CN111944545B

CN111944545B - 一种粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺

Info

Publication number: CN111944545B
Application number: CN202010716239.4A
Authority: CN
Inventors: 俎宇; 董传诚; 樊凤升; 张元斌; 朱广东; 朱广昂; 彭锴
Original assignee: Qingdao Huabiao New Material Technology Co
Current assignee: Zhitong Shanghai New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2020-07-23
Filing date: 2020-07-23
Publication date: 2021-04-23
Anticipated expiration: 2040-07-23
Also published as: CN111944545A

Abstract

本发明提供一种粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺，包括粉煤配煤、成型、干燥、干馏、熄焦过程；以质量份数比例计，所述粉煤包括具有粘接性的烟煤粉100份，无粘接性和/或弱粘接性的煤粉0‑300份和/或焦粉0‑300份；所述干燥过程，包括将粉煤成型所得型煤先在150℃以下温度条件进行初步干燥，使水份降至12%以下如7‑10%，再在150‑320℃温度条件进行深度干燥，使水份降低至2%以下。所述初步干燥、深度干燥的处理步骤，克服了干馏过程某些阶段成型料强度不够高的短板，降低了立式干馏炉中成型料的形变和掉粉量，使该工艺既可采用10m左右料层高度的立式干馏炉，也可采用15‑30m料层高度的立式干馏炉。

Description

一种粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺

技术领域

本发明属能源化工技术领域，涉及一种粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺。

背景技术

煤矿机械化开采、洗选过程中，会不可避免地产生大量粉煤；通过粉煤配煤、成型、干馏生产型焦，是粉煤合理利用的一个重要途径。所述型焦的含碳量和热值都较高，具有一定的外形尺寸、强度和热稳定性，便于储存、运输和使用，其生产成本和价格低于由块煤干馏生产的焦炭、兰炭，也具有较高的比电阻、固定碳含量、化学活性、高比表面积，以及较低的硫、磷、灰份、挥发份含量，在很多应用场合可替代焦炭、兰炭及某些优质煤，如用作金属、合金的冶炼还原剂、电石还原剂、黄磷还原剂、造气原料、高炉喷吹燃料、工业及民用洁净燃料等，在很多过程中性能优于焦炭。

目前，型焦的配煤，通常采用煤粉加如2-5%的淀粉，或如5-15%的焦油、煤液化残渣，后者使原料成本居高不下，同时大量粘结剂也不易获得和广泛应用。

以具有粘接性的烟煤粉、无粘接性和/或弱粘接性的煤粉如褐煤粉、无烟煤粉，作为型焦的配煤原料，在原料成本和可获得性方面具有优势，现已有研究和应用，经粉煤配煤、成型、150℃以下温度干燥、干馏生产型焦，但存在问题是干馏过程某些阶段成型料的强度不够高，仅限用于10m左右料层高度的立式干馏炉，因而单炉生产能力不大，较难超过10万吨/年，需要通过多孔干馏炉并排组合才能形成如100万吨/年以上的生产规模，因而干馏炉投资和运行费用都较高，且干馏炉的进出料、荒煤气收集和温度条件的过程控制较为复杂，使该工艺末获广泛应用。所述成型料若用于30m左右料层高度的立式干馏炉，则形变和掉粉量都较大，其中成型料形变主要造成料层气阻和料层下降的不一致性，提高了干馏炉的设计要求、投资费用、运行控制难度；较高的掉粉量除了降低型焦收率，主要是使荒煤气较难净化，提高了煤气净化过程的设计要求、投资费用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺，其通过在型煤150℃以下温度条件进行的初步干燥之后，增加在150-320℃温度条件进行深度干燥、使水份降低至2%以下的处理步骤，较大程度地克服了干馏过程某些阶段成型料强度不够高的短板和解决立式干馏炉中成型料的形变问题，显著降低了立式干馏炉中成型料的碎裂率、掉粉量和料层气阻，还使干馏炉中料层气阻、料层下降速率、成型料温度等干馏操作条件在各料层高度的不同水平位置较为一致，使该工艺既可采用10m左右料层高度的立式干馏炉，也可采用15-30m料层高度的立式干馏炉；其中15-30m料层高度的单台立式干馏炉即能形成如10-50万吨/年或更大的生产规模，该立式干馏炉设计要求、吨焦投资费用和运行费用都可显著降低，干馏炉的进出料、温度条件和荒煤气收集的过程控制也得以简化；所产焦油的甲苯不溶物和喹啉不溶物含量易达标；该工艺符合最新国家产业政策，有广泛应用的前景。

