CN1113935A

CN1113935A - 焦炭的生产方法

Info

Publication number: CN1113935A
Application number: CN 94105725
Authority: CN
Inventors: 金石允
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-05-16
Filing date: 1994-05-16
Publication date: 1995-12-27

Abstract

一种生产焦炭的方法，包括：将原料煤加至预定高度并压实形成一煤层；在煤层上以一定间距生成裂纹；使煤层碳化以除去其中的挥发性组分；冷却煤层使其均匀裂开，由此可无需破碎和挑选步骤而得到所需要的大小、性能良好并且大小均匀的焦炭。

Description

一般地，本发明涉及一种焦炭的生产方法。特别地，本发明是通过使干馏焦炭以一定的间距进行开裂（cracks）而得到有理想的颗粒尺寸的性能良好的焦炭。

一般来说，焦炭是指一种可燃烧的碳物质材料，其是通过对铸造用焦炭（foundry coke）或粘结性煤（caking coal）进行干馏以除去其中的挥发性组分而得到的。其大多是分为高温焦炭和低温焦炭两组。对于前者，即在900～1100℃干馏得到的高温焦炭，是一种非常重要的工业燃料，如用于炼铁，各种合金，铸造，金属加工，生产煤气等，而另一种焦炭，即在500-700℃干馏得到的低温焦炭则用作普通的燃料。

在干馏生产焦炭的过程中，得到占煤重量5%（重量）的煤焦油副产物，煤焦油是由芳香烃、酸性酚、碱性杂环化合物、游离碳等组成的复杂的混合物。尽管随原煤的种类和干馏方法的不同，煤焦油中的组分有很大的不同，但它们都可以经精炼后用作溶剂、医药、染料等等。

已经知道根据抽提温度的不同，而可将煤焦油分成：含有苯、甲苯、二甲苯等组分的轻馏分煤焦油，其是在最高抽取温度为170℃时抽提出来的;含有

、酚、甲酚等组分的中馏分煤焦油，其是在170-230℃的温度范围内抽提出来的;含有

、甲酚、高级酚、

酚等组分的杂酚油（creosote）其是在230-270℃的温度范围内抽提出来的;含有

，菲等组分的蒽油，其是在270-400℃的温度范围内抽提出来的;以及蒸馏后的残余物沥青。

同时，经干馏得到的焦炭为多孔性的碳黑聚集体的形式，其随后要经破碎和挑选而得到最终的产品。尽管干馏温度和干馏条件对于最终产品的质量有一定的影响，但其质量主要还是由颗粒尺寸来决定的。换句话说，具有均一的颗粒尺寸的焦炭能够保持最佳的燃烧状态，并因而改善了热效率，例如，如果颗粒尺寸不均匀，则大尺寸的聚集体堵塞燃烧炉的进料口，因而使得进料受阻。更糟的是由于粉末状的碎煤封闭了焦炭之间的空间而阻止了氧的供应，因而使得粉煤中的细粉末成为降低热效率的主要因素。

如上所述，由常规的方法干馏得到的焦炭以碳黑聚集体的形式存在，其中的破裂是由于其冷却收缩而随机形成的。因此，正如已经指出的那样，常规的方法存在下述问题，即其还需要进行粉碎和筛选步骤。

由于在粉碎步骤中产生了大量的碎煤，而这些碎煤又必须被除掉而造成损失，因此使得总收率下降并因而增加了生产成本。

此外，经粉碎步骤后得到的焦炭还需要进行额外的筛选步骤以除去其中的粉煤，这又进一步使得收率下降，成本上升，生产能力下降。进一步地，由于筛选步骤中也产生粉煤，因此迫切希望改进整个生产焦炭的工艺。

因此，本发明的目的是为了克服现有技术中存在的问题，而提供一种新的生产焦炭的方法，该方法能够得到颗粒尺寸均匀的焦炭。

本申请的发明人经过大量和深入的研究，上述的目的可以用下述方案来实现：加入原煤并压实使其达到预定的高度而形成一煤层，并在煤层间以一定的间隔形成裂纹（crack marks），使该煤层碳化，以除去其中的挥发性组分，并冷却煤层以使得该煤层均匀地裂开，由此可不经破碎和筛选步骤而得到理想的，具有均匀的尺寸大小的焦炭。

本发明方法的区别性特征在于：该方法包括将原煤加入到焦炭炉中预定高度的加料步骤，将所加入的原煤压实以形成单一煤层的第一裂纹定位步骤（first marking step）;在所述的煤层中以一定的间距形成裂纹的第二裂纹定位步骤;顺序重复上述的步骤多次以形成叠层（laminated layers）的重复步骤;在预定的温度使其中所有的煤进行碳化的干馏步骤;以及将得到的煤放置在空气中使其自然冷却的冷却步骤。

本发明方法的区别性特征还在于：该方法包括将原煤加料至焦炭炉中至预定的高度的加料步骤;将所加入的原煤压实以形成单一的煤层的第一裂纹定位步骤;将上述步骤按顺序重复步骤;在所述的煤叠层中用冲孔装置（perforation equipment）以一定的间距形成裂纹的第二裂纹定位步骤;在预定的温度使其中所有的煤进行碳化的干馏步骤;以及将得到的煤放置在空气中使其自然冷却的冷却步骤。

