的最佳粒度小于0.5mm，优选为小于0.4mm，用型煤液压装置将配煤原料组合物制成型煤，型煤输送至热回收炼焦炉进行干馏，制得型焦。制得的型焦产品抗碎性能强，热强度大，表面无裂纹。
软化点130℃-150℃的煤液化残渣提纯沥青或软化点135℃-155℃的煤沥青非常适于用作配煤粘结剂，与焦煤和瘦煤的粘结性强。在粘结剂中加入软化点60℃-100℃的油砂提纯沥青，与煤液化残渣提纯沥青或煤沥青配合使用可以提高粘结强度，实现与煤的共炭化。进一步地，在煤液化残渣提纯沥青或煤沥青与油砂提纯沥青的混合物中加入少部分石油沥青，可以协同提高粘结性，促进焦煤和瘦煤的成型和炭化，增加型焦的显微强度，阻止裂纹的形成与扩张，提高型焦的热强度。
冶金焦粉、铸造焦粉或半焦粉与贫煤配合使用时，可以提高瘦化效果，降低炼焦成本。进一步地，在冶金焦粉、铸造焦粉或半焦粉与贫煤的混合物中，添加磁铁矿粉可以协同提高瘦化效果，同时提高型焦抗碎强度和块度。
本发明通过对配煤原料组合物的组成和比例进行选择，实现了各组分的协同增效，用型煤液压装置将配煤原料组合物制成型煤，型煤输送至热回收炼焦炉进行干馏，制备的型焦热强度大于60％，成品率达到99％，成本低，型焦表面无裂纹，各项指标均高于国家标准，非常适于应用在冶金、化工、汽车等领域。
具体实施方式
本发明采用的煤沥青的灰分小于1.5％，挥发分60％-70％，结焦值35-50％；煤液化残渣提纯沥青灰分小于0.2％，油砂提纯沥青灰分小于1％，冶金焦粉、铸造焦粉或半焦粉的挥发分小于1.8％。
实施例1
一种生产型焦的配煤原料组合物，包括粘结剂3％、瘦化剂3％、瘦煤35％、焦煤59％；粘结剂为软化点130℃-150℃的煤液化残渣提纯沥青，瘦化剂为挥发分小于1.8％的冶金焦粉。粘结剂粒度小于0.5mm，瘦化剂粒度小于0.5mm，瘦煤粒度小于1mm，焦煤粒度小于1mm。用型煤液压装置将配煤原料组合物制成型煤，型煤输送至热回收炼焦炉进行高温干馏，干馏温度为900℃，制得型焦。型焦热强度为60％。
实施例2
一种生产型焦的配煤原料组合物，包括粘结剂3％、瘦化剂5％、瘦煤35％、焦煤57％；粘结剂为质量占比50％的软化点130℃-150℃的煤液化残渣提纯沥青和质量占比50％的灰分小于1％、软化点60℃-100℃的油砂提纯沥青的混合物，瘦化剂为挥发分小于1.8％的冶金焦粉。粘结剂粒度小于0.5mm，瘦化剂粒度小于0.5mm，瘦煤粒度小于1mm，焦煤粒度小于1mm。用型煤液压装置将配煤原料组合物制成型煤，型煤输送至热回收炼焦炉进行高温干馏，干馏温度为900℃，制得型焦。型焦热强度为62％。
实施例3
一种生产型焦的配煤原料组合物，包括粘结剂3％、瘦化剂5％、瘦煤35％、焦煤57％；粘结剂为质量占比60％的软化点130℃-150℃的煤液化残渣提纯沥青和质量占比40％的灰分小于1％、软化点60℃-100℃的油砂提纯沥青的混合物，瘦化剂为质量占比10％的挥发分小于1.8％的冶金焦粉与质量占比90％的挥发分小于等于14％的贫煤的混合物。粘结剂粒度小于0.5mm，瘦化剂粒度小于0.5mm，瘦煤粒度小于1mm，焦煤粒度小于1mm。用型煤液压装置将配煤原料组合物制成型煤，型煤输送至热回收炼焦炉进行高温干馏，干馏温度为900℃，制得型焦。型焦热强度为65％。
实施例4
一种生产型焦的配煤原料组合物，包括粘结剂4％、瘦化剂4％、瘦煤35％、焦煤57％；粘结剂为质量占比40％的软化点130℃-150℃的煤液化残渣提纯沥青和质量占比40％的灰分小于1％、软化点60℃-100℃的油砂提纯沥青，以及质量占比20％的密度为0.7g/cm3的石油沥青的混合物，瘦化剂为质量占比10％的挥发分小于1.8％的冶金焦粉与质量占比80％的挥发分小于等于14％的贫煤，以及质量占比10％的磁铁矿粉的混合物。粘结剂粒度小于0.4mm，瘦化剂粒度小于0.4mm，瘦煤粒度小于0.8mm，焦煤粒度小于0.8mm。用型煤液压装置将配煤原料组合物制成型煤，型煤输送至热回收炼焦炉进行高温干馏，干馏温度为900℃，制得型焦。型焦热强度为75％。
实施例5
一种生产型焦的配煤原料组合物，包括粘结剂3％、瘦化剂5％、瘦煤37％、焦煤55％；粘结剂为质量占比40％的软化点135℃-145℃的煤液化残渣提纯沥青和质量占比40％的灰分小于1％、软化点80℃-90℃的油砂提纯沥青，以及质量占比20％的密度为0.7g/cm3的石油沥青的混合物，瘦化剂为质量占比15％的挥发分小于1.8％的冶金焦粉与质量占比75％的挥发分小于等于14％的贫煤，以及质量占比10％的磁铁矿粉的混合物。粘结剂粒度小于0.4mm，瘦化剂粒度小于0.4mm，瘦煤粒度小于0.8mm，焦煤粒度小于0.8mm。用型煤液压装置将配煤原料组合物制成型煤，型煤输送至热回收炼焦炉进行高温干馏，干馏温度为900℃，制得型焦。型焦热强度为76％。