本发明的技术方案是：一种粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺，包括粉煤配煤、成型、干燥、干馏、熄焦过程；以质量份数比例计，所述粉煤包括具有粘接性的烟煤粉100份，无粘接性和/或弱粘接性的0-300份及无烟煤和/或焦粉0-300份；所述干燥过程，包括将粉煤配煤、成型所得型煤先在150℃以下温度条件进行初步干燥，使水分降至12%以下如7-10%，再在150-320℃温度条件进行深度干燥，使水分降低至2%以下，所述水分含量为质量百分数。

本发明的粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺中，所述烟煤粉包括焦煤粉、肥煤粉、1/3焦煤粉、气肥煤粉中的一种或多种；所述无粘接性和/或弱粘接性的煤粉包括褐煤粉、不粘煤、长烟煤、无烟煤粉、焦粉中的一种或多种；所述焦粉包括本发明工艺副产的焦粉，和/或其它煤焦化装置所产焦粉，和/或煤焦化以外生产装置副产的质量指标相近的焦粉或炭粉。

本发明的粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺中，所述焦粉包括俗称的半焦粉；所述型焦包括俗称的半焦。

配煤所用粉状原料，或配煤完成后成型前的粉料，其细度应为7目筛全通过即粉粒外形尺寸不超过2.80mm；其中烟煤粉的粉粒外形尺寸不超过0.85mm即20目筛全通过，最好不超过0.30mm即50目筛全通过，以便更好地分布在无粘接性和/或弱粘接性的煤粉和/或焦粉的粉粒之间，在干馏温度条件下和熔融焦化过程中起到粘结作用，以获得较高强度的型焦，立式干馏炉内成型料处理过程中的形变和掉粉量也较小。所述无粘接性和/或弱粘接性的煤粉与焦粉共用时所得型焦的强度较高，立式干馏炉内成型料处理过程中的形变和掉粉量也较小，主要原因是焦粉在干馏过程中挥发物较少、基本无形变，可起到骨架支撑作用；所述无粘接性和/或弱粘接性的煤粉与焦粉的质量份数比例在160-200份：20-40份时较好。

采用褐煤粉原料时，优选其腐殖酸质量含量8-50%，可在褐煤粉的单独球磨中加烧碱或纯碱溶液，或在配煤含水球磨过程中加烧碱或纯碱，烧碱或纯碱的添加量为褐煤粉质量的0.2-0.5%，可起到显著的粘结作用，发现放置3-6h后即可使型煤在320℃以下温度深度干燥过程中的强度提高30%以上，可使干馏后型焦的强度提高20%以上，并显著降低型煤在立式干馏炉加工过程中的粉化率，所述放置时间包括湿磨时间、磨后粉料放置时间、成型后成型料表层末显著失水的时间；进一步提高褐煤粉湿料、含褐煤粉混合湿料中所述碱的加入量并不能显著提高所述的型煤强度、型焦强度和降低所述粉化率。认为碱性条件下褐煤粉所含腐殖酸的部分活化和溶出，是加碱能起到所述作用的主要原因。

褐煤所含腐殖酸的平均分子量一般为5000左右，在纯水或自来水中基本不会活化和溶出，在碱性条件下的活化程度和溶出量，随褐煤粉细度提高或粒径变小、放置时间的延长而增大。但与由褐煤粉加高浓度如10%以上浓度的碱溶液浸泡、放置、固液分离，将腐殖酸真正溶出到碱液中、再从碱液中大量分离腐殖酸的生产方法不同，本发明所述在低碱添加量、少量低浓度碱液条件下褐煤粉所含腐殖酸，可能主要是发生了活化，其分子链的亲水段或多亲水基团部分进入了碱液中，而憎水段或多亲油基团部分仍留在褐煤粉中或与褐煤粉紧密结合，即较少是完全进入碱液中的溶出。所述腐殖酸分子链的亲水段或多亲水基团部分进入了碱液中、而憎水段或多亲油基团部分仍留在褐煤粉中或与褐煤粉紧密结合的这种活化，其对提高型煤强度、型焦强度和降低所述粉化率的粘结效果，高于在混合煤粉中加入同等量的腐殖酸钠，是易于理解的，因为单独加入的腐殖酸钠，其分子链大多通过憎水段或多亲油基团部分形成自团聚，不易实现与褐煤粉的紧密结合，因而添加量较少时所发挥的粘结作用有限。

