一種采用現有搗固焦爐進行低階煤提質的工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種低階煤的提質工藝，具體涉及一種采用現有搗固爐進行低階煤提質的工藝，屬于低階煤提質轉化技術領域。
【背景技術】
[0002]煤炭是我國的主要能源，在一次能源結構中約占70 %。在漫長的地質演變過程中，煤炭的形成受多種因素的作用，致使煤炭品種繁多。依據結構和組成的不同，煤炭分為褐煤、煙煤和無煙煤3大類，其中煙煤又分為低變質煙煤和中變質煙煤，低變質煙煤又叫次煙煤，與褐煤一起統稱為“低階煤”。低階煤是煤化作用初期的產物，具有含碳量低、水分高、易粉化、易自燃、揮發份高、浸水強度差、抗跌強度差的特點，這些特性限制了對低階煤的直接開發利用，但據統計，我國低階煤儲量占全國已探明煤儲量的55%以上，達5612億噸，這無疑造成了一種資源的浪費。并且隨著國內能源需求的日益增大和優質煤炭資源量的銳減，低階煤的轉化綜合利用成為人們日漸關注的焦點。
[0003]低階煤的提質工藝是低階煤轉化利用的手段之一，其是在隔絕空氣或是非氧化氣氛條件下將低階煤加熱至200-800°C進行中低溫提質，最終得到焦油、煤氣和半焦的加工方法。但目前的低階煤提質技術均處于試驗研究和工程化初始應用階段，不存在使其大規模工業化應用的設備，由此限制了低階煤的開發利用。
[0004]搗固焦爐是煤的焦化工藝中采用的大型化設備，其占地面積廣，投資基建費用大，采用搗固焦爐進行煉焦的焦化工藝主要是指高溫煉焦來獲得焦炭和回收化學產品，其焦炭產品主要是冶金焦或化工焦，由于工業上對冶金焦或化工焦的品質要求，使其采用的煤原料主要包括焦煤、1/3焦煤、氣煤、肥煤、瘦煤、貧瘦煤等煤種，屬于中變質煙煤，由于近年來煤炭資源的短缺，特別是用于焦化工業的中高品質煤原料的減少，使得焦化行業的原料成本與日俱增，加之近幾年鋼鐵、冶金等大量需要冶金焦或化工焦的行業的衰退，使得焦炭需求量減少、價格下降，從而迫使焦化廠縮減焦炭產量。
[0005]矛盾的是，一旦焦炭產量縮減，其搗固焦爐即會被停用，而搗固焦爐一旦停止運行即會報廢，因此為了保護斥巨資投建的搗固焦爐設備，就不得不在最低程度內維持焦爐的運行，從而造成焦炭產量不能按市場需求量減少，帶來焦化行業的產能過剩，兩相矛盾之下如何在滿足焦炭正常產量的情況下，保持搗固焦爐的運行成為關鍵。
[0006]低階煤是我國儲量豐富的煤種且目前并沒有針對低階煤應用的大型化設備，如果能夠將中高階煤焦化工藝采用的搗固焦爐應用于低階煤的提質工藝中，那么不僅有助于解決焦化行業產能過剩的問題，還能將低階煤的應用予以推廣。但是，低階煤具有揮發分高、易粉化、灰分高的特點，其與現有搗固焦爐采用的中高階煤原料指標完全不同，首先其不易成型的特點決定無法將低階煤推入搗固焦爐進行煉焦，其次低階煤在提質后得到的固體產品為粉化的低品質產物，粉化的產物又造成搗固焦爐難以往外推焦，仍然限制了搗固焦爐的使用，最為重要的是低階煤提質的溫度需要保持在200-80(TC之間，而搗固焦爐需要在800°C以上使用，理論上使得高溫干餾后得到的低階煤產物失去使用價值。
【發明內容】
[0007]為解決現有技術中低階煤無法實現大規模應用的問題及現有焦化行業產能過剩、搗固焦爐利用度低的問題，從而提供了一種采用現有搗固焦爐進行低階煤提質的工藝。
[0008]為此，本發明采取的技術方案為，
[0009]一種采用現有搗固焦爐進行低階煤提質的工藝，包括，(I)將低階煤粉碎并與助劑混合，采用搗固設備對原料煤進行搗固成型；(2)將成型的原料煤推入焦爐內進行提質，控制提質溫度大于800°C，提質時間不小于15小時，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時得到副產品焦炭；其中所述助劑為在850°C隔絕空氣干餾失重小于50%的有機粘結劑。
[0010]上述的采用現有搗固焦爐進行低階煤提質的工藝中，所述有機粘結劑為軟化點大于100°c的浙青質。
[0011]上述的采用現有搗固焦爐進行低階煤提質的工藝中，所述助劑為煤浙青或石油浙青，且其軟化點不小于120°c。
[0012]上述的采用現有搗固焦爐進行低階煤提質的工藝中，所述助劑的軟化點不小于140。。。
[0013]上述的采用現有搗固焦爐進行低階煤提質的工藝中，所述浙青為高溫浙青，以質量計，所述高溫浙青的固定碳含量在25%以上，碳氫比為8-11。
[0014]上述的采用現有搗固焦爐進行低階煤提質的工藝中，以質量計，所述助劑的加入量為所述低階煤質量的5-40wt%。
[0015]上述的采用現有搗固焦爐進行低階煤提質的工藝中，以質量計，所述助劑的加入量為所述低階煤質量的10-30wt%。
[0016]上述的采用現有搗固焦爐進行低階煤提質的工藝中，所述低階煤的G值小于50，揮發份含量大于40%。
[0017]上述的采用現有搗固焦爐進行低階煤提質的工藝中，所述步驟(2)中提質溫度為900-1000°C。
