專利名稱：中空多孔高強度冶金型焦及生產方法
技術領域：
本發明涉及一種型焦，尤其涉及一種利用大量 非粘結煤或弱粘結煤生產的型焦，本發明還涉及一種生產該型焦的方法。
背景技術：
我國是焦炭生產大國，焦炭產量占世界焦炭總產量的50% 左右；而目前我國的煉焦技術還比較落后，煉焦時非粘結煤或弱粘結煤的用量僅占20% 30%、粘結性煤的用量卻達到了 70% 80%，遠遠滯后于國外的先進水平(非粘結煤或弱粘結煤與粘結性煤的用量為1:1)，不但 增加了焦炭的生產成本、而且也加劇了粘結性煤的供需矛盾；與我國焦炭 生產大國的地位極不相稱。另外，由于目前國內所生產的機焦大多是在常溫下將煤粉直接搗固為 實心的4 5噸大型塊狀結構，因此在干餾過程中傳熱較慢，所需的炭化成焦時間一般都在12小時以上，生產率很低；同時，由于體積比較龐大，機 焦的芯部比較疏松、強度較弱；而且由于體積比較龐大，在熄焦后還必須對其進行破碎，因此產生了大量的焦粉而導致生產成本升高。
發明內容
針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明旨在提供一種粘 結性煤用量少、生產效率高，不產生焦粉的中空多孔高強度冶金型焦；本 發明的目的還在于提供一種快速生產該型焦的方法。為了實現上述目的，本發明所提供的中空多孔高強度冶金型焦采用以 下技術方案按重量百分比計算，由70 80%的非粘結煤或弱粘結煤與30 20%的粘結性煤經破碎混合、高溫預熱、分層加熱搗固中空成型、半焦熱脹及結晶約束、半焦干餾、高壓水蒸氣浸拂熄焦而制成。本發明所提供的中空多孔高強度冶金型焦的優選技術方案為所述的 非粘結煤或弱粘結煤是無煙煤或焦粉。本發明所提供的生產中空多孔高強度冶金型焦的方法具體為(1) 破碎混合，將非粘結煤或弱粘結煤與粘結性煤破碎后混合均勻， 得混合煤粉，并確保該混合煤粉的灰份《12%、煤粉粒度《3M1;(2) 高溫預熱，將所述的混合煤粉送入30(TC 45(TC的加熱裝置中 攪拌、均混，直至該煤粉的焦質層厚度y值均》8mm，得塑性混合煤粉；(3) 分層加熱搗固中空成型，將保溫的所述塑性混合煤粉進行分層加 熱、分層搗固壓實制成中空多孔的餅狀焦坯；搗固過程中的加熱溫度為600 'C、每層煤粉搗固壓實后的厚度《5mm、每層煤粉所受的搗固打擊能量》2.5 千焦耳；(4) 半焦熱脹及結晶約束，將保溫的所述焦坯置于模具中加熱到750 °C，待煤粉結晶固化后脫模，得半焦；(5) 半焦干餾，將保溫的所述半焦加熱到105(TC以上，得紅焦；(6) 高壓水蒸氣浸拂熄焦，用高壓氷蒸氣對所述的紅焦進行吹拂，直 至紅焦冷卻至20(TC以下，得型焦。與現有技術比較，本發明具有成本低、生產率高、節約粘結性煤資源， 以及型焦強度好、不產生焦粉等優點；具體分析如下1.由于采用了高溫預熱工序，因此能夠使混合煤粉均勻受熱、粘結性 煤中的塑性粘結性物質得以充分析出、塑性層厚度增加，有效地增強了焦炭的粘結性，從而能夠將粘結性煤的用量從原來的70 80%降低到20 30%，節約粘結性煤資源，大幅度地降低了焦炭的生產成本；高溫預熱工序還能夠有效地降低了焦炭中的含硫量和氣孔率、改善結焦性能、增強焦 炭強度和硬度，提高了焦炭質量。另外，與傳統機焦的濕煤煉焦相比，高溫預熱工序還可使結焦時間縮短20% 30%、堆密度增大10% 15%、焦 爐生產能力提高30% 50%，而且煉焦所需要的熱量比濕煤直接煉焦所需 的熱量少；煤粉均勻受熱可降低推焦時焦坯溫度，減少焦炭和粗煤氣帶走 的熱能；同時，煤粉在爐外預熱裝置中攪拌、均混預熱比濕煤直接在炭化 室中加熱的熱效率高，降低了煉焦熱耗。