[发明专利]一种用于炼焦原料煤的预处理方法

说明书

本发明公开了一种用于炼焦原料煤的预处理方法，包括：在高温流化床干燥机中对原料煤进行干燥及粗粒煤进行快速预热；将干燥后的原料煤分级为粗粒煤和细粒煤；将分级出的细粒煤筛分为超细粉、细粉和粗粉；将筛分出的超细粉进行造粒及后处理。本发明公开的高温流化床干燥可以同时实现粗粒煤的快速预热，有效改善低品质煤的性状(粘结性)，增加低品质煤的配比比例，缩短工艺流程；另一方面通过对细粒煤进行筛分，根据不同粒度的煤粉采用不同的处理工艺，在解决装炉时细粉煤起尘问题的前提下，将煤粉造粒的负荷及粘结剂的用量降至最低。

技术领域

本发明涉及一种炼焦原料煤的预处理方法，尤其涉及一种将原料煤干燥并分级成粗粒煤和细粒煤之后，对分离出的细粒煤进行筛分，将筛分出的超细粉进行造粒成型，最后一同加入焦炉内进行干馏的方法。

背景技术

为确保高炉内的通气性，高炉用的焦炭必须具备所要求的强度。为此焦炉需要采用高品质的焦煤作为原料煤。在高品质的焦煤日益紧张的情况下，不得不通过将低品质煤(非粘结性煤或微粘结性煤)经过预处理来改变其性质，从而替代一部分高品质的焦煤。

焦炭的强度，在很大程度上取决于原料煤的粘结性，而低品质煤的粘结性较差，因此不能直接作为原料煤使用。针对上述状况，至今已提出了多种提高低品质煤的粘结性的预处理技术。其中低品质煤的预处理技术包括预干燥、挤压造粒和快速预热等工艺，被证明是改善低品质煤的性状(粘结性)的有效方法。

专利CN 1613971 A公开了炼焦原料煤的改性及预处理方法，首先在流化床干燥机中对原料煤进行干燥并分级为细粒煤和粗粒煤，然后对细粒煤和粗粒煤进行快速预热至其软化点附近，最后对预热后的细粒煤进行热压成型；或者首先在流化床干燥机中对原料煤进行干燥并分级为细粒煤和粗粒煤，然后在气流预热塔中分别对细粒煤和粗粒煤进行快速预热至其软化点附近，最后对预热后的细粒煤进行热压成型。细粒煤和粗粒煤的分级粒度为0.5mm。

根据专利CN 1613971 A说明书和中试研究报告(流動床プロセス基本設計モデルの開発と石炭の乾燥,加熱および分級プロセスの検討，鉄と鋼Tetsu-to-Hagane Vol.90(2004)No.9)，专利CN 1613971 A中所采用的流化床干燥为常规的中低温流化床，中低温流化床的进口温度为400-450℃，流化速度为4m/s，静止床层高度为0.1米。在此工况下，粗粒煤预热速率的极限为300℃/分钟。粗粒煤的预热速率是指水分0％的绝干煤的升温速率(下同)。

根据试验研究，如果焦煤快速预热速率低于1000℃/分钟，则其粘结性无法提高。专利CN 1613971 A中的流化床干燥机采用较低的进口温度和流化速度，导致焦煤在流化床干燥机中的预热速率达不到最低预热速率。为了获得较高的预热速率以增加低品质煤的改善程度，从而提高低品质煤的配比比例，该专利还包括另一工艺，即采用单独的气流塔对粗粒煤和细粒煤进行快速预热。

在工业化装置中，对预热至350℃以上细粒煤进行辊压成型时，存在以下问题：(1)由于流动性较差，将半熔融状态的细粒煤装入辊压成型机变得很困难；(2)与粗粒煤相比，快速加热对细粒煤的粘结性提高的程度效果不明显；(3)由于细粒煤具有极大的比表面积，而细粒煤含有较多的镜质体(vitrinite)等粘结性成分，当其被加热到高温状态时，会导致其中的镜质体等粘结性成分挥发或氧化，从而降低其焦化品质；(4)细粒煤和粗粒煤需要单独的气流预热装置，并且气流预热装置的气体进出口温差仅为75℃左右，设备体积庞大，运行费用高。

为了解决以上问题，专利CN 104593029 A对细粒煤的造粒工艺进行了如下的改进：细粒煤干燥后，不再对其进行预热，而是直接采用沥青等作为粘结剂对其直接进行挤压造粒成形。

专利CN 1613971 A及CN 104593029 A中由于没有对分级后的细粒煤进行任何处理而直接进行造粒，而分离出的0～0.5mm粒度的细粒煤的比例为原料煤的40～45％，粘结剂的用量为细粒煤的8％左右，导致造粒工艺的投资和运行费用较高。