所述粉煤配煤过程中，可加入淀粉、纤维素、腐殖酸、腐殖酸与烧碱或纯碱的反应产物中的一种或多种0.5-5份作为粘结剂、润滑剂；该法适于在采用腐殖酸含量较低的褐煤粉和/或长烟煤、无烟煤粉、焦粉原料时添加，以使配煤混合料更易成型，及成型料在立式干馏炉处理过程中具有更高的强度和较低的掉粉率。

所述配煤完成后成型前粉料的含水量，一般为15-25%，根据原料粉的粗细及含水情况、配煤过程中球磨后的混合料细度情况及成型方式而定。粉煤配煤、成型所得型煤的含水量，一般也是15-25%。

本发明的粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺，其深度干燥过程、干馏过程、熄焦过程，优选在内热式气流热载体立式干馏炉进行；所述立式干馏炉自上而下依次是进料仓、深度干燥段、干馏段、熄焦段、出料仓，型煤在干馏炉中自上而下连续移动；所述干馏过程的温度上限为500-1050℃；和/或所述熄焦过程采用干熄焦法，采用干馏段上部所产荒煤气净化、降温所得净化冷煤气流的一部分作为冷却介质。该干熄焦方式合理利用了高温型焦所含显热，不消耗常规的湿法熄焦所需的大量含水资源及相关处理投资及运行费用和/或所造成的环境污染。

所述干馏段、熄焦段料层中的气流方向都是自下而上；其中干馏段的热载体气流在干馏段料层底部的温度500-1050℃，由设置在干馏炉外的干馏热气流燃烧机产生并输送至干馏段料层底部的热气流，与干熄焦过程所用净化冷煤气自熄焦段料层底部上升至干馏段料层底部的热气流混合而成；干馏段料层之上或上部产生的200-450℃荒煤气收集、排出干馏炉。

所述深度干燥段料层中的气流方向，是自深度干燥段料层之下或底部向上，所用热载体气流由设置在干馏炉外的深度干燥热气流燃烧机产生，温度200-320℃，输送至深度干燥段料层的底部，并与所述干馏段料层之上或上部产生的要收集、排出炉外的200-450℃荒煤气流基本互不干扰或不串流。所述深度干燥热气流可少量向下串入荒煤气，但串流量低于荒煤气流量的5%，通过分别控制深度干燥段料层之上、之下的压差，和深度干燥段料层之下与干馏段之上或上部的压差实现。

立式干馏炉中，所述干熄焦过程所用净化冷煤气在熄焦段料层底部的分布、干馏热气流燃烧机产生的热气流在干馏段料层底部的分布、深度干燥热气流在深度干燥段料层底部的分布，都可通过深入料层中的气流管路和多个气流支管、多个分气口进入料层。干馏段料层上部设置多个集气罩，将荒煤气流收集并经管路汇总至干馏炉外进行分离、净化处理，得到焦油和净化冷煤气流。所述深度干燥段料层、干馏段、熄焦段各部位间的压差通过相应设置的各进气、出气口间的压差实现。

所述干馏段上部收集排出的荒煤气流，温度200-450℃，可依次经除尘、除油、冷却、电捕除油雾、脱硫，得到焦油和净化冷煤气流；净化冷煤气流经风机加压，分送至熄焦段料层底部作为冷却介质、给深度干燥热气流燃烧机和干馏热气流燃烧机作为燃料气，其余净化冷煤气外送。所述荒煤气的除尘、降温、除油采用焦油洗涤和空气冷却的方式，同时分离回收焦油；空气冷却之后可进行循环水冷却；空气冷却、循环水冷却之后，可根据需要，进行电捕除油雾、脱硫，脱硫方法一般为碱-PDS湿法脱硫工艺，可将煤气中的H₂S处理到40mg/Nm³以下、20mg/Nm³以下，甚至10mg/Nm³以下。所述碱-PDS湿法脱硫工艺中的碱，包括烧碱、纯碱，以及煤气中所含氨。