采用高溫預熱工序，不僅可脫除 煤粉中的水份、減少剩余氨水量，而且還能減少推焦操作和熄焦操作過程 中煙塵的散發，減輕環境污染。2. 由于采用了分層加熱搗固中空成型工序，增大了焦坯的堆積密度、 減少煤粒間的空隙，因此減少了結焦過程中為填充空隙所需膠質體液相產 物的數量，實現了較少量的膠質體在煤粒之間形成較強界面結合的目的； 另外，堆密度增加之后，由于焦坯的透氣性較差、結焦過程中產生的干餾 氣體不易析出、膠質體膨脹壓力增大、煤粒受壓擠緊，因此進一步加強了 煤粒間的結合力、改善了煤粉的粘結性，增強了焦炭的強度，使焦炭質量 得以大幅度提高，經濟效益顯著；同時，也增加了非粘結性或弱粘結性煤 的用量，從而擴大了配煤范圍，有效地節約了粘結性煤資源。3. 由于焦坯采用了中空多孔的餅狀結構，因此能夠形成眾多條的高溫 熱流通道，有效地增大了半焦在干餾時的受熱面積，從而將干餾時間縮短至<40分鐘；與傳統的煉焦方法相比，采用同等容積的炭化室生產型焦， 本發明的生產率可提高十倍以上。同理，中空多孔結構的焦坯還能夠形成 眾多條的散熱通道，有利于增大散熱面積，縮短熄焦時間。另外，由于直 接將塑性混合煤粉搗固成用戶所需的中空多孔狀結構的規格型焦，熄焦后 不對型焦成品進行破碎，因此實現了零焦粉生產，避免了不必要的資源浪 費。4. 由于采用了半焦熱脹及結晶約束工序，因此可防止焦坯在炭化過程中煤粉因熱脹及結晶而導致焦坯的外形及中空孔變形、損壞，有利于在進 行干餾或高壓水蒸氣浸拂熄焦時保證熱流或散熱通道的暢通。5. 由于采用了高壓水蒸氣浸拂熄焦工序，熄焦時水蒸氣與紅焦發生反 應，生成的氫氣和一氧化碳氣體可導入焦爐內加熱，因此既節約能源、又 不會產生熄焦裂紋，焦炭的強度高、質量好；高壓水蒸氣浸拂熄焦不僅徹 底克服了傳統濕法熄焦耗水量大，廢氣、廢水以及灰塵污染嚴重的缺陷， 而且也克服了傳統干法熄焦設備投資巨大的缺陷。
具體實施例方式下面結合具體的實施例對本發明作進一步說明 實施例1將發熱量7000卡/克、揮發份16%、粘結指數35%、含硫量O. 5%、水 份8%、灰份12%的粘結性煤200噸配以發熱量7000卡/克、含硫量0.5%、 水份8%、灰份12%無煙煤的800噸按以下方法生產(l)破碎混合，將以上無煙煤和粘結性煤破碎后混合均勻，得混合煤 粉；并確保該混合煤粉的灰份為12%、煤粉粒度為3min;(2) 高溫預熱，將所述的混合煤粉送入30(TC 45(TC的加熱裝置中 攪拌、均混，直至該煤粉的焦質層厚度y值均》8 mm,得塑性混合煤粉； 其目的是使混合煤粉均勻受熱，粘結性煤中的塑性粘結性物質充分析出；(3) 分層加熱搗固中空成型，對保溫的所述塑性混合煤粉進行分層加 熱、分層搗固壓實制成中空多孔的餅狀焦坯；搗閨過程中的加熱溫度為600 "C、每層煤粉搗固壓實后的厚度《5mm、每層煤粉所受的搗固打擊能量》2. 5 千焦耳；應當注意的是在完成一層塑性混合煤粉的搗固成型以后，必須 待溫度上升到60(TC方可進行下一層塑性混合煤粉的搗固成型，其目的是 提高焦坯芯部的堆積密度、增加焦坯整體強度； —(4) 半焦熱脹及結晶約束，將保溫的所述焦坯置于模具中加熱到750 °C，待煤粉結晶固化后脫模，得半焦；在此過程中，由于煤粉會因熱脹及 結晶而導致焦坯的外形及中空孔變形、損壞，因此需將焦坯置于模具中進 行約束；(5) 半焦干餾，將保溫的所述半焦加熱到105(TC以上，得紅焦；在此過程中，應當將各半焦的中空孔排列對齊以形成眾多的高溫熱流通道，從而達到增大半焦受熱面積，縮短干縛時間、提高生產率的目的；(6) 高壓水蒸氣浸拂熄焦，用高壓水蒸氣對所述的紅焦進行吹拂，直 至紅焦冷卻至20(TC以下，得型焦；在此過程中，應當將各紅焦的中空孔排列對齊以形成眾多的散熱氣流通道，從而達到增大紅焦散熱面積，縮短 熄焦時間、提高生產率的目的。