CN111548810A - 焦炭及其制备方法和应用 - Google Patents
焦炭及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111548810A CN111548810A CN202010481967.1A CN202010481967A CN111548810A CN 111548810 A CN111548810 A CN 111548810A CN 202010481967 A CN202010481967 A CN 202010481967A CN 111548810 A CN111548810 A CN 111548810A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coal
- coke
- low
- volatile
- blended
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000571 coke Substances 0.000 title claims abstract description 137
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 255
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000004939 coking Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 36
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000012749 thinning agent Substances 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 12
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 9
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 4
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- -1 castings Substances 0.000 description 1
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011339 hard pitch Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011301 petroleum pitch Substances 0.000 description 1
- 239000011334 petroleum pitch coke Substances 0.000 description 1
- 239000006253 pitch coke Substances 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
- C10B53/04—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of powdered coal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coke Industry (AREA)
Abstract
本发明涉及煤化工领域，公开了一种焦炭及其制备方法。所述焦炭的制备方法，包括：(1)将原料配制得到配合煤，以所述原料的总重量为基准，所述原料包含：低挥发分煤80wt％‑96wt％、粘结剂2wt％‑5wt％、痩化剂2wt％‑15wt％，其中，所述低挥发分煤的粘结指数G低满足20≤G低＜90；(2)将所述配合煤制成煤饼后放入热回收焦炉中进行结焦；其中，所述热回收焦炉的辐射段终温为900‑960℃，对流段终温为940‑1000℃。本发明采用中、低粘结性能的低挥发分煤为炼焦原料，生产出了块度大、灰分小的焦炭，降低了优质煤的使用比例和焦炭的制备成本。
Description
技术领域
本发明涉及煤化工领域，具体涉及一种焦炭及其制备方法。
背景技术
低灰、大块专用焦是指灰分(Ad)≤8wt％、粒度≥80mm的焦炭，主要用于铸造、岩棉等行业。低灰、大块焦主要为冲天炉熔铁、熔化玄武岩与云白石的专用燃料，起提供热量、渗碳、造渣及床层支撑的作用。
低灰、大块专用焦的质量(如灰分、块度、均匀性、强度、反应性和气孔率)直接影响着冲天炉铁液与岩棉的质量。大量研究表明焦炭的灰分每减少1％，铁液的温度可提高10℃，且焦炭灰分的稳定有利于控制铁液的温度与增碳，国内外的铸造焦标准中均有以灰分含量划分铸造焦等级的依据；焦炭的块度越大，其燃烧效率就越高，铁液及岩石浆液的熔炼温度就高；焦炭的块度均匀有利用提高铁和岩石的熔化率；提高焦炭的强度可减少其在转运过程中的破损，利于保持焦炭的块度与均匀度，提高铁液与岩石浆液的熔炼温度和熔炼炉的热效率；反应性与气孔率低的焦炭利于提高冲天炉的热效率和铁液与岩石浆液的温度。
