一種低階煤的焦化工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焦化工藝，具體涉及一種以低階煤為原料的焦化工藝，屬于低階煤轉(zhuǎn)化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭是我國的主要能源，在一次能源結(jié)構(gòu)中約占70 %。在漫長的地質(zhì)演變過程中，煤炭的形成受多種因素的作用，致使煤炭品種繁多。依據(jù)結(jié)構(gòu)和組成的不同，煤炭分為褐煤、煙煤和無煙煤3大類，其中煙煤又分為低變質(zhì)煙煤和中變質(zhì)煙煤，低變質(zhì)煙煤又叫次煙煤，與褐煤一起統(tǒng)稱為“低階煤”。低階煤是煤化作用初期的產(chǎn)物，具有含碳量低、水分高、易粉化、易自燃、揮發(fā)份高、浸水強(qiáng)度差、抗跌強(qiáng)度差的特點，這些特性限制了對低階煤的直接開發(fā)利用，但據(jù)統(tǒng)計，我國低階煤儲量占全國已探明煤儲量的55%以上，達(dá)5612億噸，這無疑造成了一種資源的浪費。并且隨著國內(nèi)能源需求的日益增大和優(yōu)質(zhì)煤炭資源量的銳減，低階煤的轉(zhuǎn)化綜合利用成為人們?nèi)諠u關(guān)注的焦點。
[0003]低階煤的提質(zhì)工藝是低階煤轉(zhuǎn)化利用的手段之一，其是在隔絕空氣或是非氧化氣氛條件下將低階煤加熱至200-800°C進(jìn)行中低溫提質(zhì)，最終得到焦油、煤氣和半焦的加工方法。但目前的低階煤提質(zhì)技術(shù)均處于試驗研究和工程化初始應(yīng)用階段，不存在使其大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的設(shè)備，由此限制了低階煤的開發(fā)利用。
[0004]搗固焦?fàn)t是煤的焦化工藝中采用的大型化設(shè)備，其占地面積廣，投資基建費用大，采用搗固焦?fàn)t進(jìn)行煉焦的焦化工藝主要是指高溫?zé)捊箒慝@得焦炭和回收化學(xué)產(chǎn)品，其焦炭產(chǎn)品主要是冶金焦或化工焦，由于工業(yè)上對冶金焦或化工焦的品質(zhì)要求，使其采用的煤原料主要包括焦煤、1/3焦煤、氣煤、肥煤、瘦煤、貧瘦煤等煤種，屬于中變質(zhì)煙煤，由于近年來煤炭資源的短缺，特別是用于焦化工業(yè)的中高品質(zhì)煤原料的減少，使得焦化行業(yè)的原料成本與日俱增，加之近幾年鋼鐵、冶金等大量需要冶金焦或化工焦的行業(yè)的衰退，一方面，使焦炭產(chǎn)品的價格急劇降低，原料價格的上漲、產(chǎn)品價格的下降，使得我國大部分焦化行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益嚴(yán)重下滑，另一方面，焦炭需求量的減少迫使焦化廠縮減焦炭產(chǎn)量，但是由于搗固焦?fàn)t一旦停止運行即會報廢，因此為了保護(hù)斥巨資投建的搗固焦?fàn)t設(shè)備，其不得不在最低程度內(nèi)維持焦?fàn)t的運行，不僅降低了搗固焦?fàn)t的利用度，還造成焦化行業(yè)的產(chǎn)能過剩。綜上所述如何拯救瀕臨負(fù)增長的焦化產(chǎn)業(yè)，提高搗固焦?fàn)t的利用度，解決焦化行業(yè)產(chǎn)能過剩的問題已經(jīng)成為焦化行業(yè)函待解決的重要問題。
[0005]眾所周知，傳統(tǒng)的焦化工藝其目的主要是為了獲取焦炭，特別是冶金焦，首先若要解決焦化產(chǎn)業(yè)負(fù)增長問題，大幅降低焦化行業(yè)所需原料煤價格、或提高焦炭價格、又或者二者同時兼具是可選擇的途徑，目前，焦炭價格在短期內(nèi)無法實現(xiàn)回暖，那么只能降低原料煤價格，但是由于焦炭行業(yè)對于焦炭品質(zhì)的要求，繼而追朔到了對原料煤的要求上，一定要嚴(yán)格限定其揮發(fā)分和灰分的指標(biāo)。低階煤是原料煤中價格較為低廉的煤種，如果能夠有效利用低階煤，那么將有助于焦化行業(yè)走出困境。但是，低階煤具有揮發(fā)分高、易粉化、灰分高的特點，而焦化對原料煤提出的揮發(fā)分和灰分的指標(biāo)很嚴(yán)格，這就注定通過使用低階煤無法解決焦化行業(yè)原料煤價格的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)中低階煤無法實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的問題及焦化工藝原料昂貴，焦化行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益低的問題，從而提供了一種以低階煤為原料的焦化工藝。
[0007]為此，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為，
