[发明专利]针状焦、其制备方法以及其制备装置

说明书

本发明提供一种针状焦、其制备方法及其制备装置。本发明的针状焦的制备方法包括以下步骤：将经过延迟焦化的生焦分成粉末、细颗粒和粗颗粒后，再以粉末18‑25重量份、细颗粒30‑50重量份、粗颗粒40‑50重量份的比例进行混合得到混合的生焦；以及将所述混合的生焦运送到煅烧设备进行分阶段煅烧处理。本发明通过控制待煅烧的生焦的粒径的重量比例以及通过设置包括预煅烧、冷却和煅烧的三段煅烧，可以降低生产的针状焦的热膨胀系数，同时可以控制生产的针状焦的粒度分布，从而，相比现有的针状焦，其更适于应用于人造石墨电极的生产中。

技术领域

本发明属于化工原料制备技术领域，具体涉及一种针状焦、其制备方法以及其制备装置。

背景技术

针状焦的生产是通常是由三个工序完成的，即原料预处理、延迟焦化和煅烧。延迟焦化生产出的针状焦习惯上称之为生焦，经过回转窑或罐式窑煅烧后的针状焦称之为煅后焦。煅烧操作通常在1200至1500℃的温度下进行，通过煅烧可以脱除生焦中水分和挥发分，同时将延迟焦中热缩聚反应充分完成并对针状焦中晶体结构进一步改善，表现出煅后焦的密度和机械强度得到提高，导电性和抗氧化性得以增强，使煅后针状焦质量满足生产超高功率电极的要求。近年来，随着石墨电极操作条件变得越来越严格，用于人造石墨电极的针状焦需要有更低的热膨胀系数(CTE)，更高的密度或强度，而且产品质量稳定变得越来越重要。

对煅烧回转窑来说，物料在窑内的停留时间直接影响物料的煅烧质量，停留时间过短，物料很快通过整个窑，煅烧过程进行的不完全而使得物料烧不透，产品挥发分、真密度，电阻率等各项指标不理想，但停留时间太长则生产效率低，产品收率低而且灰分增加。

现有工艺的现状基本上是生焦从延迟焦化塔通过水力除焦后被排放到焦池中通过自然放置脱除生焦中的一部分水分，再用抓斗经过传送装置运送到中转料仓，大颗粒和小颗粒生焦被自然堆放，再通过抓斗和振动筛和皮带传输到煅烧装置的煅前仓中。中转料仓中不断有新生产的生焦投进来，同时一部分生焦被传输离开，不同颗粒度的生焦在流动过程中大颗粒焦之间的空隙对小颗粒或者粉焦就形成筛网作用，造成生焦堆上部是大颗粒焦，中部和下部都是小颗粒焦甚至是细粉。由于不同时间生焦运送到回转窑时的颗粒分布大不同，在看似相同条件下进行操作而实际回转窑内物料动态安息角等不同，得到针状焦的真密度，CTE，机械强度，颗粒分布等数据波动不止。

生焦在沿着窑内壁由于摩擦力和离心力及重力作用下上升和下降周期运动，物料的安息角在最大值和最小值之间周期波动，在其他条件不变的情况下要使得生焦在窑内获得稳定煅烧时间以确保熟焦的真密度等相关指标数据稳定，需要准确并稳定地控制进入回转窑的生焦粒径分布。实际上，目前回转窑的操作控制基本上围绕优化煅烧带的温度与分布进行相关燃料、风量、窑内压力等方面进行调节，但无法解决产品稳定性的问题。例如CN102502581通过控制回转窑煅烧参数如回转窑煅烧带温度、燃料油使用量、油压、一次风量、二次风量、窑头和窑尾负压等将煅烧带控制在距窑头15～20米处，长度15米左右，避免了窑头返火烧坏窑门同时确保针状焦的真密度。

此外生焦在转运站中存放时间不同，生焦含水不同，水含量高不仅消耗过多的热量，而且生焦入窑后水分迅速汽化，而且进入回转窑后炸碎容易发生，可能导致煅后焦粒度小。CN102530919将煅烧系统余热锅炉低温烟气通过管路引至干燥器与生焦直接进行热交换，生焦所含部分水分汽化随烟气通过除尘脱硫一体化装置除尘脱硫后外排，降低入窑生焦水分含量，经过干燥后的生焦水分不高于5％。实际上通过预干燥再煅烧的过程并不能有效提高针状焦真密度，尤其是改善热膨胀系数这一关键指标，从而在用作人造石墨电极时无法获得令人满意的性能。

因此，迫切地需要一种方法能够经济有效地得到具有提高的稳定性和性能的针状焦。

发明内容

本发明的目的是提供一种高质量的针状焦生产方法，通过控制生焦的颗粒分布特别是细粉的含量控制及调节手段，在提高针状焦质量的同时，合理利用细颗粒部分的作用，解决生产企业针状焦产品粒度分布不合格的问题，该方法重要特点是质量稳定，使得在制造人造石墨电极时不会引起电极产品的质量变化。