伴随着国内外制造业的升级，国内外对铸件、岩棉等相关材料的需求将进一步增加，这将增加了低灰、大块焦炭的需求量。但是目前生产低灰、大块焦炭需要大比例配入优质焦煤与肥煤资源等原料，且对原料的粘结性能要求较高，粘结指数G一般大于80，但这类资源在我国的供应又相对紧张，也在无形中增加了配煤成本，不利于大块专用焦产业的持续发展。
发明内容
本发明为了实现低粘结指数煤生产大块专用焦，提供了焦炭及其制备方法和应用。实现以低粘结指数的煤制得粒度大、灰分少、抗碎强度高、显气孔率低的焦炭。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种焦炭的制备方法，包括：
(1)将原料配制得到配合煤；其中，以所述原料的总重量为基准，所述原料包含：低挥发分煤80wt％-96wt％、粘结剂2wt％-5wt％、痩化剂2wt％-15wt％，其中，所述低挥发分煤的粘结指数G低满足20≤G低＜90；
(2)将所述配合煤制成煤饼后放入热回收焦炉中进行结焦；
其中，所述热回收焦炉的辐射段终温为900-960℃，对流段终温为940-1000℃。
本发明第二方面提供一种本发明的制备方法制得的焦炭。
本发明第三发面提供一种本发明的焦炭在冲天炉化铁及高炉冶炼中的应用。
通过上述技术方案，本发明实现采用中、低粘结性能煤为主要原料，配合少量的粘结剂和瘦化剂在热回收焦炉内结焦，结焦过程中升温速度慢且结焦温度较低，一方面使得煤饼炭化时煤粒间的胶质完全熔融，产生足量的胶质体，从而保证得到的焦炭具有较大的块度；另一方面降低了煤成焦过程中两个收缩程度较大峰的峰值，降低煤饼从炉墙到中心的温度梯度，从而降低相邻煤、焦层的应力差，降低焦炭制备过程中产生的裂纹，得到大块度(50wt％以上的所述焦炭的粒度＞80mm)、高强度(M40≥90％，M10≤8％)的焦炭。
本发明采用中、低粘结性能煤为炼焦原料，降低了优质煤的使用比例和焦炭的制备成本。
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焦炭的制备方法，包括：
(1)将原料配制得到配合煤，以所述原料的总重量为基准，所述原料包含：低挥发分煤80wt％-96wt％、粘结剂2wt％-5wt％、痩化剂2wt％-15wt％，其中，所述低挥发分煤的粘结指数G低满足20≤G低＜90；
(2)将所述配合煤制成煤饼后放入热回收焦炉中进行结焦；
其中，所述热回收焦炉的辐射段终温为900-960℃，对流段终温为940-1000℃。
本发明采用中、低粘结性能的低挥发分煤为主要原料，配合少量的粘结剂和瘦化剂在热回收焦炉内结焦，结焦过程中升温速度慢且结焦温度较低，一方面使得煤饼炭化时煤粒间的胶质完全熔融，产生足量的胶质体，从而保证得到的焦炭具有较大的块度；另一方面降低了煤成焦过程中两个收缩程度较大峰的峰值，降低煤饼从炉墙到中心的温度梯度，从而降低相邻煤、焦层的应力差，降低焦炭制备过程中产生的裂纹，得到大块度(50wt％以上的所述焦炭的粒度＞80mm)、高强度(M40≥90wt％，M10≤8wt％)的焦炭。且采用中、低粘结性能的低挥发分煤为炼焦原料，节约了优质煤的使用比例，降低了焦炭的制备成本。
本发明中，20≤G低＜90的低挥发分煤在配煤中仅能满足自身粘结或仅能作为炼焦中的惰性组分，其单独炼焦时产生的胶质体较少(Y：6mm-16mm)，因此在炼焦时需要配合少量的粘结剂和瘦化剂。粘结剂不仅能够提高配合煤的粘结性，也能促进焦炭光学组织中各向异性结构的发展；优选的，所述粘结剂为沥青，更优选的，所述粘结剂选自高温煤焦油沥青、中低温煤焦油沥青、改质沥青、硬质沥青、石油系沥青、煤萃取残渣沥青等中的至少一种；进一步优选的，所述原料中粘结剂的含量为2wt％-5wt％(例如可以为2wt％、3wt％、4wt％、5wt％或上述数值之间的任意值)。
本发明中，瘦化剂属于配煤中的惰性成分，能够提高焦炭的块度；为了降低焦炭的灰分，优选的，所述瘦化剂为低灰分的瘦化剂；进一步优选的，所述瘦化剂选自贫煤、无烟煤、焦粉、石油焦和沥青焦中的至少一种，更优选为石油焦。瘦化剂的含量也是影响焦炭性能的重要因素，优选的，所述原料中瘦化剂的含量为2wt％-15wt％(例如可以为2wt％、3wt％、5wt％、8wt％、10wt％、15wt％或上述数值之间的任意值)。
本发明中，为了提高所述焦炭的质量、降低焦炭的灰分，优选的，所述低挥发分煤的灰分Ad,低≤8wt％；进一步优选的，所述低挥发分煤的挥发分Vdaf低满足14wt％≤Vdaf低＜25wt％(例如可以为14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、20wt％、25wt％或上述数值之间的任意值)，更优选为16wt％≤Vdaf低＜18wt％。