實施例2將發熱量7800卡/克、揮發份14%、粘結指數30%、含硫量0.6%、水 份7%、灰份13%的粘結性煤220噸配以發熱量7800卡/克、含硫量0. 45%、 水份8%、灰份11%的無煙煤780噸按實施例1的方法生產；并確保工序(l) 中混合煤粉的灰份為10°/。、煤粉粒度為2mra。實施例3將發熱量8000卡/克、揮發份19°/。、粘結指數36%、含硫量0. 3%、水 份5%、灰份10%的粘結性煤300噸配以發熱量7500卡/克、含硫量0. 3%、 水份3%、灰份8%的焦粉700噸按實施例1的方法生產；并確保工序(1) 中混合煤粉的灰份為9%、煤粉粒度為3 mm。實施例4將發熱量7000卡/克、揮發份13%、粘結指數35%、含硫量0.5%、水 份10%、灰份12%的粘結性煤280噸配以發熱量7200卡/克、含硫量0. 55%、 水份7%、灰份11%的焦粉720噸按實施例1的方法生產；并確保工序(1) 中混合煤粉的灰份為10%、煤粉粒度為2.6mm。
權利要求
1.一種中空多孔高強度冶金型焦，其特征在于按重量百分比計算，由70～80％的非粘結煤或弱粘結煤與30～20％的粘結性煤經破碎混合、高溫預熱、分層加熱搗固中空成型、半焦熱脹及結晶約束、半焦干餾、高壓水蒸氣浸拂熄焦而制成。
2. 根據權利要求1所述的中空多孔高強度冶金型焦，其特征在于所述的非粘結煤或弱粘結煤為無煙煤。
3. 根據權利要求1所述的中空多孔高強度冶金型焦，其特征在于所述的非粘結煤或弱粘結煤為焦粉。
4. 一種生產權利要求1或2或3所述的中空多孔高強度冶金型焦的方法，其特征在于具體步驟如下(1) 破碎混合，將非粘結煤或弱粘結煤與粘結性煤破碎后混合均勻，得混合煤粉，并確保該混合煤粉的灰份《12%、煤粉粒度《3M1;(2) 高溫預熱，將所述的混合煤粉送入3(KTC 45(TC的加熱裝置中 攪拌、均混，直至該煤粉的焦質層厚度y值均^8nnn，得塑性混合煤粉；(3) 分層加熱搗固中空成型，將保溫的所述塑性混合煤粉進行分層加 熱、分層搗固壓實制成中空多孔的餅狀焦坯；搗固過程中的加熱溫度為600 。C、每層煤粉搗固壓實后的厚度《5mm、每層煤粉所受的搗固打擊能量^2.5千焦耳；(4) 半焦熱脹及結晶約束，將保溫的所述焦坯置于模具中加熱到750 'C，待煤粉結晶固化后脫模，得半焦；(5) 半焦干餾，將保溫的所述半焦加熱到105(TC以上，得紅焦；(6) 高壓水蒸氣浸拂熄焦，用高壓水蒸氣對所述的紅焦進行吹拂，直 至紅焦冷卻至20(TC以下，得型焦。
全文摘要
本發明公開了一種中空多孔高強度冶金型焦及生產方法，屬于煉焦技術；旨在提供一種主焦煤用量少的型焦以及快速生產該型焦的方法。它是按重量百分比計算，由70～80％的非粘結煤或弱粘結煤與30～20％的粘結性煤經破碎混合、高溫預熱、分層加熱搗固中空成型、半焦熱脹及結晶約束、半焦干餾、高壓水蒸氣浸拂熄焦而制成。本發明提供的型焦可大幅度提高非粘結煤或弱粘結煤的使用配比，本發明提供的方法大大縮短型焦在炭化室中的成焦時間，使同等容積的炭化室生產率提高十倍以上；本發明可廣泛應用于無煙煤或主焦煤快速煉焦、無煙煤制塊或機焦粉制塊等工業領域。
文檔編號C10B57/00GK101225317SQ20081006863
公開日2008年7月23日 申請日期2008年2月4日 優先權日2008年2月4日
發明者暢 趙 申請人:暢 趙