一種用弱粘煤生產電石用成型球團的方法與流程

本發明屬于化工
技術領域：
，更具體地涉及一種用弱粘煤生產電石用成型球團的方法。
背景技術：
：電石是重要的乙炔化工中間體。電石乙炔可以用來合成苯、橡膠、聚氯乙烯、聚乙炔等多種有機產品。經過60多年的改進和發展，電石工業目前已經成為我國不可或缺的基礎化工原料產業。同時我國“富煤、貧油、少氣”的能源結構，決定了電石在我國經濟社會發展中發揮著不可取代的重要作用。工業生產電石的方法主要是電熱法，即在高溫電弧爐設備中加熱熔煉塊狀的焦炭和氧化鈣，在溫度為1800℃-2200℃時反應生成熔融電石。電熱法采用焦炭作為碳素原料，一般通過煤焦化制備，該過程流程長、電耗大，并且有機碳損失高，污染嚴重。電熱法采用氧化鈣為鈣素原料，一般通過煅燒石灰石得到，該過程流程長、能耗大。同時電熱法采用的原料均為塊狀原料，原料之間接觸面積少，物料傳質速度慢，化學反應速度低。技術實現要素：針對上述問題，本發明提供一種用弱粘煤生產電石用成型球團的方法。該方法將弱粘結性粉煤配以一定比例的粘結性粉煤與巖棉和粉狀鈣素原料作為原料，經混合、高壓成型加工處理，所得球團強度滿足倒運和入爐要求。根據本發明的一方面，提供一種用弱粘煤生產電石用成型球團的方法，該方法包括下列步驟：1)將弱粘煤、粘結性煤、巖棉和生石灰分別進行破碎處理，得到弱粘煤粉煤、粘結性煤粉煤、巖棉粉和生石灰粉；2)將步驟1)中得到的弱粘煤粉煤、粘結性煤粉煤烘干，得到干燥后的弱粘煤粉煤和干燥后的粘結性煤粉煤；3)將干燥后的弱粘煤粉煤、干燥后的粘結性煤粉煤與巖棉粉和生石灰粉按比例混合均勻，得到混合粉料；4)將步驟3)中的混合粉料冷壓成球，得到電石生產用混合球團；5)將步驟4)中所得的混合球團進行熱解，得到熱解后球團。根據本發明的一個實施例，步驟1)中的弱粘煤是低階煤，低階煤包含褐煤、長焰煤中的一種或多種，并且灰分含量小于等于10％。以弱粘煤為主碳素原料，使得電石原料成本大幅度降低，同時極大提高了弱粘煤提質后半焦的附加值，拓寬了弱粘煤提質加工途徑。根據本發明的一個實施例，步驟1)中的粘結性煤的粘結指數大于25，粘結性煤可以選用焦煤、肥煤、無煙煤等高階煤中的一種或多種，并且其灰分含量小于等于16％。采用少量粘結性煤和巖棉為復合粘結劑，粘結劑成本低且容易實現工業化。粘結性煤既發揮粘結劑作用，同時也提供部分電石生產用碳素原料，相對于有機粘結劑，粘結性煤價廉易得，巖棉和粘結性煤的配合使用，既降低了粘結性煤的加入量，又減少了雜質帶入量，進而保證電石品質。根據本發明的一個實施例，步驟1)中生石灰的鈣素含量在85％以上。根據本發明的一個實施例，步驟1)中的弱粘煤粉煤、粘結性煤粉煤、巖棉粉和生石灰粉的粒度均在3mm以下。采用粉煤和粉狀鈣素原料，增加了原料之間的接觸傳遞面積，有利于化學反應發生，從而降低能耗。根據本發明的一個實施例，步驟2)中的烘干后弱粘煤粉煤和干燥后粘結性煤粉煤的水分均小于6％，保證水分含量旨在保證生石灰不被消化而破壞球團強度。根據本發明的一個實施例，步驟3)中干燥后的弱粘煤粉煤、干燥后的粘結性煤粉煤與巖棉粉和粉狀生石灰按照0.7～0.9:0.1～0.3：0.03～0.10:1～1.2的重量比進行混合。根據本發明的一個實施例，步驟3)中混合時間為8～15分鐘。根據本發明的一個實施例，步驟4)中粉料送入高壓壓球機中冷壓成球，其中高壓壓球機壓力為18-25Mpa，并采用氮氣進行安全保護。根據本發明的一個實施例，步驟5)中熱解溫度為600～900℃，熱解時間為30～60分鐘。