本发明中，为了提高焦炭的粒度、降低优质煤的使用比例，优选条件下，所述低挥发分煤包含多种粘结指数不同的煤中的至少一种；进一步优选地，所述低挥发分煤包含：粘结指数GA满足80＜GA≤90的A煤(例如可以为80、82、84、86、90或上述数值之间的任意值)、粘结指数GB满足65＜GB≤80的B煤(例如可以为65、70、75、80或上述数值之间的任意值)和粘结指数Gc为50≤GC≤65的C煤(例如可以为50、55、58、60、65或上述数值之间的任意值)；更优选的，所述低挥发分煤包中A煤的粘结指数GA为84、B煤的粘结指数GB为74、C煤的粘结指数GC为58。上述低挥发分煤由较大含量的劣质煤(B煤和C煤)和少量的优质煤(A煤)组成，虽然B煤和C煤的粘结指数较低，但是其与A煤、粘结剂和瘦化剂组成的配合煤在较低的升温速度下熔融炭化时煤粒间能够完全熔融，产生足量的胶质，从而保证了焦炭的粒度和质量。
本发明中，为了进一步提高所述焦炭的粒度，优选的，以所述原料的总重量为基准，所述低挥发分煤包含：30-40wt％的A煤、15-20wt％的B煤和35-45wt％的C煤；最优选为35wt％的A煤、17wt％的B煤和40wt％的C煤。
本发明中，为了降低焦炭的灰分，优选的，所述A煤的灰分AdA为5-6.1wt％，挥发分Vdaf,A为16-19wt％，更优选的，所述A煤的为灰分AdA为6.02wt％，挥发分Vdaf,A为17.45wt％；所述B煤的灰分AdB为8-9wt％，挥发分Vdaf,B为16-17wt％，更优选的，所述B煤的灰分AdB为8.12wt％，挥发分Vdaf,B为16.87wt％；所述C煤的灰分AdC为7-8wt％，挥发分Vdaf,C为16-17wt％，更优选的，所述C煤的灰分AdC为7.41wt％，挥发分Vdaf,C为16.49wt％。
本发明中，为了进一步提高焦炭的煤质，提高焦炭反应后的强度(CSR)、降低焦炭的反应性(CRI)和显气孔率(Ps)，优选的，所述A煤的硫分St,d,A为0.5-0.6wt％，XA为15-20.0mm、YA为9-11.0mm，V/IA为0.8-1，MCIA为1.85-2％；所述B煤的硫分St,d,B为0.3-0.4wt％，XB为19-21mm、YB为6-8mm，V/IB为0.5-0.6，MCIB为1.1-1.2％；所述C煤的硫分St,d,C为0.4-0.5wt％，XC为17-19mm、YC为6-7mm，V/IC为0.4-0.5，MCIC为1-2％；进一步优选的，所述A煤的硫分St,d,A为0.52wt％，XA为17mm、YA为10mm，V/IA为0.98，MCIA为1.95％；所述B煤的硫分St,d,B为0.38wt％，XB为20.5mm、YB为7mm，V/IB为0.58，MCIB为1.18％；所述C煤的硫分St,d,C为0.41wt％，XC为18mm、YC为6.5mm，V/IC为0.46，MCIC为1.15％。
本发明中，为了使各原料之间均匀的分散，优选的，在配料前，分别对A煤、B煤和C煤进行粉碎，粉碎后，88-98wt％的所述A煤的平均粒度＜3mm；88-98wt％的所述B煤的平均粒度＜3mm；88-98wt％的所述C煤的平均粒度＜3mm。
为了使各原料之间分散的更加均匀，以提高焦炭的粒度，优选的，步骤(1)中所述配制的过程包括：将瘦化剂、粘结剂与所述低挥发分煤所包含的多种粘结指数不同的煤中的一种进行混合并粉碎，得到粉碎料；将所述低挥发分煤所包含的多种粘结指数不同的煤中的其他煤分别粉碎为碎煤；将所述粉碎料与所述碎煤进行混合并调节水分含量，得到所述配合煤。
在本发明的一个实施方式中，可以将瘦化剂、粘结剂与A煤混合后粉碎得到粉碎料，其中，88-98wt％的所述粉碎料的平均粒度＜3mm；接着将粉碎料与同样粉碎的B煤、C煤混合，得到配合煤。
在本发明的另一个实施方式中，可以将瘦化剂、粘结剂与B煤混合后粉碎得到粉碎料，其中，88-98wt％的所述粉碎料的平均粒度＜3mm；接着将粉碎料与同样粉碎的A煤、C煤混合，得到配合煤。
在本发明的另一个实施方式中，可以将瘦化剂、粘结剂与C煤混合后粉碎得到粉碎料，其中，88-98wt％的所述粉碎料的平均粒度＜3mm；接着将粉碎料与同样粉碎的A煤、B煤混合，得到配合煤。
本发明中，为了进一步提高焦炭的性质，提高焦炭反应后的粒度和强度(CSR)、降低焦炭的灰分(Ad)反应性(CRI)和显气孔率(Ps)，所述配合煤同时满足以下性能指标：Ad,配≤6.5wt％；15wt％≤Vdaf,配≤20wt％；55≤G配≤70；8mm≤Y配≤15mm；15mm≤X配≤30mm；0.7≤V/I配≤1.0和MCI配≤3.0wt％。
本发明中，通过将配合煤压制成煤饼可以缩小煤饼中煤粒间的间距，使煤饼在炭化时有效熔融，产生足够的胶质，在步骤(2)中，所述煤饼的密度为0.9t/m3-1.2t/m3(例如可以为0.9t/m3、0.95t/m3、1t/m3、1.2t/m3或上述数值之间的任意值)。降低配合煤的粒度可以进一步所述煤饼中煤粒间的间距，优选的，在步骤(1)中，以所述配合煤的总重量为基准，88-98wt％的所述配合煤的平均粒度＜3mm。
