CN113736501B

CN113736501B - 基于焦化区域除尘灰与煤共焦化的焦炭生产方法

Info

Publication number: CN113736501B
Application number: CN202010477650.0A
Authority: CN
Inventors: 王玉明; 胡德生; 钱晖; 徐万仁; 李建
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2023-03-24
Anticipated expiration: 2040-05-29
Also published as: CN113736501A

Abstract

本发明公开了一种基于焦化区域除尘灰与煤共焦化的焦炭生产方法，包括步骤1：破碎焦化区域除尘灰，除尘灰挥发分为9‑11%，灰分为11‑13%；步骤2：除尘灰中加入粘结剂；粘结剂质量为除尘灰质量的3‑4%；步骤3：将除尘灰压制成枕状物料；步骤4：破碎基础配合煤，基础配合煤的挥发分为6‑8%，灰分为26‑29%；步骤5：将配合煤与枕状物料机械混合，枕状物料质量为配合煤质量的5‑8%；步骤6：配入水分，使水分含量为4‑6%；步骤7：炼焦获得合格焦炭。本发明将除尘灰作为炼焦原料加入配合煤进行炼焦并制得合格的焦炭，实现焦化区域废弃除尘灰的高价值利用，具有良好的环境效益和经济效益。

Description

基于焦化区域除尘灰与煤共焦化的焦炭生产方法

技术领域

本发明涉及一种焦化区域粉尘的综合利用方法，尤其涉及一种基于焦化区域除尘灰与煤共焦化的焦炭生产方法。

背景技术

炼焦区域中原料煤在煤调湿过程中由于物料加热干燥而产生大量细颗粒粉尘，这些细颗粒粉尘经除尘器收集后成为除尘灰，该除尘灰的性质与原料煤的性质有所区别，其灰分非常高，粘结性差。焦炉在装煤过程中产生的大量粉尘和烟气浮尘，部分煤热解产生的粉尘颗粒等通过装煤过程除尘装置收集后也成为除尘灰，该除尘灰是一种质量轻、颗粒微小且含有多种有毒有害的物质；此外，干熄焦在生产过程中会产生大量的颗粒污染物，焦化厂的除尘灰将近70%都是来自干熄焦除尘，干熄焦除尘灰是焦化区域除尘灰的重要组成部分，干熄焦除尘灰收集的主要是经过一次除尘、二次除尘和环境除尘得到的大量颗粒很小的焦炭，干熄焦除尘灰是外观为灰黑色的直径小于3mm的颗粒，其主要成分为固定碳，还有一些杂质，如SiO₂，CaO，MgO，Al₂O₃等。

现有技术的除尘灰的利用途径主要有以下几种：

1、将除尘灰作为烧结燃料用于烧结工艺，但除尘灰是一种粒度极细的焦粉，由于其粒度细，灰分含量高，热值偏低，造成其燃烧强度低于正常焦粉燃烧强度，同时有一部分被通过气孔的气流抽走，造成燃耗的升高。因此只能将较大颗粒的除尘灰用于烧结，不仅不能实现除尘灰的高价值利用，而且在筛分过程中还会造成二次扬尘。

2、利用以干熄焦除尘灰为主的除尘灰进行回配炼焦要求，干熄焦除尘灰能增加焦炭的冷强度，但使用的量非常少不到1%，利用率低。

3、利用除尘灰制备活性炭，但目前仅限于实验阶段，并且不能及时大量利用干熄焦除尘灰，无法保证制备的活性炭品质。

4、利用干熄焦除尘灰用于高炉进行喷吹，但除尘灰的灰分含量相对较高，导致高炉渣量的提高，同时喷吹时的发热量也不能得到充分利用。

由于焦化区域的除尘灰既含有煤成分，即具有一定的粘结性，又含有焦成分，即具有一定的强度，目前无法高价值利用，同时在转运和堆放过程中会产生大量粉尘而造成环境污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于焦化区域除尘灰与煤共焦化的焦炭生产方法，将除尘灰作为炼焦原料加入配合煤进行炼焦并制得合格的焦炭，实现焦化区域废弃除尘灰的高价值利用，具有良好的环境效益和经济效益。