本发明的上述目的和其他优点，通过对本发明的优选实施方案的详细描述中可以很明显地看出来。

加料步骤

在此步骤中，将原煤加入到一焦炭炉中至预定高度。由于所加入的原料煤的高度与最终的单位焦炭（unit cokes）的高度相对应，因此在考虑实施下一步骤时所采用的压力高低以及最终焦炭产品的尺寸大小的情况下，必须适当地升高或降低原料煤的高度。

第一裂纹定位步骤

在此步骤中，将加入到焦炭炉的原煤加压压实以形成原煤层。在该原煤层之上，再加入原煤，之后同样进行加压压实以形成另一原煤层。这些原煤层呈压实状态并且从外观上看去彼此间是紧密地接触的。但是，在结束随后的步骤，将其进行冷却时，两相互接触层从相互接触的区域分开成为上下两层。对于将所述的加料步骤和所述的第一裂纹定位步骤重复进行多次而形成的多层原煤层的情形下，也得到同样的结果。

第二裂纹定位步骤

所述的第一裂纹定位步骤是将压实的，相互接触的煤层分为上下部分，第二裂纹定位步骤则是根据最终产品的单位和焦炭的大小，将煤层分为左、右部分。建议第二裂纹定位步骤单独地应用于各压实煤层，或将多次进行加料和经第一裂纹定位步骤的叠起来的压实的煤层一起进行第二裂纹定位步骤。

当各压实煤层单独进行第二裂纹定位步骤时，需按顺序重复加料步骤，第一裂纹定位步骤和第二裂纹定位步骤。此时，一切割装置从左移至右，以一定间距垂直切割煤层。最终成为网状格子形状。

另一方面，当采用对所有叠层压实煤层进行第二裂纹定位步骤方法时，需要先多次重复加料和第一裂纹定位步骤，此时，由于总叠层已相当高，优选是使用垂直冲孔装置从左至右，以一定间距在叠层上打孔，使叠层上形成裂纹。

干馏步骤

完成上述步骤后，将得到的煤层在一定的温度下干馏足够长的时间，所采用温度及干馏时间取决于原料煤和焦炭的种类。因此，实际上干馏步骤并无特别特性。

冷却步骤

将经干馏后的干馏煤置于空气中，使其自然冷却到较易处理的室温，最终生成焦炭，因此，冷却步骤也无特别特性。

如上所述，冷却步骤进行时，由于温度下降，引起焦炭干裂，即焦炭温度由高到低的变化使其产生收缩。此时，沿着煤层间的接触线形成干裂，使焦炭水平分开，其中煤层是在第一裂纹定位步骤中经加压压实形成的。另外，这些分开的煤层又沿着第二裂纹定位步骤中的垂直切割线或垂直冲孔左右分开，最终成为网格形状。

当将冷却后的焦炭卸出时，用某种振动装置产生的振动很容易使开裂区域裂开，将焦炭聚集体分为无数的具有所需大小尺寸的立方体。因此，根据本发明可以得到大小均匀的焦炭，并避免了粉煤的生成。

如本文前面所述，根据本发明，经第一裂纹定位步骤和第二裂纹定位步骤后，焦炭在冷却过程中按一定间距裂开，因此，根据本发明，无需实施另外的粉碎和挑选步骤，就可以得到均匀、具有所需大小尺寸的焦炭。

因此，本发明有效地提高了产率，防止粉煤生成，降低了生产成本，改进了焦炭的性能，生产率最大并使其在价格上有竞争力。

在阅读前述内容后，本发明的其他特性、优点和实施方案对本领域的熟练技术人员来说是显而易见的。在这方面，本发明对典型实施方案进行了非常详细的描述，在不脱离本发明所述的思想及范围下可以有效地对这些实施方案进行变动和修正。

Claims

1、一种生产焦炭的方法，包括：

向炼焦炉中装入原料煤到预定高度的加料步骤；

将原料煤层压实形成一单个煤层的第一裂纹定位步骤；

在煤层上以一定间距形成裂纹的第二裂纹定位步骤；

顺序重复上述步骤多次以形成叠层的重复步骤；

在预定温度使全部原煤碳化的干馏步骤；以及

将得到的煤置于空气中使其自然冷却的冷却步骤。

2、根据权利要求1的方法，其中所述的第二裂纹定位步骤是用切割装置垂直切割每层原煤以产生裂纹。

3、一种生产焦炭炭的方法，包括：

向炼焦炉中装入原料煤到预定高度的加料步骤;

顺序重复上述步骤多次以形成重叠煤层的重复步骤;

用一冲孔装置在上述重叠煤层以一定间距产生裂纹的第二裂纹定位步骤;

在预定温度使全部原煤碳化的干馏步骤;以及

将得到的煤置于空气中使其自然冷却的冷却步骤。