[发明专利]一种配用无烟煤的焦炭及炼焦方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焦炭及炼焦方法，特别涉及一种配用无烟煤的焦炭及炼焦方法，属于煤化工技术领域。

背景技术

炼焦是一个传统的行业。近百年时间里，焦炉炭化室从低到高，从顶装到捣固迅速发展，目前，中国已经拥有世界最高的7.63m顶装焦炉和6.25m捣固焦炉，焦炭产量占世界的60％以上。

在最初炼焦阶段，使用粘结性结焦性好的焦煤炼制焦炭。焦煤虽可以单独炼出强度高、耐磨性能好的焦炭，但焦煤资源储量较少，分布不平衡，化学成分也有优劣。随着工业的发展，单用焦煤炼焦远远不能满足工业发展的需要。为了节约优质炼焦煤，必须把部分粘结性好的优质炼焦煤与其他中等粘结性煤配合炼焦，以扩大不同牌号的烟煤的利用。

中国现有的炼焦配煤煤种包括气煤、肥煤、焦煤、瘦煤以及1/3焦煤等，一般指以肥煤、焦煤等粘结性强的煤作为基础煤，再适当增加高、低挥发分的弱粘结性煤，以炼制理想的焦炭。

中国是一个优质炼焦煤资源短缺的大国，炼焦煤资源虽相对丰富，但以高挥发分气煤(包括1/3焦煤)为主，而肥煤、焦煤、瘦煤加在一起尚不到炼焦煤储量的50％，其中约有一半的肥煤、瘦煤为高硫煤，有1/3左右的焦煤是高硫、高灰煤。因此，迫切需要扩大炼焦煤源、提高焦炭质量的炼焦新方法解决这一实际问题。

传统的配煤炼焦方法一般采用肥煤、焦煤等强粘结性煤为基础煤，配加部分瘦煤、贫瘦煤、气煤等弱粘结性煤，同时通过预测灰分、挥发分、全硫含量的方法控制焦炭质量，炼制理想的焦炭。

但是，传统配煤炼焦方法具有很多缺点，如：资源短缺，优质炼焦煤资源紧张使该方法缺少持续、稳定的配煤比；配煤成本高，该方法使用了大量优质炼焦煤，成本增加；焦炭灰、硫、磷等指标难以有效保障，优质炼焦煤资源虽具有较强的粘结性，但其灰、硫、磷等指标含量偏高，对焦炭的灰、硫、磷难以保障。

已知的无烟煤配煤的研究一般可分为三类，即直接配无烟煤炼焦工艺、型煤配无烟煤炼焦工艺和添加改性剂配无烟煤炼焦工艺。

对于直接配无烟煤炼焦工艺，中国煤炭科学研究院陈鹏教授较早的报道了添加无烟煤粉对焦炭质量的影响，结果认为在原北京焦化厂配煤的基础上，配加3%的无烟煤粉，能使焦炭质量明显提高，M₄₀>76%，M₁₀<8.5%，同时指出配煤结构为强黏煤：准强粘煤：弱粘煤：无烟煤比例为60：25：12：3。中国专利95104930.5公开了一种以无烟煤为原料的炼焦方法，其特征在于采用无烟煤和烟煤经粉碎配煤后混合和再装炉炼制而成，实施例中以无烟煤和肥煤配煤，其无烟煤分别以50%、20%和70%的比例配煤炼焦，得到最优焦炭质量M₁₀>8.6%，M₄₀<82%。

对于型煤配无烟煤炼焦工艺，无烟煤配煤炼焦的试验研究[J]（解元承等，贵州化工，2009，34(2)：13-16.）一文中提出无烟煤配入量可以达到12％，这是由于其采用了无烟煤与20％的配合煤制型煤炼焦的工艺，并且其焦肥煤的配入量比较高，达到80％以上。因此，在添加无烟煤炼焦时，只要合理调整气、肥、焦、瘦等各种炼焦煤的配比，保证配合煤的活惰比在最佳值，就可以提高无烟煤的配入量。中国专利200910020679.X公开了一种大比例无烟煤配煤炼焦新工艺，其配料比为主焦煤30、1/3焦煤40、无烟煤30，配料经细碎后液压捣固成煤饼送入四联拱焦炉炭化室进行炼焦，装煤60小时焦炭成熟，生产冶金焦。

对于添加改性剂配无烟煤炼焦工艺，白煤在配煤炼焦中的应用[J]（兰天朱子宗等，钢铁，2009，44(4)：20-22,27.）一文公开了在2kg试验小焦炉对无烟煤配煤炼焦进行试验，结果表明：当无烟煤配入量为8％，无烟煤粒度<3mm时，添加0.10％的ZZZ改性剂，可以得到与某钢厂原配合煤生产的焦炭质量接近的焦炭。中国专利200510032030.1公开了一种无烟煤炼焦添加剂，炼焦配煤时配入10～50％的无烟煤并混入少量无烟煤炼焦添加剂，就能炼出高质量的焦炭。将盐的一种或数种与表面活性剂的一种或数种配成无烟煤炼焦添加剂加入到混有无烟煤的炼焦煤中，可增加焦炭的高温收缩量，炼出优质焦。