[0018]與現有技術相比，本發明具有如下優點，
[0019](I)本發明中采用現有搗固焦爐進行低階煤提質的工藝，不僅解決了現有搗固焦爐利用度低、焦化行業產能過剩的問題，還解決了針對低階煤由于無大規模的工業化設備使其應用受限的問題。
[0020]本申請中的低階煤中加入在850°C隔絕空氣干餾失重小于50%的浙青質作為粘結劑，一方面有利于低階煤在搗固設備中成型，從而使其能夠推入搗固焦爐中進行提質，另一方面低階煤提質完成后其固體產物不易粉化，易于搗固焦爐的推焦，最重要的是所述助劑與低階煤相混合后，其中助劑中的有效成分有助于低階煤中的高分子聚合物在高溫下的降解和低階煤中高分子的斷裂，從而提高工藝過程中油氣的產量，使油氣總量增產10%以上。
[0021](2)本發明中采用現有搗固焦爐進行低階煤提質的工藝，所述助劑為煤或石油系原料反應形成的浙青，且所述浙青的軟化點不小于120°C，提高了低階煤提質完成后其固體產物一焦炭的品質，焦炭中揮發分不大于3-4%使得到的副產物焦炭可用于發電、造氣以及其它化工目的。
【具體實施方式】
[0022]本申請的采用現有搗固焦爐進行低階煤提質的工藝適用于所有的低階煤，為便于說明，下述實施例以次煙煤或褐煤為例。
[0023]其中，干煤的質量=低階煤的質量X75% +助劑的質量，“kg/t干煤”指每噸干煤的得到產品多少千克。
[0024]實施例1
[0025](I)將次煙煤粉碎并與助劑混合，采用搗固設備對原料煤進行搗固成型，其中助劑的加入質量為次煙煤質量的40wt %，所述次煙煤的G值為45，揮發份含量為65 %，所述助劑為軟化點105°C的浙青質，所述浙青質在850°C隔絕空氣干餾失重45% ；
[0026](2)將成型的原料煤推入焦爐內進行提質，控制提質溫度850°C，提質時間16小時，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時得到副產品焦炭；
[0027]采用常規工藝分離粗煤氣、焦油，并進一步從焦油中分離粗苯，得到的所述粗煤氣的量為650Nm3/t干煤,所述焦油的量為109kg/t干煤,所述副產品焦炭的量為390kg/t干煤，所述粗苯的量為31kg/t干煤。
[0028]實施例2
[0029](I)將次煙煤粉碎并與助劑混合，采用搗固設備對原料煤進行搗固成型，其中助劑的加入質量為次煙煤質量的35wt %，所述次煙煤的G值為40，揮發份含量為70 %，所述助劑為軟化點115°C的浙青質，所述浙青質在850°C隔絕空氣干餾失重40% ；
[0030](2)將成型的原料煤推入焦爐內進行提質，控制提質溫度900°C，提質時間15.5小時，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時得到副產品焦炭；
[0031]采用常規工藝分離粗煤氣、焦油，并進一步從焦油中分離粗苯，得到的所述粗煤氣的量為680Nm3/噸干煤,所述焦油的量為117kg/t干煤,所述副產品焦炭的量為360kg/t干煤，所述粗苯的量為33kg/t干煤。
[0032]實施例3
[0033](I)將次煙煤粉碎并與助劑混合，采用搗固設備對原料煤進行搗固成型，其中助劑的加入質量為次煙煤質量的30wt %，所述次煙煤的G值為35，揮發份含量為45 %，所述助劑為軟化點120°C的浙青質，所述浙青質在850°C隔絕空氣干餾失重42% ；
[0034](2)將成型的原料煤推入焦爐內進行提質，控制提質溫度950°C，提質時間17小時，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時得到副產品焦炭；
[0035]采用常規工藝分離粗煤氣、焦油，并進一步從焦油中分離粗苯，得到的所述粗煤氣的量為450Nm3/t干煤，所述焦油的量為45kg/t干煤,所述副產品焦炭的量為586kg/t干煤，所述粗苯的量為15kg/t干煤。
[0036]實施例4
[0037](I)將次煙煤粉碎并與助劑混合，采用搗固設備對原料煤進行搗固成型，其中助劑的加入質量為次煙煤質量的25wt %，所述次煙煤的G值為30，揮發份含量為65 %，所述助劑為軟化點130°C的浙青質，所述浙青質在850°C隔絕空氣干餾失重40% ；
[0038](2)將成型的原料煤推入焦爐內進行提質，控制提質溫度1000°C，提質時間16.5小時，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時得到副產品焦炭；
[0039]采用常規工藝分離粗煤氣、焦油，并進一步從焦油中分離粗苯，得到的所述粗煤氣的量為720Nm3/t干煤,所述焦油的量為117kg/t干煤,所述副產品焦炭的量為360kg/t干煤，所述粗苯的量為33kg/t干煤。
[0040]實施例5
[0041](I)將次煙煤粉碎并與助劑混合，采用搗固設備對原料煤進行搗固成型，其中助劑的加入質量為次煙煤質量的2