立式干馏炉的上部进料、下部出料都可采用两级密封加中间料仓的密闭连续进料、出料方式。上部进料仓的成型料先由型煤经150℃以下温度进行了所述初步干燥；下部出料为由净化冷煤气流逆流降温的熄焦段底部料层，温度可以是30-80℃。

所述深度干燥热气流燃烧机、干馏热气流燃烧机，皆以适量净化冷煤气流配空气燃烧作为热源，前者配入深度干燥段的如80-120℃适量排气，出口气流控制O₂≤0.5v%。干馏热气流燃烧机采用较大过量的净化冷煤气流量，所产500-1050℃气流仍为强还原性的煤气流。

本发明的粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺，各步骤间发挥了协同组合作用，主要优点和效果包括以下方面。

1. 所述在150-320℃温度条件进行、使水份降低至2%以下的深度干燥，降低了干馏段成型料的升温能耗和提高了干馏均匀性。因深度干燥期间的成型料升温和烘除水分所需的能耗，和深度干燥后成型料干馏过程升温、气化、焦化所需的能耗相比，也较大而不是很小；所以经深度干燥段的升温和脱水后，成型料进入干馏段再继续通过热煤气流逆流换热升温，所需热煤气的流量较低，对热煤气流在料层水平截面不同位置流量均匀性的要求也显著降低；因而干馏段成型料能够快速升温。成型料升温所需逆流热煤气的流量无需很大且受料层水平截面不同位置热煤气流量不均匀性的影响较小，深度干燥段和干馏段的分段控制也易安排。所述干馏过程还可获得较好的焦化一致性，降低了对混料均匀性的要求，从而降低了粘结性煤粉的添加量、细度粒度要求和原料成本。

2.在克服干馏过程某些阶段成型料强度不够高的短板、解决立式干馏炉中成型料的形变问题方面，所述深度干燥起到了关键作用，显著降低了立式干馏炉中成型料的碎裂率、掉粉量和料层气阻，还使干馏炉中料层气阻、料层下降速率、成型料温度等干馏操作条件在各料层高度的不同水平位置较为一致，使该工艺既可采用10m左右料层高度的立式干馏炉，也可采用15-30m料层高度的立式干馏炉；其中，立式干馏炉中成型料的相互挤压力，自上而下随成型料的重力积累而增大，尤其是15-30m料层高度的立式干馏炉中成型料的相互挤压力显著高于10m左右料层高度立式干馏炉中的情况。

3.立式干馏炉设计要求、吨焦投资费用和运行费用都可显著降低，干馏炉的进出料、温度条件和荒煤气收集的过程控制也可简化。

4.所得型焦产品的强度较高，一致性较好，碎裂率较低，焦粉产率较低；煤气产量降低，焦油收率提高，收益提高；所产焦油的甲苯不溶物和喹啉不溶物含量易达标，扩大了焦油产品的应用范围。

本发明的粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺，可利用粉煤资源生产出符合电石、黄磷、铁合金、造气和喷吹煤炼铁等行业质量要求的型焦，是一种粉煤分质分级利用的可行技术。

本发明中，所述焦煤(JM)，是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭，其耐磨性也好。但单独炼焦时，产生的膨胀压力大，使推焦困难。

肥煤(FM)，是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性好、强度较高的焦炭，其耐磨性有的也较焦煤焦炭为优。缺点是单独炼出的焦炭，横裂纹较多，焦根部分常有蜂焦。

1/3焦煤(1/3JM)，是新煤种，它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤，又是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤。单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭。

气肥煤(QF)，是一种挥发分和胶质层都很高的强粘结性肥煤类，有的称为液肥煤。炼焦性能介于肥煤和气煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品。

不粘煤(BN)，是一种在成煤初期已经受到相当氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。加热时，基本上不产生胶质体。煤的水分大，有的还含有一定的次生腐植酸，含氧量较多，有的高达10%以上。

长焰煤(CY)，是变质程度最低的一种烟煤，从无粘结性到弱粘结性的都有。其中最年轻的还含有一定数量的腐植酸。贮存时易风化碎裂。煤化度较高的年老煤，加热时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时也能结成细小的长条形焦炭，但强度极差，粉焦率很高。

