CN112646626A - 型焦及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及煤化工领域，公开了型焦及其制备方法和应用，该方法包括：(1)将焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉的混合物进行压制得到型煤；(2)将所述型煤进行加热成焦，以得到型焦；其中，所述焦煤、所述瘦煤、所述肥煤、所述沥青和所述焦粉的重量比为100：7‑21：14‑21：8.5‑14：1.5‑7。通过焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉的协同作用，在将混合物经过压制成型和加热成焦后得到的型焦具有较好的热强度和较大的块度，使型焦具有广阔的应用前景。

Description

型焦及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及煤化工领域，具体涉及型焦及其制备方法和应用。
背景技术
传统“型焦”是使用无烟煤、贫煤、焦粉或半焦等低挥发分原料与粘结剂压制成型煤，混合煤料基本没有粘结能力，型煤块是借助粘结剂靠外力压聚在一起的，炭化时温度在600℃左右，炭化后的型焦冷强度较好。
传统“型焦”热强度很低，约反应后热强度CSR35％左右或基本没有热强度。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的型焦热强度低的技术问题，提供型焦及其制备方法和应用。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种制备型焦的方法，该方法包括：
(1)将焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉的混合物进行压制得到型煤；
(2)将所述型煤进行加热成焦，以得到型焦；
其中，所述焦煤、所述瘦煤、所述肥煤、所述沥青和所述焦粉的重量比为100：7-21：14-21：8.5-14：1.5-7。
本发明第二方面提供一种采用上述方法制得的型焦。
本发明第三方面提供上述型焦在铸造焦、岩绵焦和冶金焦中的应用。
本发明提供的制备型焦的方法，该方法使用焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉的混合物作为原料，通过焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉的协同作用，在将混合物经过压制成型和加热成焦后得到的型焦具有较好的热强度和较大的块度，使型焦具有广阔的应用前景。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种制备型焦的方法，该方法包括：
(1)将焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉的混合物进行压制得到型煤；
(2)将所述型煤进行加热成焦，以得到型焦。
其中，所述焦煤、所述瘦煤、所述肥煤、所述沥青和所述焦粉的重量比优选为100：7-21：14-21：8.5-14：1.5-7。
在本发明的一些实施方式中，所述焦煤、所述瘦煤、所述肥煤、所述沥青和所述焦粉的重量比进一步优选为100：10-15：8-16：9-12：2-5。
在本发明的一些实施方式中，为提升型焦的成焦块度，优选地，所述焦煤的粘结指数优选为65-80，胶质层最大厚度优选为5-15mm。另外，焦煤的灰分、挥发分以及硫分的也影响型焦的热强度，其中，焦煤的灰分含量为7-9wt％，挥发分含量为15-17wt％，硫含量为0.4-0.5wt％。
在本发明的一些实施方式中，为提升型焦的成焦块度和热强度，优选地，所述肥煤的粘结指数优选为85-95，胶质层最大厚度优选为10-25mm。另外，肥煤的灰分、挥发分以及硫分的也影响型焦的热强度，其中，肥煤的灰分含量为7-9wt％，挥发分含量为20-25wt％，硫含量为0.5-0.8wt％。
在本发明的一些实施方式中，为提升型焦的成焦块度和热强度，优选地，所述瘦煤的粘结指数优选为50-65，胶质层最大厚度优选为1-5mm。另外，瘦煤的灰分、挥发分以及硫分的也影响型焦的热强度，其中，瘦煤的灰分含量为7-9wt％，挥发分含量为18-20wt％，硫含量为0.55-0.85wt％。
在本发明的一些实施方式中，为提升型焦的成焦块度，优选地，所述沥青的灰分＜0.5wt％，挥发分为45-60wt％，硫分＜0.8wt％，软化点为100-110℃，结焦值为50-60wt％。