实施例6
一种生产型焦的配煤原料组合物，包括粘结剂3％、瘦化剂5％、瘦煤37％、焦煤55％；粘结剂为质量占比40％的软化点135℃-155℃的煤沥青和质量占比40％的灰分小于1％、软化点80℃-90℃的油砂提纯沥青，以及质量占比20％的密度为0.8g/cm3的石油沥青的混合物，瘦化剂为质量占比10％的挥发分小于1.8％的铸造焦粉与质量占比75％的挥发分小于等于14％的贫煤，以及质量占比15％的磁铁矿粉的混合物。粘结剂粒度小于0.4mm，瘦化剂粒度小于0.4mm，瘦煤粒度小于0.8mm，焦煤粒度小于0.8mm。用型煤液压装置将配煤原料组合物制成型煤，型煤输送至热回收炼焦炉进行高温干馏，干馏温度为950℃，制得型焦。型焦热强度为74％。
实施例7
一种生产型焦的配煤原料组合物，包括粘结剂3％、瘦化剂3％、瘦煤35％、焦煤59％；粘结剂为软化点130℃-150℃的煤液化残渣提纯沥青，瘦化剂为挥发分小于1.8％的冶金焦粉。粘结剂粒度小于0.5mm，瘦化剂粒度小于0.5mm，瘦煤粒度小于1mm，焦煤粒度小于1mm。用型煤液压装置将配煤原料组合物制成型煤，型煤输送至热回收炼焦炉进行高温干馏制得型焦。型焦热强度为70％。
对比例1
一种生产型焦的配煤原料组合物，包括粘结剂3％、瘦化剂3％、瘦煤35％、焦煤59％；粘结剂为软化点120℃-125℃的煤液化残渣提纯沥青，瘦化剂为挥发分小于1.8％的冶金焦粉。粘结剂粒度小于0.5mm，瘦化剂粒度小于0.5mm，瘦煤粒度小于1mm，焦煤粒度小于1mm。用型煤液压装置将配煤原料组合物制成型煤，型煤输送至热回收炼焦炉进行高温干馏，干馏温度为900℃，制得型焦。型焦热强度为50％。

Claims (10)

1.一种生产型焦的配煤原料组合物，其特征在于：质量组成包括粘结剂3-6％、瘦化剂3-5％、瘦煤30-35％、焦煤54-62％；粘结剂包括软化点130℃-150℃的煤液化残渣提纯沥青和/或软化点135℃-155℃的煤沥青，瘦化剂包括冶金焦粉、铸造焦粉、半焦粉、无烟煤、石油焦和贫煤中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的配煤原料组合物，其特征在于：煤沥青的灰分小于1.5％，挥发分60％-70％，结焦值35-50％；煤液化残渣提纯沥青灰分小于0.2％。
3.根据权利要求1所述的配煤原料组合物，其特征在于:粘结剂为所述煤液化残渣提纯沥青与油砂提纯沥青的混合物，或者为所述煤沥青与油砂提纯沥青的混合物，其中，煤液化残渣提纯沥青或煤沥青与油砂提纯沥青的质量比为(3-4)：(2-3)。
4.根据权利要求3所述的配煤原料组合物，其特征在于:所述油砂提纯沥青的混合物灰分小于1％、软化点60℃-100℃。
5.根据权利要求1所述的配煤原料组合物，其特征在于:粘结剂为所述煤液化残渣提纯沥青与灰分小于1％、软化点60℃-100℃的油砂提纯沥青，和密度为0.7-0.8g/cm3的石油沥青的混合物，或者为所述煤沥青与灰分小于1％、软化点60℃-100℃的油砂提纯沥青，和密度为0.7-0.8g/cm3的石油沥青的混合物，煤液化残渣提纯沥青或煤沥青与油砂提纯沥青、石油沥青的质量比为(3-4)：(2-3)：(1-1.5)。
6.根据权利要求1所述的配煤原料组合物，其特征在于:瘦化剂为质量占比10-20％的挥发分小于1.8％的冶金焦粉、铸造焦粉或半焦粉，与质量占比80-90％的挥发分小于等于14％的贫煤的混合物。
7.根据权利要求1所述的配煤原料组合物，其特征在于:瘦化剂为质量占比10-20％的挥发分小于1.8％的冶金焦粉、铸造焦粉或半焦粉，与质量占比70-80％的挥发分小于等于14％的贫煤，和质量占比10-20％的磁铁矿粉的混合物。
8.采用权利要求1-7所述的配煤原料组合物制备型焦的工艺，其特征在于:瘦煤和焦煤的粒度小于1mm，粘结剂和瘦化剂的粒度小于0.5mm，用型煤液压装置将配煤原料组合物制成型煤，型煤输送至热回收炼焦炉进行干馏，制得型焦。
9.根据权利要求8所述的物制备型焦的工艺，其特征在于:所述瘦煤和焦煤的粒度小于0.8mm，所述粘结剂和瘦化剂的粒度小于0.4mm。
10.根据权利要求8所述的工艺制备得到的型焦，其特征在于:型焦热强度大于60％。
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