本發明的方法通過高壓成型提高冷球團強度，配入粘結性煤和巖棉保證入爐后的熱強度，所得球團的冷強度在500N以上，900℃下熱強度在1000N以上，滿足電石生產對原料球團的入爐要求和生產過程中的熱強度要求，解決了球團強度不足的問題。同時，本發明采用粘結性煤和巖棉為復合粘結劑，巖棉為人造礦物纖維，來源廣泛，同時具有良好的分散性，可在高溫下熔融進而起到粘結作用，并且，其在高溫使用過程中不會釋放出有害氣體，是一種較為環保的粘結劑。此外，本發明采用粉煤和粉狀生石灰干法成型制備球團，成型工藝簡單，并且粉狀原料有利于電石合成反應中的傳質和傳熱，加快電石反應，達到了節能高效的目的。附圖說明圖1是本發明的用弱粘煤生產電石用成型球團的方法的流程示意圖。具體實施方式應當理解，在示例性實施例中所示的本發明的實施例僅是說明性的。雖然在本發明中僅對少數實施例進行了詳細描述，但本領域技術人員很容易領會在未實質脫離本發明主題的教導情況下，多種修改是可行的。相應地，所有這樣的修改都應當被包括在本發明的范圍內。在不脫離本發明的主旨的情況下，可以對以下示例性實施例的設計、操作條件和參數等做出其他的替換、修改、變化和刪減。下面參照圖1描述本發明實施例的用弱粘煤生產電石用成型球團的方法的流程示意圖。在步驟S100中，將弱粘煤、粘結性煤、巖棉和生石灰分別進行破碎處理，得到弱粘煤粉煤、粘結性煤粉煤、巖棉粉和生石灰粉，其中弱粘煤粉煤、粘結性煤粉煤、巖棉粉和生石灰粉的粒度均在3mm以下。弱粘煤是低階煤，該低階煤包含褐煤、長焰煤等中的一種或多種，并且灰分含量不超過10％。粘結性煤的粘結指數大于25，粘結性煤可以選用焦煤、肥煤、無煙煤等高階煤中的一種或多種，并且其灰分含量不超過16％。生石灰的鈣素含量在85％以上。在步驟S200中，將步驟S100中得到的弱粘煤粉煤、粘結性煤粉煤烘干，得到干燥后的弱粘煤粉煤和干燥后的粘結性煤粉煤。烘干后弱粘煤粉煤和干燥后粘結性煤粉煤的水分均小于6％，保證水分含量旨在保證生石灰不被消化而破壞球團強度。在步驟S300中，將干燥后的弱粘煤粉煤、干燥后的粘結性煤粉煤與巖棉粉和生石灰粉按比例混合均勻，得到混合粉料。其中，干燥后的弱粘煤粉煤、干燥后的粘結性煤粉煤與巖棉粉和粉狀生石灰按照0.7～0.9:0.1～0.3:0.03～0.10:1～1.2的重量比進行混合，混合時間為8～15分鐘。在步驟S400中，將步驟S300中的混合粉料冷壓成球，得到電石生產用混合球團。將粉料送入高壓壓球機中冷壓成球，其中高壓壓球機壓力為18-25Mpa，并采用氮氣進行安全保護，冷壓球團的冷強度在500N以上。在步驟S500中，將步驟S400中所得的混合球團進行熱解，得到熱解后球團，即電石用成型球團。其中，熱解溫度為600～900℃，熱解時間為30～60分鐘，熱解溫度和時間可以依據實際原料情況而改變。熱解后球團強度可達1000N以上，滿足電石生產對原料球團的入爐要求和生產過程中的熱強度要求。下面進一步結合具體實施例來說明本發明的用弱粘煤生產電石用成型球團的方法。實施例一將長焰煤、粘結指數為25的無煙煤、巖棉和生石灰分別進行破碎，均破碎至粉末尺寸在3mm以下，得到長焰煤粉煤、無煙煤粉煤、巖棉粉和生石灰粉。其中長焰煤的灰分含量為5％，無煙煤的灰分含量在11％，生石灰中氧化鈣含量為87％。將長焰煤粉煤、無煙煤粉煤在105℃下進行烘干處理，烘干后長焰煤粉煤和無煙煤粉煤含水量分別為4.5％和2.8％。