[发明专利]一种将生物质萃取产物作为添加剂应用于配煤炼焦的方法

说明书

技术领域

本发明属于可再生能源(生物质)利用和煤化工技术交叉技术领域，更具体地，涉及一种将生物质萃取产物作为添加剂应用于配煤炼焦的方法。

背景技术

焦炭在高炉炼铁中是不可缺少的炉料，对高炉炼铁技术改进的影响率在30％以上，在高炉炼铁技术中占有重要的地位。然而优质炼焦煤资源缺乏、价格昂贵，这给采用高炉炼铁技术的钢铁企业造成了巨大压力。因此，开发新的炼焦技术、减少优质焦煤在配煤中的所占比例、扩大炼焦煤资源、并保证焦炭质量和强度对钢铁企业的发展至关重要。然而配煤中焦煤比例太低会大大降低焦炭强度，严重影响焦炭质量。

向配煤煤粉中加入合适的炼焦添加剂(如刘炯.炼焦配煤中加配沥青的研究与应用.煤质技术，2007，61(1)：10-12)，可以拓展配煤煤种，增大弱黏煤或不黏煤的使用比例，替代部分焦煤，并且工艺简单，操作灵活，受到广泛关注(如王艳丽等.添加剂配煤炼焦研究进展.能源技术与管理.2011(06):100-101)。目前常用的粘结剂一般为沥青，往往是对沥青进行改性，使其满足配煤炼焦添加剂的要求；为了提高焦炭强度并改善反应性，一般采用软化点在120℃以上的沥青；而软沥青的软化温度小于70℃，中温沥青的软化温度为70-80℃，因此为了取得较好的添加剂效果，必须对沥青进行改性，改性成本高。例如，中国专利文件CN 102851051A公开了一种复合添加剂配煤炼焦方法，此方法以占配合煤重量百分1～5％硬质沥青和0.05～0.3％的B₄C作为添加剂，混匀并粉碎后进行炼焦；所得焦炭反应性降低1％～10％，反应后强度提高2％～20％。中国专利文件CN101768457B公开了非煤系复合添加剂及其在炼焦中的应用，该添加剂由石油焦、B₄C粉末和SiC粉末的两种或者两种以上的物质组成；添加质量比0.05％～10％的复合添加剂至配合煤中，混匀并粉碎后炼焦所得焦炭反应性降低2％～18％，反应后强度提高5％～23％。非沥青类添加剂也有部分研究，但这些添加剂往往成本不菲，往往还处于实验室研究阶段，例如，诸荣孙等采用商业用粘结剂PRT和CMC作为添加剂，以0.5％配入到马钢炼焦原料时，配入14％无烟煤替代部分焦煤，所炼焦炭粒焦反应性为36％，反应后强度大于50％，满足焦炭质量，与不加无烟煤所炼焦碳的差距很小(无烟煤与添加剂炼焦实验研究.煤炭转化，2012(01):46-50)。并且，进一步研究发现，尽管上述这些添加剂能在一定程度上降低焦炭制备过程中优质焦煤的比例、降低焦炭的生产成本，但这些添加剂中往往含硫(如石油沥青、石油焦)等会严重降低焦炭质量。

发明内容

针对现有配煤炼焦技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种将生物质萃取产物作为添加剂应用于配煤炼焦的方法，其中通过对配煤炼焦添加剂、萃取过程、配煤炼焦过程的实验参数等进行改进，与现有技术相比能够有效解决现有配煤炼焦添加剂成本高，配煤炼焦效果无法进一步提高的问题，并且通过结合具体配煤炼焦添加剂对其添加剂量进行改进，能够达到配煤炼焦效果最优化的技术效果。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种将生物质萃取产物作为添加剂应用于配煤炼焦的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)使用有机溶剂萃取提质生物质：

首先，将生物质原料与有机溶剂按质量比为1：10～1：15混合得到混合体系；接着，将该混合体系加热到250℃～350℃的温度；然后，对该混合体系进行原位热态过滤，得到萃取残渣与液体产物；接着，将所述液体产物冷却至室温并过滤得到滤渣和滤液，其中所得滤渣即为高分子量生物质萃取物，所得滤液经减压蒸馏后即得到低分子量生物质萃取物；

(2)将生物质萃取物用于配煤炼焦：

将所述高分子量生物质萃取物和低分子量生物质萃取物的至少一种按0.5％～3％的质量百分比添加至配合煤原料中，与所述配合煤原料混合炼焦得到焦炭，用于改善炼焦配合煤原料的粘结性，并提高所得焦炭的强度。

作为本发明的进一步优选，所述步骤(2)中是将所述高分子量生物质萃取物和低分子量生物质萃取物的至少一种按1％的质量百分比添加至所述配合煤原料中。

作为本发明的进一步优选，所述步骤(1)中有机溶剂为1-甲基萘、四氢萘和洗油中的任意一种。

作为本发明的进一步优选，所述步骤(1)中是将所述混合体系在250℃～350℃的温度下保持0～90分钟后再对所述混合体系进行原位热态过滤的。