本发明中，优选的，以所述配合煤的总重量为基准，所述配合煤的含水量为9-15wt％。
本发明中，采用较慢的升温速率和较低的结焦温度结焦，可以使煤饼炭化时煤粒间的胶质完全熔融，产生足量的胶质体；还可以降低煤成焦过程中两个收缩程度较大峰的峰值，降低煤饼从炉墙到中心的温度梯度，从而降低相邻煤、焦层的应力差，降低焦炭制备过程中产生的裂纹，从而提高焦炭的块度和强度，优选的，所述焦炭的制备方法还包括：煤饼的装炉温度为700℃-850℃(例如可以为700℃、750℃、800℃、850℃或上述数值之间的任意值)，更优选为800℃。
本发明中，煤饼放入热回收焦炉中经过干燥脱附、缩聚和收缩等阶段后形成焦炭，优选的，对流段的升温程序为：从煤饼装炉温度以3-6℃/h升温至900-960℃(例如可以为3℃/h、4℃/h、5℃/h、6℃/h或上述数值之间的任意值)；辐射段的升温程序：从煤饼装炉温度以3-6℃/h升温至940-1000℃(例如可以为3℃/h、4℃/h、5℃/h、6℃/h或上述数值之间的任意值)。
本发明中，为了进一步提高焦炭的块度和强度，优选的，所述结焦的时间为7-14天(例如可以为7天、8天、9天、10天、12天、14天或上述数值之间的任意值)，更优选的，所述结焦的时间为9天。结焦过程中，热回收炉的辐射段终温为900℃-960℃(例如可以为900℃、920℃、940℃、950℃、960℃或上述数值之间的任意值)，对流段终温为940℃-1000℃(例如可以为940℃、950℃、960℃、980℃、1000℃或上述数值之间的任意值)，更优选的，热回收炉的辐射段终温为900℃，对流段终温为950℃。
本发明还提供一种所述的制备方法制得的焦炭。优选的，所述焦炭的性能指标为：50wt％以上的所述焦炭的粒度＞80mm；Ad,炭≤8wt％；M40,炭≥90wt％；M10,炭≤8wt％；CRI炭≤25wt％；CSR炭≥65wt％；Ps炭≤38％。更优选的，大于62.45wt％所述焦炭中粒径＞80mm。
本发明中制备得到的焦炭灰分低、块度大，燃烧后的温度高达2400℃以上，特别适合作为铸造焦用于冲天炉化铁或高炉冶炼。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。
以下实例中，原料的种类和性质如表1所示。
以下实例中，在混料前，分别对A煤、B煤、C煤、沥青和石油焦进行粉碎，粉碎后的A煤的粒度为：88-98wt％的A煤的平均粒度＜3mm；粉碎后的B煤的粒度为：88-98wt％的B煤的平均粒度＜3mm；粉碎后的C煤的粒度为：88-98wt％的C煤的平均粒度＜3mm；粉碎后的沥青的粒度为：88-98wt％的C煤的平均粒度＜3mm；粉碎后的石油焦的粒度为：88-98wt％的C煤的平均粒度＜3mm。
焦炭的粒度通过GB/T4511.2-1999《焦炭落下强度测定方法》测得；焦炭的灰分(Ad)通过GB/T2001-2013《焦炭工业分析测定方法》测得；硫分(St,d)通过GB/T2286-2017《焦炭全硫含量的测定方法》测得；焦炭的抗碎强度(M40)、耐磨强度(M10)通过GB/T2006-2008《焦炭机械强度的测定方法》测得；焦炭反应性(CRI)、反应后的强度(CSR)通过GB/T4000-1996《焦炭反应性及反应后强度试验方法》测得；显气孔率(Ps)通过GB/T4511.1-2008《焦炭真相对密度、假相对密度和气孔率的测定方法》方法测得。
表1原料主要性质
实施例1
本实施例中制备焦炭的原料的组成如表2所示；所述焦炭的制备方法如下：
(1)将沥青和石油焦与A煤按比例混合后粉碎，得到粉碎料，以所述粉碎料的总重量为基准，95wt％的所述粉碎料的平均粒度＜3mm，将粉碎料与同样粉碎的B煤、C煤(95wt％的平均粒度＜3mm)混合均匀后进行粉碎得到配合煤，以所述配合煤的总重量为基准，90wt％的所述配合煤的平均粒度＜3mm，且所述配合煤的含水量为10wt％，配合煤的其它性能指标见表3；
(2)将配合煤分4次捣固制成规格为13m×3.5m×1m(长×宽×高)煤饼，捣固后煤饼的密度为0.92t/m3；
(3)将煤饼放入热回收焦炉中(装炉温度为800℃)，然后以3℃/h的升温速率分别将辐射段升温至900℃、对流段升温至950℃，并在辐射段终温为900℃、对流段终温为950℃下结焦9天。
本实施例得到的焦炭的性能参数如表4所示。
实施例2-5
实施例2-5中制备焦炭的原料的组成如表2所示，该原料配制得到的配合煤的性能指标如表3所示。
所述焦炭的制备方法同实施例1。
实施例2-5得到的焦炭的性能参数如表4所示。
实施例6
制备焦炭的原料的组成同实施例1，不同的是，热回收焦炉辐射段和对流段的升温速率不同，具体的，所述焦炭的制备方法如下：
(1)将沥青和石油焦与B煤按比例混合后粉碎，得到粉碎料，以所述粉碎料的总重量为基准，95wt％的所述粉碎料的平均粒度＜3mm，将粉碎料与同样粉碎的A煤、C煤(95wt％的平均粒度＜3mm)混合均匀后进行粉碎得到配合煤，以所述配合煤的总重量为基准，90wt％的所述配合煤的平均粒度＜3mm，且所述配合煤的含水量为10wt％，配合煤的其它性能指标见表3；