[0008]一種低階煤的焦化工藝，包括，
[0009](1)將低階煤粉碎并與助劑混合，將原料煤進(jìn)行加壓成型；(2)將成型的原料煤推入焦?fàn)t內(nèi)進(jìn)行焦化，控制焦化溫度大于80(TC，焦化時間不小于15小時，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時得到副產(chǎn)品焦炭；
[0010]其中所述助劑為在850°C隔絕空氣干餾失重小于50%的有機(jī)粘結(jié)劑。
[0011]上述的低階煤的焦化工藝中，所述有機(jī)粘結(jié)劑為軟化點大于100°C的浙青質(zhì)。
[0012]上述的低階煤的焦化工藝中，所述助劑為煤浙青或石油浙青，其軟化點不小于120。。。
[0013]上述的低階煤的焦化工藝中，所述浙青的軟化點不小于140°C。
[0014]上述的低階煤的焦化工藝中，所述浙青為高溫浙青，以質(zhì)量計，所述高溫浙青的固定碳含量在25%以上，碳?xì)浔葹?-11。
[0015]上述的低階煤的焦化工藝中，以質(zhì)量計，所述助劑的加入量為所述低階煤質(zhì)量的5-40wt%。
[0016]上述的低階煤的焦化工藝中，以質(zhì)量計，所述助劑的加入量為所述低階煤質(zhì)量的10-30wt%。
[0017]上述的低階煤的焦化工藝中，所述低階煤的G值小于50，揮發(fā)份含量大于40%。
[0018]上述的低階煤的焦化工藝中，所述步驟(2)中焦化溫度950-1100°C。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點，
[0020](1)本發(fā)明中低階煤的焦化工藝，不僅解決了現(xiàn)有搗固焦?fàn)t利用度低、焦化行業(yè)產(chǎn)能過剩的問題，還解決了針對低階煤由于無大規(guī)模的工業(yè)化設(shè)備使其應(yīng)用受限的問題。
[0021]本申請中的低階煤中加入在850°C隔絕空氣干餾失重小于50%的浙青質(zhì)作為粘結(jié)劑，一方面有利于低階煤在搗固設(shè)備中成型，從而使其能夠推入搗固焦?fàn)t中進(jìn)行焦化，另一方面低階煤焦化完成后其固體產(chǎn)物不易粉化，易于搗固焦?fàn)t的推焦，最重要的是所述助劑與低階煤相混合后，其中助劑中的有效成分有助于低階煤中的高分子聚合物在高溫下的降解和低階煤中高分子的斷裂，從而提高工藝過程中油氣的產(chǎn)量，使油、氣增產(chǎn)10%以上。而粗煤氣中的主要成分是氫氣和甲烷，目前，氫氣、甲烷的價格遠(yuǎn)高于焦炭的價格，其產(chǎn)量的增加提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時，較之現(xiàn)有技術(shù)中以中、高階煤為原料的焦化工藝，采用低階煤作為焦化工藝的原料，可以很大程度上降低原料成本，同時對低階煤的開發(fā)和利用意義重大。
[0022](2)本發(fā)明中低階煤的焦化工藝，所述助劑為煤或石油系原料反應(yīng)形成的浙青，且所述浙青的軟化點不小于120°C，提高了低階煤焦化完成后其固體產(chǎn)物一焦炭的品質(zhì)，焦炭中揮發(fā)分不大于3-4%使得到的副產(chǎn)物焦炭可用于發(fā)電、造氣以及其它化工目的。
【具體實施方式】
[0023]本申請的低階煤的焦化工藝適用于所有的低階煤，為便于說明，下述實施例以次煙煤或褐煤為例。
[0024]其中，干煤的質(zhì)量=低階煤的質(zhì)量X75% +助劑的質(zhì)量，“kg/t干煤”指每噸干煤的得到產(chǎn)品多少千克。
[0025]實施例1
[0026](1)將次煙煤粉碎并與助劑混合，采用搗固設(shè)備對原料煤進(jìn)行搗固成型，其中助劑的加入質(zhì)量為次煙煤質(zhì)量的40wt %，所述次煙煤的G值為45，揮發(fā)份含量為65 %，所述助劑為軟化點105°C的浙青質(zhì)，所述浙青質(zhì)在850°C隔絕空氣干餾失重45% ；
[0027](2)將成型的原料煤推入焦?fàn)t內(nèi)進(jìn)行焦化，控制焦化溫度850°C，焦化時間16小時，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時得到副產(chǎn)品焦炭；
[0028]采用常規(guī)工藝分離粗煤氣、焦油，并進(jìn)一步從焦油中分離粗苯，得到的所述粗煤氣的量為650Nm3/t干煤，所述焦油的量為109kg/t干煤，所述副產(chǎn)品焦炭的量為390kg/t干煤，所述粗苯的量為31kg/t干煤。以質(zhì)量計，焦炭中固體碳含量不小于60%，揮發(fā)分含量不大于6%,焦炭篩分后粒徑在40mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的20%,粒徑在25mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的60%。