褐煤(HM)，分为透光率Pm＜30%的年轻褐煤和Pm＞30-50%的年老褐煤两小类。褐煤的特点为:含水分大，密度较小，无粘结性，并含有不同数量的腐植酸，煤中氧含量高。常达15-30%左右。化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重。存放空气中易风化变质、破碎成效块甚至粉末状。发热量低，煤灰熔点也低，其灰中含有较多的CaO，而有较少的Al₂O₃。

附图说明

附图1为本发明实施例的型煤干馏工艺系统流程示意图。

图例：1立式干馏炉，2进料仓，3深度干燥段，4干馏段，5熄焦段，6出料仓，7深度干燥热气流燃烧机，8干馏热气流燃烧机，9油洗塔，10空冷器，11水冷器，12电捕焦油器，13脱硫塔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案进行具体描述和说明，但不构成对本发明的限制。

实施例1

在一套型焦生产装置，以表1所列三种煤粉原料，按肥煤粉30%+神木粉煤60%+无烟煤粉10%的质量比例，经混料机混合均匀，进行配煤，再加适量水润湿、混匀，至总的水分质量含量16%左右；混合煤粉送至成型机压制成球形型煤，成型压力18MPa；其中肥煤粉为强粘结性的烟煤粉，神木粉煤、无烟煤粉都不具粘结性，神木粉煤属于长焰煤。所述型煤先在带式干燥机和130℃进行初步干燥，再在如附图1所示的干馏工艺系统进行深度干燥、干馏、熄焦，制备型焦，并副产煤气、焦油。

附图1所示的干馏工艺系统，主体装置为内热式气流热载体立式干馏炉；立式干馏炉自上而下依次是进料仓、深度干燥段、干馏段、熄焦段、出料仓，型煤在干馏炉中自上而下连续移动，其中深度干燥段、干馏段、熄焦段的成型料装料总高度为10m；其干馏段温度上限为900℃；熄焦段采用干熄焦法，采用干馏段上部所产荒煤气净化、降温所得净化冷煤气流的一部分作为冷却介质，送至熄焦段料层底部并向上流动。

所述干馏段、熄焦段料层中的气流方向都是自下而上；其中干馏段的热载体气流，由设置在干馏炉外的干馏热气流燃烧机产生并输送至干馏段料层底部的900℃热气流，与干熄焦过程所用净化冷煤气自熄焦段料层底部上升至干馏段料层底部的热气流混合而成；干馏段料层上部产生的280-300℃（平均值290℃）荒煤气收集、排出干馏炉。

所述深度干燥段料层中的气流方向，是自深度干燥段料层之下或底部向上，所用热载体气流由设置在干馏炉外的深度干燥热气流燃烧机产生，温度280℃，输送至深度干燥段料层的底部，并与所述干馏段料层上部产生的要收集、排出炉外的280-300℃荒煤气流基本互不干扰或不串流。所述深度干燥热气流可少量向下串入荒煤气，但串流量低于荒煤气流量的5%，通过分别控制深度干燥段料层之上、下部的压差，和深度干燥段料层下部与干馏段上部的压差实现，所述串流量可通过荒煤气流的含氧量判断。

立式干馏炉中，所述干熄焦过程所用净化冷煤气在熄焦段料层底部的分布、干馏热气流燃烧机产生的热气流在干馏段料层底部的分布、深度干燥热气流在深度干燥段料层底部的分布，都通过深入料层中的气流管路和多个气流支管、多个分气口进入料层。干馏段料层上部设置多个集气罩，将荒煤气流收集并经管路汇总至干馏炉外进行分离、净化处理，得到焦油和净化冷煤气流。所述深度干燥段料层、干馏段、熄焦段各部位间的压差通过相应设置的各进气、出气口间的压差实现。

所述干馏段上部收集排出的荒煤气流，温度280-300℃，依次经油洗塔、空冷器、水冷器、电捕焦油器、脱硫塔，进行除尘除油、冷却、电捕除油雾、氨-PDS湿法脱硫，得到焦油和净化冷煤气流；净化冷煤气流经风机加压，分送至熄焦段料层底部作为冷却介质、给深度干燥热气流燃烧机和干馏热气流燃烧机作为燃料气，其余净化冷煤气外送。

立式干馏炉的上部进料、下部出料都采用两级密封加中间料仓的密闭连续进料、出料方式。

所述深度干燥热气流燃烧机、干馏热气流燃烧机，皆以适量净化冷煤气流配空气燃烧作为热源。深度干燥热气流燃烧机配入深度干燥段的100-120℃适量排气，出口热气流控制O₂≤0.5v%。干馏热气流燃烧机采用较大过量的净化冷煤气流量，所产900℃气流仍为强还原性的煤气流。