(2)将配合煤分4次捣固制成规格为13m×3.5m×1m(长×宽×高)煤饼，捣固后煤饼的密度为0.92t/m3；
(3)将煤饼放入热回收焦炉中(装炉温度为800℃)，然后以6℃/h的升温速率分别将辐射段升温至900℃、对流段升温至950℃，并在辐射段终温为900℃、对流段终温为950℃下结焦9天。
实施例6得到的焦炭的性能参数如表4所示。
实施例7
制备焦炭的原料的组成同实施例1，不同的是，热回收焦炉辐射段和对流段的终温不同，具体的，所述焦炭的制备方法如下：
(1)将沥青和石油焦与A煤按比例混合后粉碎，得到粉碎料，以所述粉碎料的总重量为基准，95wt％的所述粉碎料的平均粒度＜3mm，将粉碎料与同样粉碎的B煤、C煤(95wt％的平均粒度＜3mm)混合均匀后进行粉碎得到配合煤，以所述配合煤的总重量为基准，90wt％的所述配合煤的平均粒度＜3mm，且所述配合煤的含水量为10wt％，配合煤的其它性能指标见表3；
(2)将配合煤分4次捣固制成规格为13m×3.5m×1m(长×宽×高)煤饼，捣固后煤饼的密度为0.92t/m3；
(3)将煤饼放入热回收焦炉中(装炉温度为800℃)，然后以3℃/h的升温速率分别将辐射段升温至960℃、对流段升温至1000℃，并在辐射段终温为960℃、对流段终温为1000℃下结焦9天。
实施例7得到的焦炭的性能参数如表4所示。
实施例8
按照实施例1的方法，不同的是，(1)将沥青、石油焦、A煤、B煤和C煤同时混合后粉碎得到配合煤；
以所述配合煤的总重量为基准，90wt％的所述配合煤的平均粒度＜3mm，且所述配合煤的含水量为10wt％，配合煤的其它性能指标见表3。
实施例8得到的焦炭的性能参数如表4所示。
表2实施例1-8制备焦炭的原料组成
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6-8 |
| A煤/wt％ | 35 | 40 | 30 | 45 | 0 | 35 |
| B煤/wt％ | 17 | 16 | 15 | 0 | 40 | 17 |
| C煤/wt％ | 40 | 40 | 35 | 47 | 52 | 40 |
| *G<sub>低</sub> | 72 | 75 | 68 | 75 | 66 | 72 |
| **A<sub>d低</sub>/wt％ | 6.48 | 6.55 | 6.42 | 6.43 | 6.82 | 6.48 |
| ***V<sub>daf低</sub>/wt％ | 18.25 | 18.33 | 17.22 | 17.56 | 16.89 | 18.25 |
| 沥青/wt％ | 3 | 2 | 5 | 3 | 3 | 3 |
| 石油焦/wt％ | 5 | 2 | 15 | 5 | 5 | 5 |
注：*由A煤、B煤、C煤组成的低挥发分煤的粘结指数；
**由A煤、B煤、C煤组成的低挥发分煤的灰分；
***由A煤、B煤、C煤组成的低挥发分煤的挥发分。
表3实施例1-8中配合煤的性能参数
对比例1
制备焦炭的原料的组成同实施例1，不同的是，辐射段和对流段终温不同，具体的，所述焦炭的制备方法如下：
(1)将沥青和石油焦与A煤按比例混合后粉碎，得到粉碎料，以所述粉碎料的总重量为基准，95wt％的所述粉碎料的平均粒度＜3mm，将粉碎料与同样粉碎的B煤、C煤(95wt％的平均粒度＜3mm)混合均匀后进行粉碎得到配合煤，以所述配合煤的总重量为基准，90wt％的所述配合煤的平均粒度＜3mm，且所述配合煤的含水量为10wt％，配合煤的其它性能指标见表3；
(2)将配合煤分4次捣固制成规格为13m×3.5m×1m(长×宽×高)煤饼，捣固后煤饼的密度为0.92t/m3；
(3)将煤饼放入热回收焦炉中(装炉温度为800℃)，然后以3℃/h的升温速率分别将辐射段升温至1100℃、对流段升温至1050℃，并在辐射段终温为1100℃、对流段终温为1050℃下结焦9天。
对比例1得到的焦炭的性能参数如表4所示。
对比例2
制备焦炭的原料的组成同实施例1，不同的是，焦炭的制备方法不同，具体的，所述焦炭的制备方法如下：
(1)将沥青和石油焦与A煤按比例混合后粉碎，得到粉碎料，以所述粉碎料的总重量为基准，95wt％的所述粉碎料的平均粒度＜3mm，将粉碎料与同样粉碎的B煤、C煤(95wt％的平均粒度＜3mm)混合均匀后进行粉碎得到配合煤，以所述配合煤的总重量为基准，90wt％的所述配合煤的平均粒度＜3mm，且所述配合煤的含水量为10wt％，配合煤的其它性能指标见表3；
(2)将配合煤分4次捣固制成规格为13m×3.5m×1m(长×宽×高)煤饼，捣固后煤饼的密度为0.92t/m3；
(3)将煤饼放入热回收焦炉中(装炉温度为800℃)，然后以8℃/h的升温速率分别将辐射段升温至900℃、对流段升温至950℃，并在辐射段终温为900℃、对流段终温为950℃下结焦5天。
对比例2得到的焦炭的性能参数如表4所示。
