一种包覆有低阶煤和颗粒物的型煤原料的焦化工艺制造技术

技术编号:15782685 阅读:16 留言:0更新日期:2017-07-09 03:47
本发明专利技术提供了一种包覆有低阶煤和颗粒物的型煤原料的焦化工艺,包括将生物质与垃圾的混合物制粒后与低阶煤、有机粘结剂混合形成低阶煤本体原料;对非低阶煤加压形成非低阶煤型煤底层;在所述非低阶煤型煤底层上加入所述低阶煤本体原料和非低阶煤,并使所述非低阶煤位于所述低阶煤本体原料的外围,继续加压形成型煤中层;再在型煤中层上加入非低阶煤并加压得到型煤原料;对型煤原料进行焦化,得粗煤气、焦油、粗苯、焦炭。本发明专利技术的焦化工艺不仅解决了现有技术因不存在大规模的工业化设备而使低阶煤、生物质及垃圾应用受限的问题,还有效克服了现有的捣固焦炉利用度低、焦化行业产能过剩的问题,使得本发明专利技术既有可观的经济效益又有一定的社会效益。

Coking process of briquette material coated with low rank coal and granule

The invention provides a coating material of low rank coal briquette coking process and particles, including the low rank coal, and an organic binder formed of low rank coal bulk raw material mixture of biomass and waste after granulation; of low rank coal pressurized formation of low rank coal briquette in the non low bottom; order the bottom coal briquette is added to the low rank coal bulk raw material and non low rank coal, and the non peripheral low rank coal in the low rank coal body material, to pressure the formation of coal in coal on the middle middle; adding non low rank coal and briquette pressure obtained by coking briquette of raw materials; raw materials, crude gas, tar, crude benzene, coke. The coking process of the invention not only solves the problem of the existing technology because there is no large-scale industrial equipment and the low rank coal, biomass and waste application is restricted, but also effectively overcomes the problem of low, overcapacity in the coking industry, using the existing tamping coke oven, the invention has considerable economic benefits and social benefit.

【技术实现步骤摘要】
一种包覆有低阶煤和颗粒物的型煤原料的焦化工艺
本专利技术涉及一种适用于捣固焦炉的包覆有低阶煤和颗粒物的型煤原料的焦化工艺,属于低阶煤提质转化