[0029]實施例2
[0030](1)將次煙煤粉碎并與助劑混合，采用搗固設(shè)備對原料煤進(jìn)行搗固成型，其中助劑的加入質(zhì)量為次煙煤質(zhì)量的35wt %，所述次煙煤的G值為40，揮發(fā)份含量為70 %，所述助劑為軟化點115°C的浙青質(zhì)，所述浙青質(zhì)在850°C隔絕空氣干餾失重40% ；
[0031](2)將成型的原料煤推入焦?fàn)t內(nèi)進(jìn)行焦化，控制焦化溫度900°C，焦化時間15.5小時，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時得到副產(chǎn)品焦炭；
[0032]采用常規(guī)工藝分離粗煤氣、焦油，并進(jìn)一步從焦油中分離粗苯，得到的所述粗煤氣的量為680Nm3/噸干煤，所述焦油的量為117kg/t干煤，所述副產(chǎn)品焦炭的量為360kg/t干煤，所述粗苯的量為33kg/t干煤。以質(zhì)量計，焦炭中固體碳含量不小于58%，揮發(fā)分含量不大于5%,焦炭篩分后粒徑在40mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的15%,粒徑在25mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的55%。
[0033]實施例3
[0034](1)將次煙煤粉碎并與助劑混合，采用搗固設(shè)備對原料煤進(jìn)行搗固成型，其中助劑的加入質(zhì)量為次煙煤質(zhì)量的30wt %，所述次煙煤的G值為35，揮發(fā)份含量為45 %，所述助劑為軟化點120°C的浙青質(zhì)，所述浙青質(zhì)在850°C隔絕空氣干餾失重42% ；
[0035](2)將成型的原料煤推入焦?fàn)t內(nèi)進(jìn)行焦化，控制焦化溫度950°C，焦化時間17小時，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時得到副產(chǎn)品焦炭；
[0036]采用常規(guī)工藝分離粗煤氣、焦油，并進(jìn)一步從焦油中分離粗苯，得到的所述粗煤氣的量為450Nm3/t干煤，所述焦油的量為45kg/t干煤，所述副產(chǎn)品焦炭的量為586kg/t干煤，所述粗苯的量為15kg/t干煤。以質(zhì)量計，焦炭中固體碳含量不小于72%，揮發(fā)分含量不大于4%,焦炭篩分后粒徑在40mm以上的顆粒總質(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的15%,粒徑在25mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的55%。
[0037]實施例4
[0038](1)將次煙煤粉碎并與助劑混合，采用搗固設(shè)備對原料煤進(jìn)行搗固成型，其中助劑的加入質(zhì)量為次煙煤質(zhì)量的25wt %，所述次煙煤的G值為30，揮發(fā)份含量為65 %，所述助劑為軟化點130°C的浙青質(zhì)，所述浙青質(zhì)在850°C隔絕空氣干餾失重40% ；
[0039](2)將成型的原料煤推入焦?fàn)t內(nèi)進(jìn)行焦化，控制焦化溫度1000°C，焦化時間16.5小時，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時得到副產(chǎn)品焦炭；
[0040]采用常規(guī)工藝分離粗煤氣、焦油，并進(jìn)一步從焦油中分離粗苯，得到的所述粗煤氣的量為720Nm3/t干煤，所述焦油的量為117kg/t干煤，所述副產(chǎn)品焦炭的量為360kg/t干煤，所述粗苯的量為33kg/t干煤。以質(zhì)量計，焦炭中固體碳含量不小于58%，揮發(fā)分含量不大于4%,焦炭篩分后粒徑在40mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的15%,粒徑在25mm以上的顆?？傎|(zhì)量為焦炭總質(zhì)量的55%。
[0041]實施例5
[0042](1)將次煙煤粉碎并與助劑混合，采用搗固設(shè)備對原料煤進(jìn)行搗固成型，其中助劑的加入質(zhì)量為次煙煤質(zhì)量的20wt %，所述次煙煤的G值為20，揮發(fā)份含量為60 %，所述助劑為軟化點140°C的浙青質(zhì)，所述浙青質(zhì)在850°C隔絕空氣干餾失重35% ；
[0043](2)將成型的原料煤推入焦?fàn)t內(nèi)進(jìn)行焦化，控制焦化溫度1100°C，焦化時間18小時，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時得到副產(chǎn)品焦炭；
[0044]采用常規(guī)工藝分離粗煤氣、焦油，并進(jìn)