对比例3
按照实施例1的方法，不同的是，所述低挥发分煤的粘结指数为45；灰分为11.8wt％；挥发分为23.6wt％；
焦炭的制备方法同实施例1，得到的焦炭的性能参数如表4所示。
对比例4
按照实施例1的方法，不同的是，所述配合煤包括：28wt％A煤、13wt％B煤、33wt％C煤、8wt％沥青和18wt％石油焦。
焦炭的制备方法同实施例1，得到的焦炭的性能参数如表4所示。
表4实施例和对比例得到的焦炭的性能参数
通过实施例、对比例和表4的结果可以看出，采用本发明实施例1～7的方法采用中、低粘结性能的低挥发分煤为主要原料，能够实现制备得到的焦炭的块度大、灰分含量低，特别适合作为铸造焦用于熔铁或熔化岩棉。制备该焦炭的原料中，优质煤的含量低，降低了成产成本、节约了肥煤资源。
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 (11)
1.一种焦炭的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将原料配制得到配合煤；其中，以所述原料的总重量为基准，所述原料包含：低挥发分煤80wt％-96wt％、粘结剂2wt％-5wt％、痩化剂2wt％-15wt％，其中，所述低挥发分煤的粘结指数G低满足20≤G低＜90；
(2)将所述配合煤制成煤饼后放入热回收焦炉中进行结焦；
其中，所述热回收焦炉的辐射段终温为900-960℃，对流段终温为940-1000℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述低挥发分煤的灰分Ad低≤8wt％；和/或
所述低挥发分煤的挥发分Vdaf低满足14wt％≤Vdaf低＜25wt％。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述低挥发分煤包含多种粘结指数不同的煤中的至少一种；
优选地，所述低挥发分煤包含：粘结指数GA满足80＜GA≤90的A煤，粘结指数GB满足65＜GB≤80的B煤和粘结指数Gc为50≤GC≤65的C煤；
优选地，以所述原料的总重量为基准，所述低挥发分煤包含：30-40wt％的A煤、15-20wt％的B煤和35-45wt％的C煤。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，步骤(1)中所述配制的过程包括：将瘦化剂、粘结剂与所述低挥发分煤所包含的多种粘结指数不同的煤中的一种进行混合并粉碎，得到粉碎料；
将所述低挥发分煤所包含的多种粘结指数不同的煤中的其他煤分别粉碎为碎煤；
将所述粉碎料与所述碎煤进行混合并调节水分含量，得到所述配合煤。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述配合煤同时满足以下性能指标：Ad,配≤6.5wt％；15wt％≤Vdaf,配≤20wt％；55≤G配≤70；8mm≤Y配≤15mm；15mm≤X配≤30mm；0.7≤V/I配≤1和MCI配≤3％。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，以所述配合煤的总重量为基准，88-98wt％的所述配合煤的平均粒度＜3mm；
优选的，以所述配合煤的总重量为基准，所述配合煤的含水量为9-15wt％；
优选的，在步骤(2)中，所述煤饼的密度为0.9t/m3-1.2t/m3。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(2)中，所述结焦的温度条件包括：
对流段的升温程序：从煤饼装炉温度以3-6℃/h升温至900-960℃；
辐射段的升温程序：从煤饼装炉温度以3-6℃/h升温至940-1000℃。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述结焦的时间为7-14天。
9.一种权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制得的焦炭。
10.根据权利要求9所述的焦炭，其中，所述焦炭的性能指标为：50wt％以上的所述焦炭的粒度＞80mm；Ad,炭≤8wt％；M40,炭≥90wt％；M10,炭≤8wt％；CRI炭≤25wt％；CSR炭≥65wt％；Ps炭≤38％。
11.权利要求9或10所述的焦炭在冲天炉化铁及高炉冶炼中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010481967.1A CN111548810A (zh) | 2020-05-29 | 2020-05-29 | 焦炭及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010481967.1A CN111548810A (zh) | 2020-05-29 | 2020-05-29 | 焦炭及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111548810A true CN111548810A (zh) | 2020-08-18 |