型焦生产装置按所述条件连续生产65天，平均产能为型焦13t/h，净化冷煤气外送量9200m³/h，焦油产量0.6 t/h，焦粉产量1.2t/h。从干馏装置的整体运行情况中发现：型焦质量较好，干馏均匀性、焦化一致性较好，型焦的形变、碎裂率、掉粉量和料层气阻都较低。型煤、型焦的典型物化指标情况如表2所列。

表1 三种原料煤粉的典型物化指标情况

。

表2型煤、型焦的典型物化指标情况

。

表1、2及之后的表3、4中，全水、灰分、挥发分、固定碳、全硫的单位为质量百分数；热值的单位为kCal/kg；粒度分布的单位为质量百分数。型焦产品的典型物化指标情况还包括：Al₂O₃1.7%，P 0.021%，S 0.24%，电阻率1.8mΩ* m；净化冷煤气的典型体积组成（干基）情况包括：CO12.1%，H₂28.3%，CH₄8.2%，CO₂6.2%，O₂0.2%，H₂S15mg/Nm³，C_nH_m（非甲烷烃）0.9%，N₂余量；焦油产品的典型物化指标情况包括：密度1.01g/ml，水分1.5%，甲苯不溶物0.8%，喹啉不溶物0.9%，灰分0.12%，粘度E80 2.7%，机械杂质0.41%，残炭7.5%。

对比例1

在实施例1型焦生产装置，其余条件不变，将深度干燥热气流燃烧机的出口气温度降为140℃，即省去了深度干燥段的作用，但将干馏热气流燃烧机所产并输送至干馏段料层底部的900℃热气流气流量适当提高，以维持干馏段料层上部所产荒煤气的280-300℃和平均值290℃不变，连续生产3天的结果主要包括：型焦的形变、碎裂率、掉粉量和干馏段料层气阻显著增大，干馏均匀性、焦化一致性显著降低，焦油产品的水分、甲苯不溶物、喹啉不溶物、机械杂质指标情况变差，各相对原指标数据提高30-50%。

实施例1、对比例1的生产效果，可说明所述深度干燥过程，对降低成型料在干馏段升温、恒温过程中的形变、碎裂率、掉粉量和升温能耗作用显著，提高了干馏均匀性、焦化一致性，从而降低了对混料均匀性的要求，从而降低了粘结性煤粉的添加量、细度粒度要求和原料成本。

实施例2

在实施例1的型焦生产装置，其余条件不变，区别在于配煤过程采用了本装置副产的少量焦粉，具体质量配比为肥煤粉30%+神木粉煤50%+焦粉10%+无烟煤粉10%。

型焦生产装置按所述条件连续生产5天，平均产能为型焦13t/h，发现型焦质量较好，干馏均匀性、焦化一致性较好，型焦的形变、碎裂率、掉粉量和料层气阻都较低。

实施例3

在实施例1的型焦生产装置，其余条件不变，区别在于配煤中用褐煤粉替换神木粉煤，具体质量配比为肥煤粉30%+褐煤粉60%+无烟煤粉10%，干馏热气流燃烧机产生并输送至干馏段料层底部的热气流温度降为700℃。所用褐煤粉的典型物化指标表3所列。

表3 褐煤粉的典型物化指标

。

按所述条件连续生产20天，平均产能为型焦12t/h，发现型焦质量较好，干馏均匀性、焦化一致性较好，型焦的形变、碎裂率、掉粉量和料层气阻都较低。

实施例4

在实施例1的型焦生产装置，基本按实施例3的条件操作，区别在于配煤过程所加润湿水中溶解有纯碱，纯碱含量为所用褐煤质量的0.2%，且混合煤粉在送至成型机压制成球形型煤之前先保湿存放4h。

按所述条件连续生产10天，平均产能为型焦12t/h，发现型焦质量较好，干馏均匀性、焦化一致性较好，型焦的形变、碎裂率、掉粉量和料层气阻都较低。并发现配煤时添加纯碱和保湿存放再压制成型，可使深度干燥后的强度提高35%左右，使干馏所得型焦的强度提高28%左右，型煤在立式干馏炉加工过程中的粉化率降低30%左右。