將干燥后的長焰煤粉煤、干燥后的無煙煤粉煤、巖棉粉和生石灰粉按照0.7:0.3:0.05:1.1的重量比進行混合，混合約10分鐘，得到混合粉料。將混合粉料送入高壓壓球機中冷壓成球，得到混合球團，其中高壓壓球機壓力為18Mpa，所得成型球團冷強度為723N。將所得混合球團進行熱解，熱解溫度為900℃，熱解時間為30分鐘，熱解后得到電石生產用成型球團。對由上述方法所獲得的電石生產用成型球團進行強度測試，其測試結果如表1所示。實施例二將長焰煤、粘結指數為60的肥煤、巖棉和生石灰分別進行破碎，均破碎至粉末尺寸在3mm以下，得到長焰煤粉煤、焦煤粉煤、巖棉粉和生石灰粉。其中長焰煤的灰分含量為8％，焦煤的灰分含量在13％，生石灰中氧化鈣含量為90％。將長焰煤粉煤、焦煤粉煤在110℃下進行烘干處理，烘干后長焰煤粉煤和焦煤粉煤含水量分別為4.2％和2.5％。將干燥后的長焰煤粉煤、干燥后的焦煤粉煤、巖棉粉和生石灰按照0.8:0.2:0.03:1的重量比進行混合，混合12分鐘，得到混合粉料。將混合粉料送入高壓壓球機中冷壓成球，得到混合球團，其中高壓壓球機壓力為23Mpa，所得成型球團冷強度為750N。將所得混合球團進行熱解，熱解溫度為850℃，熱解時間為35分鐘，熱解后得到電石生產用成型球團。對由上述方法所獲得的電石生產用成型球團進行強度測試，其測試結果如表1所示。實施例三將褐煤、粘結指數為80的焦煤、巖棉和生石灰分別進行破碎，均破碎至粉末尺寸在3mm以下，得到褐煤粉煤、肥煤粉煤、巖棉粉和生石灰粉。其中褐煤的灰分含量為9％，肥煤的灰分含量在15％，生石灰中氧化鈣含量為92％。將褐煤粉煤、肥煤粉煤在120℃下進行烘干處理，烘干后長焰煤粉煤和肥煤粉煤含水量分別為4％和2.1％。將干燥后的褐煤粉煤、干燥后的肥煤粉煤、巖棉粉和生石灰按照0.9:0.1:0.07:1的重量比進行混合，混合15分鐘，得到混合粉料。將混合粉料送入高壓壓球機中冷壓成球，得到混合球團，其中高壓壓球機壓力為25Mpa，所得成型球團冷強度為650N。將所得混合球團進行熱解，熱解溫度為800℃，熱解時間為50分鐘，熱解后得到電石生產用成型球團。對由上述方法所獲得的電石生產用成型球團進行強度測試，其測試結果如表1所示。實施例四將長焰煤、粘結指數為90的焦煤、巖棉和生石灰分別進行破碎，均破碎至粉末尺寸在3mm以下，得到長焰煤粉煤、肥煤粉煤、巖棉粉和生石灰粉。其中長焰煤的灰分含量為5％，肥煤的灰分含量在15％，生石灰中氧化鈣含量為88％。將長焰煤粉煤、肥煤粉煤在100℃下進行烘干處理，烘干后長焰煤粉煤和肥煤粉煤含水量分別為4.5％和1.2％。將干燥后的長焰煤粉煤、干燥后的肥煤粉煤、巖棉粉和生石灰按照0.9:0.1:0.1:1.2的重量比進行混合，混合15分鐘，得到混合粉料。將混合粉料送入高壓壓球機中冷壓成球，得到混合球團，其中高壓壓球機壓力為19Mpa，所得成型球團冷強度為836N。將所得混合球團進行熱解，熱解溫度為650℃，熱解時間為60分鐘，熱解后得到電石生產用成型球團。對由上述方法所獲得的電石生產用成型球團進行強度測試，其測試結果如表1所示。表1成型球團強度測試結果編號成型球團強度(N)實施例一549實施例二950實施例三762實施例四870以上所述僅為本發明的較佳實施例，并非用來限定本發明的實施范圍；如果不脫離本發明的精神和范圍，對本發明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明權利要求的保護范圍當中。當前第1頁1 2 3