Family
ID=71999074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010481967.1A Pending CN111548810A (zh) | 2020-05-29 | 2020-05-29 | 焦炭及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111548810A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112521963A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-19 | 武汉钢铁有限公司 | 低煤化度强粘结性炼焦煤参与配煤炼焦的焦炉加热制度调节方法 |
| CN114410329A (zh) * | 2022-02-10 | 2022-04-29 | 山西沁新能源集团股份有限公司 | 具有杂化碳的高碳焦及其制备方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2917800C2 (de) * | 1979-05-03 | 1982-06-09 | Saarbergwerke AG, 6600 Saarbrücken | Verfahren zur Herstellung von Koks |
| JPH03220291A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-09-27 | Nippon Steel Chem Co Ltd | コークスの製造方法 |
| CN101845345A (zh) * | 2010-06-07 | 2010-09-29 | 成都市翻鑫家科技有限公司 | 工业无烟型焦 |
| CN101942315A (zh) * | 2010-08-16 | 2011-01-12 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种高比例配煤炼焦的方法 |
| CN102198991A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-09-28 | 何巨堂 | 一种含煤焦油污水的处理方法 |
| CN104785183A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-07-22 | 神华集团有限责任公司 | 一种多段等离子体裂解碳质材料反应器系统 |
| CN110540849A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-06 | 上海茜昆实业发展有限公司 | 一种节能环保焦炭及其制备方法 |
| CN110699099A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-17 | 鞍钢股份有限公司 | 一种利用化工废弃物制备高强度炼铁用焦炭的方法 |
-
2020
- 2020-05-29 CN CN202010481967.1A patent/CN111548810A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2917800C2 (de) * | 1979-05-03 | 1982-06-09 | Saarbergwerke AG, 6600 Saarbrücken | Verfahren zur Herstellung von Koks |
| JPH03220291A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-09-27 | Nippon Steel Chem Co Ltd | コークスの製造方法 |
| CN101845345A (zh) * | 2010-06-07 | 2010-09-29 | 成都市翻鑫家科技有限公司 | 工业无烟型焦 |
| CN101942315A (zh) * | 2010-08-16 | 2011-01-12 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种高比例配煤炼焦的方法 |
| CN102198991A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-09-28 | 何巨堂 | 一种含煤焦油污水的处理方法 |
| CN104785183A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-07-22 | 神华集团有限责任公司 | 一种多段等离子体裂解碳质材料反应器系统 |