对比例2

在实施例1的型焦生产装置，基本按实施例3的条件操作，区别在于将深度干燥热气流燃烧机的出口气温度降为140℃，即省去了深度干燥段的作用，但将干馏热气流燃烧机所产并输送至干馏段料层底部的700℃热气流气流量适当提高，以维持干馏段料层上部所产荒煤气的280-300℃和平均值290℃不变，连续生产2天的结果主要包括：型焦的形变、碎裂率、掉粉量和干馏段料层气阻显著增大，干馏均匀性、焦化一致性显著降低，焦油产品的水分、甲苯不溶物、喹啉不溶物、机械杂质指标情况变差，各相对原指标数据提高20-30%。

实施例3、对比例2的生产效果，也可说明所述深度干燥过程，对降低成型料在干馏段升温、恒温过程中的形变、碎裂率、掉粉量和升温能耗作用显著，提高了干馏均匀性、焦化一致性，从而降低了对混料均匀性的要求，从而降低了粘结性煤粉的添加量、细度粒度要求和原料成本。

实施例5

在另一套型焦生产装置，基本采用实施例1的生产工艺和煤粉配煤，区别在于立式干馏炉的高度、加工量都大一些，其结构和操作条件与实施例1的基本一致，深度干燥段、干馏段、熄焦段的成型料装料总高度为21m。

本型焦生产装置按所述条件连续生产38天，平均产能为型焦25t/h，所得型焦质量较好，干馏均匀性、焦化一致性较好，型焦的形变、碎裂率、掉粉量和料层气阻都较低。型煤、型焦的典型物化指标情况整体上略优于表2所列数据。

实施例6

在实施例1的型焦生产装置，其余条件不变，区别在于配煤所用煤粉品种的不同如表4所列，以及干馏段温度上限为800℃，即热气流干馏热气流燃烧机所产并输送至干馏段料层底部热气流的温度为800℃。所用新疆沫煤属于不粘煤。

按所述条件连续生产32天，平均产能为型焦13t/h，净化冷煤气外送量9300m³/h，焦油产量0.55t/h，焦粉产量1.1t/h；所得型焦质量较好，干馏均匀性、焦化一致性较好，型焦的形变、碎裂率、掉粉量和料层气阻都较低。型煤、型焦的典型物化指标情况如表5所列。

表4 三种原料煤粉的典型物化指标情况

。

表5型煤、型焦的典型物化指标情况

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型焦产品的典型物化指标情况还包括：Al₂O₃1.5%，P 0.025%，S 0.74%，电阻率1.6mΩ*m；净化冷煤气的典型体积组成（干基）情况包括：CO 11.8%，H₂ 27.5%，CH₄ 8.0%，CO₂6.3%，O₂0.3%，H₂S 11mg/Nm³，C_nH_m（非甲烷烃）1.0%，N₂余量；焦油产品的典型物化指标情况包括：密度1.05g/ml，水分1.8%，甲苯不溶物1.5%，喹啉不溶物0.8%，灰分0.15%，粘度E802.5%，机械杂质0.45%，残炭7.1%。

对比例3

在实施例1的型焦生产装置，基本按实施例6的条件操作，区别在于将深度干燥热气流燃烧机的出口气温度降为140℃，即省去了深度干燥段的作用，但将干馏热气流燃烧机所产并输送至干馏段料层底部的800℃热气流气流量适当提高，以维持干馏段料层上部所产荒煤气的280-300℃和平均值290℃不变，连续生产2天的结果主要包括：型焦的形变、碎裂率、掉粉量和干馏段料层气阻显著增大，干馏均匀性、焦化一致性显著降低，焦油产品的水分、甲苯不溶物、喹啉不溶物、机械杂质指标情况变差，各相对原指标数据提高20-30%。

实施例6、对比例3的生产效果，也可说明所述深度干燥过程，对降低成型料在干馏段升温、恒温过程中的形变、碎裂率、掉粉量和升温能耗作用显著，提高了干馏均匀性、焦化一致性，从而降低了对混料均匀性的要求，从而降低了粘结性煤粉的添加量、细度粒度要求和原料成本。

