[发明专利]一种弱黏煤或不黏煤改质处理的方法

说明书

技术领域

本发明属于弱黏结性或不黏煤的改质处理技术领域，具体涉及通过水蒸汽处理改质手段改善弱黏或不黏煤的黏结性和结焦性能。

背景技术

目前我国煤炭资源的现状，即优质炼焦煤资源日趋紧张，而低变质程度高挥发份的不粘煤如神府煤储量丰富，这些弱黏或不黏煤的使用可以最大限度的扩大炼焦煤的资源，缓解炼焦煤的不足。然而弱黏或不黏煤由于其变质程度较低，含氧官能团多，氢键缔合强度高，黏结性能差，挥发份含量较高，因而直接使用配入量受到限制，为此必须进行改质提质处理，以提高其配入量，并且满足大高炉对焦炭质量的要求。

通过文献查阅发现，文献报道的采用水热处理的手段对煤进行改质，都是为改善其液化性能，其水热处理过程是采用液态的水，在高压的作用下进行的。而将低变质程度的弱黏煤通过水蒸汽常压处理手段，改善其黏结性能，用于炼焦配煤目前尚未见报道。

发明内容

本发明克服现有技术不足，提供一种水蒸汽常压改质处理高挥发份弱黏或不黏煤的方法，并将改质处理后的弱黏或不黏煤用于炼焦配煤。

实现上述发明目的的技术方案是：将弱黏煤或不黏煤置于固定床反应器中，通入N₂以排尽反应器中的空气，避免煤样的氧化；之后切换通入水蒸汽，并将反应器开始加热，反应器的压力为常压，水热处理在100～350℃下进行，在此温度下持续通入水蒸汽；当水蒸汽的用量达到弱黏煤或不黏煤质量的1～3倍后，停止加热并切换氮气快速将反应器冷却至室温；从反应器中取出水蒸汽处理后的煤样，密封储存备用作为炼焦配煤；从反应器顶逸出的处理后的气体经冷凝冷却后可进入煤气系统加以处理。

本发明针对高挥发份弱粘或不黏煤的具体特点，即变质程度低，含氧官能团多，氢键缔合强度高，黏结性能差，通过适当条件下的水蒸汽处理，能够有效脱除其含氧官能团，达到人工促进其变质程度的目的，破坏其氢键作用，提高其有机溶剂可溶物的含量，从而提高其黏结性和炼焦性能，达到增加其在炼焦煤中配入量，最大限度地高效、合理使用弱黏或不黏煤资源的目的。

神府煤是弱黏煤或不黏煤的典型代表，由于其高挥发性和弱黏结性的基本特点，使得其在目前配煤炼焦上很少使用，少数炼焦企业使用时其在炼焦配煤中的配入量不超过1～3％，用量受到限制。使用本发明技术后，经过适当的水蒸汽处理后，能够明显改善神府煤的黏结性和结焦性，因而可将其在炼焦配煤中的用量提高至8～15％，并且焦炭质量能够满足要求。

随着我国焦化行业的不断发展，炼焦煤资源短缺的矛盾日益突出，因此扩大弱黏结煤在炼焦过程中的应用，提高焦炭质量，是我国炼焦行业发展的主要方向之一。与之相对应，我国高挥发分弱黏性或不黏煤资源十分丰富，其中长焰煤、不黏煤和弱黏煤约占全国煤炭储量的25％，这些煤具备了低硫、易洗选、精煤灰分低和价廉等优点。炼焦配煤中如果能够提高这些高挥发分弱黏结性或不黏煤的配用量，这无疑将有利于降低焦炭灰分、硫份，扩大炼焦煤资源，降低配煤成本，提高经济和社会效益。本发明表明，对神府煤为代表的弱黏煤或不黏煤，采用水蒸汽处理的技术，确实可以明显改善其黏结性和结焦性，扩大其在炼焦配煤中的应用是可行的。所涉及的处理条件目前炼焦企业完全可以实施。2010年我国炼焦煤(精煤)的使用量达到5亿t，如果按照水蒸汽处理改质后神府煤的配入量为10％计，则可以节约炼焦煤5000万t，从而可以降低炼焦配煤的成本，其经济效益十分明显。

具体实施方式

以下结合实施例详述本发明。

实施例1

以神府煤为例，试验对神府煤在100℃的条件下进行水蒸汽处理，水蒸汽通入量为煤样质量的2倍，采用煤样的粒度为3mm以下。经水蒸汽处理后的神府煤在N-甲基-2吡咯烷酮/二硫化碳混合溶剂(1∶1体积比)中的抽提率提高65％，黏结性指数G值提高60％，含氧量降低4.5％。经配水热处理煤炼焦后(坩埚焦)所得焦炭与原煤的基础配比相比焦炭的显微强度提高3.1％，CO₂反应性CRI降低2.5％，反应后强度CRS提高8.9％。

实施例2

以神府煤为例，试验对神府煤在250℃的条件下进行水蒸汽处理，水蒸汽通入量为煤样质量的2倍，采用煤样的粒度为3mm以下。经水蒸汽处理后的神府煤在N-甲基-2吡咯烷酮/二硫化碳混合溶剂(1∶1体积比)中的抽提率提高150％，黏结性指数G值提高160％，含氧量降低8.5％。经配水热处理煤炼焦后(坩埚焦)所得焦炭与原煤的基础配比相比焦炭的显微强度提高6.1％，CO₂反应性CRI降低12.5％，反应后强度CRS提高28.9％。

实施例3