在本发明的一些实施方式中，对所述焦粉的种类不做限定，但为提升型焦的冷热强度，并降低型焦裂纹的产生率，增加型焦块度。所述焦粉优选为铸造焦粉和/或冶金焦粉。更优选地，所述焦粉的灰分＜15wt％，挥发分＜2wt％，硫分＜1wt％。
在本发明的一些实施方式中，型煤密度过低，则炼焦过程中易产生裂纹，大块焦产率低，型煤密度过高，则影响成焦速度，导致成焦时间延长，成本升高，为此，在步骤(1)中，所述型煤的密度优选为1.2-1.5g/cm3，更优选为1.2-1.3g/cm3。本发明中，对型煤的形状不做限定，例如可以为长度为495-505mm，宽度为380-390mm，高度为430-440mm的煤块，单块重量为101-105kg。
在本发明的一些实施方式中，在步骤(2)中，所述加热成焦的温度优选为950-1100℃。所述加热成焦的时间优选为170-180h。具体地，所述加热成焦在加热成焦设备中进行，其中，所述加热成焦设备的拱顶温度为950-1000℃，所述加热成焦设备的四联火道的温度为1000-1100℃。
本发明第二方面提供一种采用上述方法制得的型焦。
在本发明的一些实施方式中，所述型焦的性能指标优选为：M40,炭≥93.8wt％；M10，炭≤6wt％；CRI炭≤20wt％；CSR型≥65wt％；块度≥120mm的型焦占比为25-30wt％；块度≥80mm的型焦占比为65-70wt％。
本发明第三方面提供上述型焦在铸造焦、岩绵焦和冶金焦中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。实施例和对比例中，原料中焦煤、肥煤和瘦煤的性质参数如表1所示。
表1
Figure BDA0002826040180000041
Figure BDA0002826040180000051
实施例和对比例中，原料中沥青和焦粉的性质参数如表2所示。
表2
Figure BDA0002826040180000052
Figure BDA0002826040180000061
实施例1
本实施例中制备型焦的原料中焦煤、肥煤和瘦煤的性质参数如表1所示，沥青和焦粉的性质参数如表2所示，所述型焦的制备方法如下：
(1)配煤
将焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉按照重量比为100：13：12：10：3.5混合均匀。
(2)煤块压制成型
将步骤(1)中混合好的煤料用型压机，将煤料压制成为500×385×435mm的煤块，单块重量104.6kg，密度1.25g/cm3。
(3)码垛
将步骤(2)压制成型的煤块以3块一层码为3层共9块后，使用预先加工好的木工板上、下夹紧并使用打包带进行打包。
(4)装炉
使用吊运设备将步骤(3)码垛、打包好的煤块吊至托煤板上并排列整齐，装入焦炉。
(5)加热
焦炉中拱顶的温度为970℃，四联火道的温度为1050℃，装煤量为64吨，成焦175h后，得到型焦。
实施例2
按照实施例1的方法进行型焦的制备，所不同的是，原料中焦煤、肥煤和瘦煤的性质参数如表1所示，沥青和焦粉的性质参数如表2所示。
实施例3
按照实施例1的方法进行型焦的制备，所不同的是，原料中焦煤、肥煤和瘦煤的性质参数如表1所示，沥青和焦粉的性质参数如表2所示。
实施例4
按照实施例1的方法进行型焦的制备，所不同的是，步骤(1)中焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉的重量比为100：10：8：9：2。
实施例5
按照实施例1的方法进行型焦的制备，所不同的是，步骤(1)中焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉的重量比为100：1：16：12：5。
实施例6
按照实施例1的方法进行型焦的制备，所不同的是，步骤(1)中焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉的重量比为100：7：14：8.5：1.5。
实施例7
按照实施例1的方法进行型焦的制备，所不同的是，步骤(1)中焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉的重量比为100：21：21：14：7。
实施例8
按照实施例1的进行型焦的制备，所不同的是，步骤(2)中，煤块的密度为1.2g/cm3。
实施例9
按照实施例1的进行型焦的制备，所不同的是，步骤(2)中，煤块的密度为1.3g/cm3。
实施例10
按照实施例1的进行型焦的制备，所不同的是，步骤(2)中，煤块的密度为1.5g/cm3。
实施例11
按照实施例1的进行型焦的制备，所不同的是，步骤(2)中，煤块的密度为1.6g/cm3。
对比例1
按照实施例1的方法进行型焦的制备，所不同的是，步骤(1)中的原料中不含焦煤。