| CN110540849A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-06 | 上海茜昆实业发展有限公司 | 一种节能环保焦炭及其制备方法 |
| CN110699099A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-17 | 鞍钢股份有限公司 | 一种利用化工废弃物制备高强度炼铁用焦炭的方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 王宇魁主编: "《中国煤炭市场发展报告》", 31 May 2019, 山西经济出版社 * |
| 王连河编著: "《地学面面大观》", 31 October 2013, 吉林出版集团有限责任公司 * |
| 青岛联合冶金研究院有限公司: "《热回收焦炉生产技术问答》", 30 September 2017, 中国工业出版社 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112521963A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-19 | 武汉钢铁有限公司 | 低煤化度强粘结性炼焦煤参与配煤炼焦的焦炉加热制度调节方法 |
| CN112521963B (zh) * | 2020-11-23 | 2021-09-14 | 武汉钢铁有限公司 | 低煤化度强粘结性炼焦煤参与配煤炼焦的焦炉加热制度调节方法 |
| CN114410329A (zh) * | 2022-02-10 | 2022-04-29 | 山西沁新能源集团股份有限公司 | 具有杂化碳的高碳焦及其制备方法 |
| CN114410329B (zh) * | 2022-02-10 | 2022-10-28 | 山西沁新能源集团股份有限公司 | 具有杂化碳的高碳焦及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101787296A (zh) | 一种配加褐煤的炼焦方法以及装炉煤 | |
| CN110241273B (zh) | 一种利用鄂西铁矿石与气煤制备的铁焦及其制备方法 | |
| CN110093467B (zh) | 一种铁焦的制备方法 | |
| CN110746997B (zh) | 炼制冶金焦的方法 | |
| CN110776942B (zh) | 一种利用不粘煤生产冶金焦的方法 | |
| CN104194816B (zh) | 一种制备焦炭的方法 | |
| CN117049547A (zh) | 一种咖啡壳制备硅冶炼用还原剂的方法 | |
| CN108149010A (zh) | 低燃耗球团粘合剂及其制备方法 | |
| CN111548810A (zh) | 焦炭及其制备方法和应用 | |
| CN113105905B (zh) | 一种酒糟自然发酵协同强化烟煤制备工业硅还原剂的方法 | |
| CN113088310A (zh) | 一种捣固配煤炼焦方法、其产品及炼焦用配合煤 | |
| CN109097084A (zh) | 一种生产型焦的配煤原料组合物及型焦制备工艺 | |
| CN100547054C (zh) | 一种用普通炼焦煤生产的一级冶金焦原料组合物及其生产方法 | |
| CN103740391A (zh) | 一种动力煤预处理的配煤炼焦方法 | |
| CN107189800A (zh) | 一种炼焦方法及其产品和应用 | |
| CN118995252A (zh) | 一种高品质焦炭的配煤炼焦方法及高品质焦炭 | |
| CN110467953A (zh) | 基于水玻璃过渡态粘结剂生产洁净型焦的方法 | |
| CN111575034B (zh) | 一种型焦及其制备方法和应用 | |
| CN115651688A (zh) | 一种低变质煤生产铁矿烧结用兰炭的方法 | |
| CN114656988A (zh) | 一种低碳炼铁用铁钛复合焦炭及其制造方法 | |
| CN101285199A (zh) | 一种利用煤炭作原料生产铝用炭阳极的方法 | |
| CN112897506B (zh) | 一种酒糟自然发酵协同强化石油焦制备工业硅还原剂的方法 | |
| CN112391185B (zh) | 一种利用热回收焦炉制备优质铁焦的方法 | |
| CN111575033A (zh) | 一种型焦及其制备方法和应用 | |
| CN110317651A (zh) | 基于氧化铝过渡态粘结剂生产洁净型焦的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200818 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |