[发明专利]生焦的造粒和煅烧

说明书

本发明涉及用于煅烧生石油焦，更尤其涉及采用减少产物起尘问题的竖窑煅烧炉（shaft calciner）或者显著提高回收率并产生更一致均匀产物的旋转窑式煅烧炉（rotary kiln calciner）来煅烧生石油焦的方法。

用于制备用于铝工业和采用煅烧石油焦的其它工业的煅烧石油焦的生石油焦的价值越来越大。这受到了这些日益增多的终端使用行业的需求增加和来自炼油行业的合适品质生石油焦的供应日益减少的驱动。生石油焦的总全球生产量一直在增加，但是这种新增产量的大部分品质较差，具有较高的污染物水平，比如硫、钒和镍。铝行业和其它行业使用的煅烧石油焦需要更高品质的生石油焦，这些更高品质的生石油焦具有更低的污染物水平和对于终端应用而言有利的结构。

随着由于全球供应/需求不平衡导致适于煅烧的生石油焦的价值的增加，增加能够进一步提高生石油焦和煅烧的焦产物的价值的另外加工步骤变得更可行和合意。如果允许使用更宽范围的生石油焦或者改善煅烧的焦产物的品质或改善在从生石油焦到煅烧石油焦的转变中煅烧焦的回收率或所有这些，那么增加这种加工步骤的另外成本能够得到合理解释。加工步骤例如筛选、研磨和造粒/团聚或团块的增加是能够用来提高总体价值或改善制备的煅烧焦产物的实用价值的动作的全部例子。正是这些额外加工步骤的添加形成了本发明和专利申请的基础。

因此，本发明采用造粒、团聚或团块技术与筛选和磨制/研磨技术的组合来消除在竖窑煅烧中的起尘问题。这种技术的组合也能够显著改善使用更宽范围的生石油焦原料来制备煅烧石油焦的能力，能够通过制备更致密的丸粒或团块来显著改善煅烧焦品质或改善由在旋转窑式煅烧技术中由生焦起始产物回收煅烧焦。

发明内容

根据本发明的用于煅烧生石油焦的方法包括将粒度大约0.1mm-75mm的生焦分离成欠尺寸部分（undersized portion）和过尺寸部分（oversized portion）。更具体而言，欠尺寸部分可以具有小于4 Tyler目（4.75mm）的粒度，过尺寸部分可以具有大于4.75mm的粒度。这些粒度仅仅作为示例给出。可以选择任何粒度作为欠尺寸部分和过尺寸部分之间的刻划点。

随后，将欠尺寸部分采用粘合剂造粒以形成造粒的焦或团块化以形成团块。造粒被认为是优选的，因为它通常要求更少的能量，制成在终端应用，比如铝熔炼中使用的碳阳极的制备，中能够有利的球形丸粒。也可能需要或必须研磨或磨制欠尺寸的焦以更好地控制丸粒形成、尺寸和强度。

更具体而言，粘合剂可以包括任何常规水溶性的低成本粘合剂，比如淀粉、糖、木质素磺酸盐、PVA（聚乙烯醇）、CMC（羧基甲基纤维素）和半纤维素。软化点为90-130^o的煤焦油沥青也可以用作粘合剂。在这种情况下，煤焦油沥青和欠尺寸的焦部分必须加热。原则上，在其它造粒和团块方法中通常使用的任何粘合剂能够使用，包括石油沥青。唯一的限制是粘合剂必须大体上是基于有机物的，没有或者仅有极低浓度的无机元素，比如钠、钙或钾。成本也是非常重要的考虑，优选使用低成本粘合剂。

随后，将过尺寸部分和造粒的焦或团块的焦组合起来形成进料混合物，该混合物随后在竖窑煅烧炉或旋转窑式煅烧炉中煅烧。

粘合剂的用量可以是丸粒或团块的大约0-大约15重量％。

可替换地，根据本发明的方法也可以包括将生石油焦磨制成≤2mm的粒度，随后用粘合剂将该磨制的焦造粒或团块化以形成造粒的或团块化的焦。2mm的粒度仅仅是作为例子给出。可能有利的是磨制到更细或更粗的粒度。在一些行业例如水泥制备中，石油焦被磨制成非常细的粒度，典型地是95％为－200目（－75微米）。将焦磨制到更细粒度的优点是允许更好地控制造粒过程和形成更均匀更致密更高原样强度强度的丸粒。

如上所述，粘合剂可以包括软化点为大约90-120^o的煤焦油沥青，磨制的焦在造粒之前可以加热到大约150^o。

优选地，丸粒尺寸是大约1mm－25mm。

附图说明

当结合附图考虑时，通过下列描述将更好地理解本发明的优点和特征，其中：

图1是在造粒和煅烧之前采用筛子分离生焦的本发明实施方案的方框图；和

图2是在生焦造粒和煅烧之前在生焦的制备之前采用粉碎器的本发明另一实施方案的方框图。

具体实施方式

多年来，旋转窑和竖窑已经成功用于制备煅烧焦，所述煅烧焦是铝电解制备中使用的碳阳极的主要制备原料。

煅烧生焦的主要目的是：