[发明专利]一种以低变质粉煤、重质油、焦油渣为原料制备型焦的方法

说明书

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，特别涉及一种以低变质粉煤、重质油、焦油渣为原料制备型焦的方法。

背景技术

我国煤炭资源中，低变质烟煤(长焰煤、不粘煤、弱粘煤)储量极为丰富，约占全国煤炭资源总量的51％左右，主要集中在陕、晋、宁、蒙、甘接壤地区，由于该煤种挥发分含量可达到30％以上，因此通过中低温干馏工艺获得兰炭、煤焦油与煤气，是其分级提质、高效转化和综合利用的主要手段。

陕北低变质煤资源主要采用内热式直立炉生产工艺，以回炉煤气为燃料，空气为助燃剂对原料煤加热，通过中低温干馏工艺获得兰炭、煤气和焦油产品。该工艺所能处理的原料煤仅限于20mm～80mm的块煤，但是在开采、运输等过程中，会产生大量的粉煤，块煤产量仅占约40％左右，这就使得兰炭生产原料受限，而同时大量的粉煤难以进行热解处理，其中所含6～10％的焦油无法进行综合利用。目前，粉煤的热解技术大多处于实验室研究或工业试验阶段，尚未有推广应用的报道。最有应用前景的固体热载体工艺存在的重质焦油和半焦微细粒子黏附在分离器和冷却管路内壁，影响系统稳定运行、热载体与粉煤的难以快速混合与加热、热解挥发分不易快速分离等关键问题，是该技术难以大规模推广应用的瓶颈。

我国煤炭资源虽然丰富，但是煤源和煤种分布不均，除华北、华东地区外，其它省区炼焦煤源很少，尤其是炼焦所用的主焦煤、肥煤等储量较少，而且日趋紧缺，难以满足冶金工业的发展需要。为此人们一直在努力开发能大量利用丰富的低变质粉煤的技术，而发展型煤与型焦技术也是一种提高低变质粉煤利用率和减少环境污染的重要途径。型焦产品可根据强度以及其他指标可用为工业或民用块状燃料和气化原料，也可代替常规焦炭用于炼铁和铸造等工业。因此，发展型煤与型焦技术对我国具有十分重要的现实意义。

目前，利用低变质粉煤制备型焦技术已经有大量的研究与报道，公开专利CN102925178A中所提及的制备型焦的方法，所采用的粘结剂为煤直接液化残渣，其热解工艺为型煤干燥后直接热解。专利CN1070220A中提到的方法也使用焦油渣制备型煤，主要是以无烟煤和烟煤为原料，生产作为燃料的型煤；其次，除了使用焦油渣之外，该专利还使用了电石渣、电石灰、石灰等其他添加剂。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种以低变质粉煤、重质油、焦油渣为原料制备型焦的方法，利用热解得到的副产品(重质油、焦油渣)为主要粘结剂，生产成本低，工艺简单，可利用现有的兰炭生产装置进行生产，常温下成型，成型压力低，既可实现低变质粉煤的热解分级提质，又同时获得了煤焦油、富氢煤气和抗压强度好的型焦产品，对低变质粉煤资源的综合利用具有重要现实意义。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种以低变质粉煤、重质油、焦油渣为原料制备型焦的方法，包括如下步骤：

步骤一，将低变质粉煤与焦油渣分别经过磨矿、筛分预处理后得到一定粒径的原料煤粉末；

步骤二，按照低变质粉煤65％～90％，重质油5％～15％、焦油渣5％～20％的质量配比混合均匀，在成型模具中加压成型，得到型煤；

步骤三，将制备好的型煤置于加热炉内，在200～300℃下进行干燥与强化处理；

步骤四，将强化处理后的型煤在干馏装置中于800℃～1000℃进行热解，得到型焦、煤焦油及煤气。

进一步地，所述低变质粉煤为长焰煤、弱粘煤及不黏煤中的一种或者多种。

进一步地，所述低变质粉煤与焦油渣经预处理后，低变质粉煤的粒度为80目，焦油渣的粒度控制在3mm以下。

进一步地，所述重质油及焦油渣为低变质煤热解得到的副产品。

进一步地，所述的重质油是将中低温煤焦油进行分馏处理，切割温度为400℃～500℃时所获取的重质焦油。

进一步地，所述步骤二中成型压力为6Mpa～10Mpa。

进一步地，所述步骤三中低温强化时间为30～60min。

进一步地，所述步骤四中的热解时间为2～4h。

进一步地，所述步骤四中得到的煤焦油进行分馏处理，得到焦油渣、重质油和轻质油，其中焦油渣返回至步骤一循环使用，重质油返回至步骤二成型阶段循环使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)解决了目前我国晋陕蒙宁地区兰炭产业中大量低变质粉煤(包括长焰煤、弱粘煤及不粘煤)资源综合利用的难题，可利用现有的、技术成熟的内热式低温干馏装置与工艺直接进行生产。