本发明是这样实现的：

一种基于焦化区域除尘灰与煤共焦化的焦炭生产方法，所述的焦化区域除尘灰的挥发分VM_d为9-11%，灰分A_d为11-13%；所述的煤是挥发分VM_d为6-8%，灰分A_d为26-29%的基础配合煤；

所述的焦炭生产方法包括以下步骤：

步骤1：将焦化区域的除尘灰进行破碎；

步骤2：在破碎后的除尘灰中加入粘结剂并混合均匀；其中，粘结剂的质量为除尘灰质量的3-4%；

步骤3：将加入粘结剂的除尘灰压制成枕状物料；

步骤4：将基础配合煤进行破碎；

步骤5：将配合煤与枕状物料机械混合成混合物料，使枕状物料均匀分布在配合煤中；其中，枕状物料的质量为配合煤质量的5-8%；

步骤6：在混合物料中配入水分，使混合物料中的水分含量为4-6%；

步骤7：将配入水分的混合物料进行炼焦，获得合格焦炭。

在所述的步骤1中，破碎后的除尘灰粒度小于0.4mm。

所述的粘结剂为中温沥青，中温沥青的环球法软化点为75-95℃。

所述的粘结剂为高温沥青，高温沥青的环球法软化点为95-120℃。

在所述的步骤4中，基础配合煤的粒度小于6mm。

在所述的步骤4中，破碎后的配合煤中粒度小于3mm的煤粒的比例为74-78%。

所述的合格焦炭的抗碎强度M40为86-89%，耐磨强度M10为5-7%，焦炭反应性CRI为24-26%，焦炭反应后强度CSR为67-69%。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明将除尘灰作为炼焦的原料，避免了焦化除尘灰用于烧结时燃烧强度且有一部分被气流抽走而造成燃耗的升高问题，同时避免了用于高炉喷吹而带来的渣量增加、燃烧不畅问题，实现了焦化区域除尘灰的高价值利用。

2、本发明将除尘灰作为炼焦的原料，可以节约部分炼焦煤资源，降低了炼焦配煤和生产成本，可加入任意煤种的配合煤中进行炼焦，并制得合格的焦炭，解决了炼焦资源短缺的问题，具有良好的经济效益，同时也达到了除尘灰的废弃物料二次利用的目的。

3、本发明避免了除尘灰转运和堆放过程中产生扬尘而污染环境的问题，可以有效保护炼焦区域的生产环境，具有良好的环境效益。

本发明将除尘灰作为炼焦原料替代部分煤原料，加入配合煤中并炼焦制得合格焦炭，实现了焦化区域废弃除尘灰的高价值利用，降低了炼焦配煤成本，同时避免了除尘灰在转运、堆放过程中对环境的污染，具有良好的环境效益和经济效益。

附图说明

图1是本发明基于焦化区域除尘灰与煤共焦化的焦炭生产方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参见附图1，一种基于焦化区域除尘灰与煤共焦化的焦炭生产方法，所述的焦化区域除尘灰的挥发分VM_d为9-11%，灰分A_d为11-13%，除尘灰是以煤粉和干熄焦产生的焦粉为主的混合物料，其主要成分为碳；所述的煤是挥发分VM_d为6-8%，灰分A_d为26-29%的基础配合煤，基础配合煤的粒度小于6mm，基础配合煤的煤种不限，使除尘灰的适用范围广。

所述的焦炭生产方法包括以下步骤：

步骤1：将来自生产厂的焦化区域的除尘灰加入破碎机中进行破碎，备用，优选的，破碎后的除尘灰粒度小于0.4mm。

步骤2：在破碎后的除尘灰中加入粘结剂并混合均匀，其中，粘结剂的质量为除尘灰质量的3-4%。粘结剂的加入能消除除尘灰中焦粉的惰性性能，在与配合煤的反应过程中能够充分反应，从而保证焦炭强度。