对比例2
按照实施例1的方法进行型焦的制备，所不同的是，将步骤(1)中的原料中焦煤替换为褐煤，其中，褐煤的灰分为10wt％，挥发分37wt％，硫1wt％，透光率PM为30。
对比例3
按照实施例1的方法进行型焦的制备，所不同的是，步骤(1)中焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉的重量比为100：23：29：17：10。
测试例
实施例和对比例所得的型焦的灰分(Ad/wt％)指标根据GB/T 2001—1991《焦炭工业分析测定方法》测试得到。
实施例和对比例所得的型焦的粒度指标根据GB/T2005—1994《冶金焦炭的焦末含量及筛分组成的测定方法》测试得到。
实施例和对比例所得的型焦的机械强度(M 40/wt％)根据GB/T 1996—2003《冶金焦炭》测试得到。
实施例和对比例所得的型焦的耐磨强度(M 10/wt％)根据GB/T 1996—2003《冶金焦炭》测试得到。
实施例和对比例所得的型焦的硫分(St,d/wt％)根据GB/T 2286—1991《焦炭全硫含量测定方法》测试得到。
实施例和对比例所得的型焦的热性质(热反应性CRI/wt％、反应后热强度CSR/wt％)根据GB/T 4000—1996《焦炭反应性及反应后强度的测定方法》测试得到。
以上的测试结果如表3所示。
表3
Figure BDA0002826040180000101
通过表1的结果可以看出，采用本发明的技术方案，以焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉为原料制备型焦，并控制焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉的重量比为100：7-21：14-21：8.5-14：1.5-7，通过焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉的协同作用，实施例1-11相比对比例1-3的型焦具有较好的热强度和较大的块度。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种制备型焦的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将焦煤、瘦煤、肥煤、沥青和焦粉的混合物进行压制得到型煤；
(2)将所述型煤进行加热成焦，以得到型焦；
其中，所述焦煤、所述瘦煤、所述肥煤、所述沥青和所述焦粉的重量比为100：7-21：14-21：8.5-14：1.5-7。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焦煤、所述瘦煤、所述肥煤、所述沥青和所述焦粉的重量比为100：10-15：8-16：9-12：2-5。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焦煤的粘结指数为65-80，胶质层最大厚度为5-15mm；
和/或，所述肥煤的粘结指数为85-95，胶质层最大厚度为10-25mm；
和/或，所述瘦煤的粘结指数为50-65，胶质层最大厚度为1-5mm。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述沥青的灰分＜0.5wt％，挥发分为45-60wt％，硫分＜0.8wt％，软化点为100-110℃，结焦值为50-60wt％。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述焦粉为铸造焦粉和/或冶金焦粉；
优选地，所述焦粉的灰分＜15wt％，挥发分＜2wt％，硫分＜1wt％。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述型煤的密度为1.2-1.5g/cm3，优选为1.2-1.3g/cm3。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述加热成焦的温度为950-1100℃，时间为170-180h。
8.一种采用权利要求1-7中任意一项所述的方法制得的型焦。
9.根据权利要求8所述的型焦，其中，所述型焦的性能指标为：M40,炭≥93wt％；M10,炭≤6wt％；CRI≤20wt％；CSR≥65wt％；块度≥120mm的型焦占比为25-30wt％；块度≥80mm的型焦占比为65-70wt％。
10.权利要求8或9所述的型焦在铸造焦、岩绵焦和冶金焦中的应用。
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