技术介绍
自十八世纪以来,煤炭已成为人类世界广泛使用的能源之一,就我国的能源消费结构而言,目前煤炭占据70%左右,是国民赖以生存的主要能源。依据结构和组成的不同,煤炭分为褐煤、烟煤和无烟煤三大类,其中烟煤又分为低变质烟煤和中变质烟煤,低变质烟煤又称作次烟煤,其与褐煤一起统称为“低阶煤”。据统计,我国低阶煤的储量占全国已探明的煤炭储量的55%以上,高达5612亿吨,但由于低阶煤作为煤化作用初期的产物,具有含碳量低、水分高、易粉化、易自燃、挥发份高、浸水强度差、抗跌强度差等特点,因而严重限制了低阶煤的直接开发利用,这无疑造成了巨大的资源浪费。另外,随着国内能源需求的日益增大和优质煤炭资源量的锐减,低阶煤的提质转化与综合利用已然成为当前我国能源研究与开发的重点领域。迄今为止,国内外针对低阶煤的提质加工技术大致可分为热解提质技术、非蒸发脱水提质技术和成型提质技术三大类,其中,对于成型提质技术而言,低阶煤在成型过程中,高压或剪切等物理作用对其凝胶结构和孔隙系统产生了不可逆的破坏,因而能够从本质上提升低阶煤的煤阶,使其煤化程度也随之提高,从而解决了干燥低阶煤的粉尘大、易重新吸水、易于自燃等不足。但目前的低阶煤提质技术均处于试验研究和工程化初始应用阶段,不存在使其大规模工业化应用的设备,由此限制了低阶煤的开发利用。生物质能是绿色植物将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量,即以生物质为载体的能量形式,它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。近年来研发的生物质固化成型技术改变了传统的生物质能利用方式,将松散的生物质转化为高密度的成型燃料,直接燃烧或用作气化、液化原料,成为生物质能开发利用的一种有效途径,也是替代常规能源的有效方法,然而遗憾的是,目前尚不具备使生物质燃料大规模工业化应用的设备。现阶段我国对于生活垃圾的资源化利用方式有目前推行的垃圾堆肥工艺和正在研究的垃圾衍生燃料技术,其中对于垃圾衍生燃料技术而言,虽然该技术已在日、德、美等发达国家得到了产业化应用,但由于我国目前尚不具备规范的垃圾分类收集体系,所以国外对于组分稳定的分类垃圾的燃料制作技术无法适用于我国的高湿混合垃圾,因此,应当针对我国的垃圾回收现状,设计研发适合我国国情的垃圾资源化处理方法。捣固焦炉是煤的焦化工艺中使用的大型化设备,其占地面积广,投资基建费用大。煤焦化是以煤为原料经高温干馏生产焦炭,同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺,其焦炭产品主要是冶金焦或化工焦。由于工业上对这类焦炭的品质要求很高,使得生产冶金焦或化工焦所采用的煤原料主要是焦煤、1/3焦煤、气煤、肥煤、瘦煤、贫瘦煤等煤种,属于中变质烟煤,但是近年来煤炭资源的短缺,特别是用于焦化工业的中高品质煤原料的减少,使得焦化行业的原料成本与日俱增,加之近几年钢铁、冶金等大量需要冶金焦或化工焦的行业的衰退,导致焦炭产品的需求量减少、价格下滑,从而迫使焦化厂急剧缩减焦炭产量,由此带来的后果是捣固焦炉停止运行,而一旦焦炉停用便会报废,那么为了保护斥巨资投建的捣固焦炉设备,就不得不在最低程度内维持焦炉的运行,这样不仅降低了捣固焦炉的利用度,还会造成焦化行业的产能过剩。因此,如何拯救濒临负增长的焦化产业,提高捣固焦炉的利用度,解决焦化行业产能过剩的问题已成为当前遏制焦化行业发展的瓶颈。综上所述,在目前的形势下如何能够将捣固焦炉应用于低阶煤、生物质和垃圾的开发利用领域以使上述问题都得以迎刃而解,是困扰本领域技术人员的一个技术难题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于克服现有技术无法实现低阶煤、生物质和垃圾的大规模应用的缺陷及现有的捣固焦炉利用度低的问题,进而提供一种适于捣固焦炉的含有低阶煤和颗粒物的型煤原料的焦化工艺。为此,本专利技术实现上述目的的技术方案为:一种包覆有低阶煤和颗粒物的型煤原料的焦化工艺,包括:(1)将生物质原料干燥、粉碎,得生物质粉体;将垃圾干燥、粉碎,得垃圾粉体;将所述生物质粉体与所述垃圾粉体按质量比为(5-7):(3-5)的比例混合并压制成颗粒物,备用;(2)将低阶煤与有机粘结剂混合形成混合物,所述混合物经粉碎后再与步骤(1)的颗粒物混匀形成低阶煤本体原料,备用;其中,所述有机粘结剂在850℃隔绝空气条件下的干馏失重小于50%,以质量计所述颗粒物的加入量为所述低阶煤本体原料质量的20-50%;(3)对非低阶煤进行加压成型,形成非低阶煤型煤底层;在所述非低阶煤型煤底层上加入所述低阶煤本体原料和非低阶煤,并使所述非低阶煤位于所述低阶煤本体原料的外围,对所述低阶煤本体原料和所述非低阶煤进行加压成型,形成型煤中层;再在所述型煤中层上继续加入非低阶煤并加压成型,得到最终的型煤原料;(4)将步骤(3)的型煤原料推入焦炉内进行焦化处理,控制焦化温度为950-1050℃,焦化时间不小于16小时,收集溢出的粗煤气、焦油、粗苯的混合物,同时得到副产品焦炭。所述颗粒物的密度为1.2-1.4g/cm3;在所述颗粒物中,所述生物质粉体的含水率为13-17wt%,所述垃圾粉体的含水率为13-17wt%。以质量计,所述有机粘结剂的加入量为所述低阶煤质量的5-40%。所述有机粘结剂为软化点大于100℃的沥青质。所述沥青质为软化点不小于120℃的煤沥青或石油沥青。所述沥青质为高温沥青,以质量计,所述高温沥青的固定碳含量在25%以上,碳氢比为8-11。所述低阶煤的G值小于50、挥发分含量大于40%;以质量计,所述低阶煤本体原料的加入量为所述型煤原料质量的10-70%。所述低阶煤本体原料的加入量为所述型煤原料质量的30-50%。所述颗粒物的加入量为所述低阶煤本体原料质量的20-35%。所述焦化处理在捣固焦炉中进行,所述型煤原料在捣固设备中进行捣固成型。本专利技术所述的焦化工艺采用的颗粒物可以是任意形状的,其体积以不超过25cm3为宜。本专利技术的上述技术方案具有如下优点:1、本专利技术提供的包覆有低阶煤和颗粒物的型煤原料的焦化工艺,通过加入在850℃隔绝空气条件下干馏失重小于50%的有机粘结剂,利用其粘结性将低阶煤和由生物质与垃圾所形成的颗粒物粘结成型,一方面可使低阶煤和颗粒物能够推入捣固焦炉中进行焦化处理,另一方面还使得低阶煤和颗粒物焦化完成后的固体产物不易粉化,易于捣固焦炉的推焦,更重要的是上述有机粘结剂与低阶煤和颗粒物混合后,有机粘结剂中的有效成分可促进低阶煤和生物质中的高分子聚合物在高温下的降解,从而有助于提高低阶煤和生物质原料的油气产量,使油气总量增产10%以上。并且,本专利技术的焦化工艺通过将非低阶煤设置在低阶煤本体原料的外部,使得低阶煤本体原料在高温焦化过程中产生的液体渗入至非低阶煤中,有助于提高低阶煤本体原料产生的焦炭的质量。由此,本专利技术的焦化工艺不仅解决了现有技术因不存在大规模的工业化设备而使低阶煤和生物质应用受限的问题,还有效克服了现有的捣固焦炉利用度低、焦化行业产能过剩的问题。本专利技术的焦化工艺充分利用高温干馏能使生本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种包覆有低阶煤和颗粒物的型煤原料的焦化工艺,包括:(1)将生物质原料干燥、粉碎,得生物质粉体;将垃圾干燥、粉碎,得垃圾粉体;将所述生物质粉体与所述垃圾粉体按质量比为(5‑7):(3‑5)的比例混合并压制成颗粒物,备用;(2)将低阶煤与有机粘结剂混合形成混合物,所述混合物经粉碎后再与步骤(1)的颗粒物混匀形成低阶煤本体原料,备用;其中,所述有机粘结剂在850℃隔绝空气条件下的干馏失重小于50%,以质量计所述颗粒物的加入量为所述低阶煤本体原料质量的20‑50%;(3)对非低阶煤进行加压成型,形成非低阶煤型煤底层;在所述非低阶煤型煤底层上加入所述低阶煤本体原料和非低阶煤,并使所述非低阶煤位于所述低阶煤本体原料的外围,对所述低阶煤本体原料和所述非低阶煤进行加压成型,形成型煤中层;再在所述型煤中层上继续加入非低阶煤并加压成型,得到最终的型煤原料;(4)将步骤(3)的型煤原料推入焦炉内进行焦化处理,控制焦化温度为950‑1050℃,焦化时间不小于16小时,收集溢出的粗煤气、焦油、粗苯的混合物,同时得到副产品焦炭。