优选的，所述的粘结剂可采用中温沥青，中温沥青的环球法软化点为75-95℃。

优选的，所述的粘结剂可采用高温沥青，高温沥青的环球法软化点为95-120℃。

步骤3：通过辊压球机将加入粘结剂的除尘灰压制成枕状物料，备用。枕状为类椭球状结构，枕状物料在与煤混合时可以增加煤的堆密度，也可以避免除尘灰作为分装物料加入配合煤中而产生局部聚集的情况发生，从而增加焦炭产量。优选的，辊压球机的压制压力为4-5t/cm。

步骤4：将来自生产厂的基础配合煤加入破碎机进行破碎，破碎后的配合煤中粒度小于3mm的煤粒的比例为74-78%。

步骤5：将配合煤与枕状物料通过设备机械混合成混合物料，使枕状物料均匀分布在配合煤中，其中，枕状物料的质量为配合煤质量的5-8%。

步骤6：在混合物料中配入水分，使混合物料中的水分含量为4-6%，混合物料的水分调节可以保证混合物料达到较高的堆密度，混合物料的堆密度能达到0.85t/m³，同时可以保证煤料的受热均匀性，无需进行高能耗的捣鼓等操作，降低了工艺要求，也避免了捣鼓等工艺产生大量烟尘而导致的环境污染。

步骤7：将配入水分的混合物料进行炼焦，即将混合物料加入生产焦炉在一定温度条件下高温炭化，待焦炭成熟后利用干熄焦方法进行冷却，进而获得合格焦炭。步骤7中可采用现有技术的炼焦方法对混合物料进行炼焦，此处不再赘述。

对采用本发明制得的焦炭进行质量检测，检测结果为：抗碎强度M40能达到86-89%，耐磨强度M10能达到5-7%，焦炭反应性CRI能达到24-26%，焦炭反应后强度CSR能达到67-69%，得到质量合格的焦炭。

实施例1：

将来自生产厂焦化区域的挥发分VM_d为9%、灰分A_d为13%的除尘灰加入破碎机中进行破碎至粒度小于0.4mm。采用中温沥青作为粘结剂，并向破碎后的除尘灰中加入其质量4%的中温沥青，混合均匀后通过辊压球机以5t/cm的压力常温压制成枕状物料，备用。将来自生产厂粒度小于6mm、A_d=8%, VM_d=26%的基础配合煤加入破碎机中进行破碎处理，破碎后粒度小于3mm的比例为78%。将由除尘灰压制成的枕状物料与来破碎后的配合煤进行机械混合成混合物料，其中，枕状物料的质量为配合煤质量的5%，向混合物料中配入6%的水分后加入生产焦炉在一定升温制度下进行炼焦。

对制得焦炭进行质量检测，检测结果为：抗碎强度M40为88.8%，耐磨强度M10为5.35%，焦炭反应性CRI为 24.33%，焦炭反应后强度CSR为68.46%，得到合格焦炭。

实施例2：

将来自生产厂焦化区域的挥发分VM_d为10%、灰分A_d为12%的除尘灰加入破碎机中进行破碎至粒度小于0.4mm。采用中温沥青作为粘结剂，并向破碎后的除尘灰中加入其质量3%的中温沥青，混合均匀后通过辊压球机以4t/cm的压力常温压制成枕状物料，备用。将来自生产厂粒度小于6mm、A_d=7%, VM_d=27%的基础配合煤加入破碎机中进行破碎处理，破碎后粒度小于3mm的比例为76%。将由除尘灰压制成的枕状物料与来破碎后的配合煤进行机械混合成混合物料，其中，枕状物料的质量为配合煤质量的6%，向混合物料中配入5%的水分后加入生产焦炉在一定升温制度下进行炼焦。