Claims

1.一种粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺，包括粉煤配煤、成型、干燥、干馏、熄焦过程；以质量份数比例计，所述粉煤包括具有粘接性的烟煤粉100份，无粘接性或弱粘接性的煤粉160-200份，焦粉20-40份；所述干燥过程，包括将粉煤配煤、成型所得型煤先在150℃以下温度条件进行初步干燥，使水分降至12%以下，再在150-320℃温度条件进行深度干燥，使水分降低至2%以下，所述水分含量为质量百分数；

所述烟煤粉包括焦煤粉、肥煤粉、1/3焦煤粉、气肥煤粉中的一种或多种；所述无粘接性或弱粘接性的煤粉包括长焰煤粉、不粘煤粉、褐煤粉、无烟煤粉中的一种或多种；所述焦粉包括本工艺副产的焦粉，和/或其它煤焦化装置所产焦粉，和/或煤焦化以外生产装置副产的焦粉；

配煤所用粉状原料，或配煤完成后成型前的粉料，其粉粒外形尺寸不超过2.80mm；其中烟煤粉的粉粒外形尺寸不超过0.85mm；

所述深度干燥过程、干馏过程、熄焦过程在内热式气流热载体立式干馏炉中进行；所述立式干馏炉自上而下依次是进料仓、深度干燥段、干馏段、熄焦段、出料仓，型煤在干馏炉中自上而下连续移动；所述干馏过程的温度为500-1050℃；所述熄焦过程采用干熄焦法，采用干馏段上部所产荒煤气净化、降温所得净化冷煤气流量的20-50%作为冷却介质；

所述干馏段、熄焦段料层中的气流方向都是自下而上；其中干馏段的热载体气流在干馏段料层底部的温度500-1050℃，由设置在干馏炉外的干馏热气流燃烧机产生并输送至干馏段料层底部的热气流，与干熄焦过程所用净化冷煤气流自熄焦段料层底部上升至干馏段料层底部的热气流混合而成；干馏段料层之上或上部产生的200-450℃荒煤气流收集、排出干馏炉；所述深度干燥段料层中的气流方向，是自深度干燥段料层之下或底部向上，所用热载体气流由设置在干馏炉外的深度干燥热气流燃烧机产生，温度200-320℃，输送至深度干燥段料层的底部，并与所述干馏段料层之上或上部产生的荒煤气流基本互不干扰；干燥热气流向下串入荒煤气的串流量低于荒煤气流量的5%，通过分别控制深度干燥段料层之上、之下的压差和深度干燥段料层之下与干馏段之上或上部的压差实现；所述深度干燥段料层、干馏段各部位间的压差通过控制相应设置的各进气、出气口间的压差实现；

所述干熄焦过程所用净化冷煤气在熄焦段料层底部的分布、干馏热气流燃烧机产生的热气流在干馏段料层底部的分布、深度干燥热气流在深度干燥段料层底部的分布，都通过深入料层中的气流管路和多个气流支管、多个分气口进入料层；干馏段料层上部设置多个集气罩，将荒煤气流收集并经管路汇总至干馏炉外。

2.如权利要求1所述的粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺，其特征在于，配煤所用粉状原料，或配煤完成后成型前的粉料，其中烟煤粉的粉粒外形尺寸不超过0.30mm。

3.如权利要求1所述的粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺，其特征在于，所述褐煤粉的腐殖酸质量含量8-50%，配煤球磨过程中加烧碱或纯碱，烧碱或纯碱的添加量为褐煤粉质量的0.2-0.5%。

4.如权利要求1所述的粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺，其特征在于，所述粉煤配煤过程中加入淀粉、纤维素、腐殖酸、腐殖酸与烧碱或纯碱的反应产物中的一种或多种0.5-5份。

5.如权利要求1所述的粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺，其特征在于，干馏段上部所产荒煤气依次经除尘、除油、冷却、电捕除雾、脱硫，得到焦油和净化冷煤气流；净化冷煤气流经风机加压，分送至熄焦段料层底部作为冷却介质、至深度干燥热气流燃烧机和干馏热气流燃烧机作为燃料气，其余净化冷煤气外送。

6.如权利要求5所述的粉煤成型干燥干馏一体化制型焦工艺，其特征在于，立式干馏炉的上部进料、下部出料都采用两级密封加中间仓的密闭连续进料、出料方式；和/或所述荒煤气的处理方式包括焦油洗涤和空气冷却，以及水冷、电捕除油雾、碱-PDS湿法脱硫。