【技术特征摘要】
1.一种包覆有低阶煤和颗粒物的型煤原料的焦化工艺,包括:(1)将生物质原料干燥、粉碎,得生物质粉体;将垃圾干燥、粉碎,得垃圾粉体;将所述生物质粉体与所述垃圾粉体按质量比为(5-7):(3-5)的比例混合并压制成颗粒物,备用;(2)将低阶煤与有机粘结剂混合形成混合物,所述混合物经粉碎后再与步骤(1)的颗粒物混匀形成低阶煤本体原料,备用;其中,所述有机粘结剂在850℃隔绝空气条件下的干馏失重小于50%,以质量计所述颗粒物的加入量为所述低阶煤本体原料质量的20-50%;(3)对非低阶煤进行加压成型,形成非低阶煤型煤底层;在所述非低阶煤型煤底层上加入所述低阶煤本体原料和非低阶煤,并使所述非低阶煤位于所述低阶煤本体原料的外围,对所述低阶煤本体原料和所述非低阶煤进行加压成型,形成型煤中层;再在所述型煤中层上继续加入非低阶煤并加压成型,得到最终的型煤原料;(4)将步骤(3)的型煤原料推入焦炉内进行焦化处理,控制焦化温度为950-1050℃,焦化时间不小于16小时,收集溢出的粗煤气、焦油、粗苯的混合物,同时得到副产品焦炭。2.根据权利要求1所述的焦化工艺,其特征在于,所述颗粒物的密度为1.2-1.4g/cm3;在所述颗粒物中,所述生物质...

【专利技术属性】
技术研发人员:林科杜明来赵文涛马芳白洪彬刘彦芳
申请(专利权)人:北京三聚环保新材料股份有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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