对制得焦炭进行质量检测，检测结果为：抗碎强度M40为87.9%，耐磨强度M10为5.65%，焦炭反应性CRI为 24.93%，焦炭反应后强度CSR为67.86%，得到合格焦炭。

实施例3：

将来自生产厂焦化区域的挥发分VM_d为11%、灰分A_d为11%的除尘灰加入破碎机中进行破碎至粒度小于0.4mm。采用高温沥青作为粘结剂，并向破碎后的除尘灰中加入其质量4%的高温沥青，混合均匀后通过辊压球机以5t/cm的压力常温压制成枕状物料，备用。将来自生产厂粒度小于6mm、A_d=6%, VM_d=28%的基础配合煤加入破碎机中进行破碎处理，破碎后粒度小于3mm的比例为75%。将由除尘灰压制成的枕状物料与来破碎后的配合煤进行机械混合成混合物料，其中，枕状物料的质量为配合煤质量的7%，向混合物料中配入4%的水分后加入生产焦炉在一定升温制度下进行炼焦。

对制得焦炭进行质量检测，检测结果为：抗碎强度M40为87.2%，耐磨强度M10为6.25%，焦炭反应性CRI为 25.23%，焦炭反应后强度CSR为67.22%，得到合格焦炭。

实施例4：

将来自生产厂焦化区域的挥发分VM_d为9%、灰分A_d为13%的除尘灰加入破碎机中进行破碎至粒度小于0.4mm。采用高温沥青作为粘结剂，并向破碎后的除尘灰中加入其质量3%的高温沥青，混合均匀后通过辊压球机以4t/cm的压力常温压制成枕状物料，备用。将来自生产厂粒度小于6mm、A_d=6%, VM_d=29%的基础配合煤加入破碎机中进行破碎处理，破碎后粒度小于3mm的比例为74%。将由除尘灰压制成的枕状物料与来破碎后的配合煤进行机械混合成混合物料，其中，枕状物料的质量为配合煤质量的8%，向混合物料中配入6%的水分后加入生产焦炉在一定升温制度下进行炼焦。

对制得焦炭进行质量检测，检测结果为：抗碎强度M40为86.9%，耐磨强度M10为6.53%，焦炭反应性CRI为 25.78%，焦炭反应后强度CSR为67.19%，得到合格焦炭。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于焦化区域除尘灰与煤共焦化的焦炭生产方法，其特征是：所述的焦化区域除尘灰的挥发分VM_d为9-11%，灰分A_d为11-13%，除尘灰是以煤粉和干熄焦产生的焦粉为主的混合物料；所述的煤是挥发分VM_d为6-8%，灰分A_d为26-29%的基础配合煤；

所述的焦炭生产方法包括以下步骤：

步骤1：将焦化区域的除尘灰进行破碎；

步骤3：将加入粘结剂的除尘灰压制成枕状物料，枕状为类椭球状结构；

步骤4：将基础配合煤进行破碎；

步骤5：将基础配合煤与枕状物料机械混合成混合物料，使枕状物料均匀分布在基础配合煤中；其中，枕状物料的质量为基础配合煤质量的5-8%；

步骤7：将配入水分的混合物料进行炼焦，获得合格焦炭；

所述的粘结剂为中温沥青，中温沥青的环球法软化点为75-95℃；

或所述的粘结剂为高温沥青，高温沥青的环球法软化点为95-120℃；

2.根据权利要求1所述的基于焦化区域除尘灰与煤共焦化的焦炭生产方法，其特征是：在所述的步骤1中，破碎后的除尘灰粒度小于0.4mm。

3.根据权利要求1所述的基于焦化区域除尘灰与煤共焦化的焦炭生产方法，其特征是：所述的基础配合煤的粒度小于6mm。

4.根据权利要求1所述的基于焦化区域除尘灰与煤共焦化的焦炭生产方法，其特征是：在所述的步骤4中，破碎后的基础配合煤中粒度小于3mm的煤粒的比例为74-78%。