一种基于HPC的型煤制造方法技术

本发明专利技术提供一种基于HPC的型煤制造方法，属于型煤制造技术领域。该方法将HPC(超精煤)以5～30％的比例和无粘结性的低阶煤混合，无需额外添加粘结剂，经300‑400℃温度下热压制成型煤。该方法以低阶煤为原料与HPC配煤，从而得到满足COREX使用要求的型煤，降低了COREX工艺中高品质块煤的使用量；同时该型煤可满足对燃料具有一定高温强度和粒度要求的工艺如气化炉和矿热炉等使用。

A method of manufacturing briquette based on HPC

The invention provides a type of briquette manufacturing method based on HPC, which belongs to the technical field of briquette manufacturing. The HPC (ultra clean coal) from 5 to 30% and the proportion of unbonded of low rank coal mixture, without adding additional binder, after 300 at a temperature of 400 DEG C hot pressed coal. This method takes the low rank coal as raw material and HPC blending, which could meet the requirements of the use of coal COREX, reduce the usage of COREX technology in the high quality coal briquette; for fuel has a process of high temperature strength and size requirements such as gasification furnace and furnace etc..

【技术实现步骤摘要】
一种基于HPC的型煤制造方法
本专利技术涉及型煤制造
，特别是指一种基于HPC的型煤制造方法。
技术介绍
针对目前COREX熔融还原炼铁工艺燃料比高，尤其是焦比偏高、块煤选择苛刻，造成资源紧张等问题，从扩宽燃料资源角度，开展以HPC(超精煤)为粘结剂的型煤用于COREX炼铁工艺的研究。并且，基于目前火力发电，煤粉燃烧会产生大量颗粒污染物，排放大量温室气体和燃烧效率低等问题，由于HPC型煤具有低灰，燃烧性能优异，可直接作为具有一定高温强度和粒度要求的燃料，减少了污染，提高了燃烧效率，降低了生产成本。最后，由于HPC型煤具有较高的挥发份和固定碳，以及较好的粘结性，可以直接作为气化炉和矿热炉的原料。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于HPC的型煤制造方法，在煤化程度相同的情况下，减少强粘结性煤的使用量，增加弱粘结煤的使用量，进行制备符合COREX炼铁需求的型煤。该方法将HPC以5～30％的比例和无粘结性的低阶煤混合，不添加粘结剂，在300-400℃温度下热压制得型煤。其中，HPC不含灰分，HPC为利用有机溶剂从固定碳含量在57％到77％的煤提取而得到的可溶成分。HPC的制备过程为：以含氮杂环和多环芳烃作为有机溶剂，在高压反应釜中隔绝空气进行，溶出温度300-400℃，煤粉和有机溶剂的比为8g:100mL-8g:800mL，反应时间1h。HPC制备过程中，高压反应釜内初始压力为0Mpa-5.5Mpa。有机溶剂的沸点区间为200-400℃。本方法所制备的型煤能够满足COREX使用要求。同时该型煤可满足对燃料具有一定高温强度和粒度要求的工艺如气化炉和矿热炉等使用，对上述型煤进行碳化工序。该方法由低阶煤生产的HPC，能够极大提高煤的粘结性，与其他低阶煤配煤后，能够极大提高煤的强度。通过添加与强粘结性的煤相比流动性更高的HPC，型煤所必须的粘结性被填补从而得到强度更好的型煤。另外在碳化过程中，HPC在比原煤更低的温度下流动，从而能更均匀的结合周围的煤粒子，进一步通过高膨胀性来填补煤粒子间的空隙，从而使型煤的品质提高。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，根据本方法制成的型煤，能够控制原料成本并具有充分的强度和粒径。另外，根据本专利技术的型煤的制造方法，能够从低阶煤中制造超精煤从而降低原料的成本，根据简易的混合方法，与弱粘结性的煤进行配煤，得到品质均匀，强度高，粒径合适的型煤。从而降低了COREX炼铁工艺的生产成本。并且，由于弱粘结性煤分布广泛，价格低廉，与超精煤配煤炼焦，或者作为燃料进行火力发电和生产合成气，都有良好的效果。附图说明图1为本专利技术的基于HPC的型煤制造方法所涉及的高压反应釜结构示意图；图2为本专利技术实施例中热压型煤的制备流程图；图3为本专利技术实施例中不同超精煤添加量对焦炭强度影响。其中：1-气瓶；2-进气口；3-减压阀；4-反应釜；5-热电偶；6-加热套；7-控温装置；8-出气口；9-压力表；10-机械搅拌器。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术提供一种基于HPC的型煤制造方法。本专利技术的HPC是作为满足COREX用型煤的粘结剂，通过有机溶剂对低阶煤萃取而得到。以下，对作为型煤的原料煤和HPC进行说明。煤本专利技术所涉及的低阶煤仅适用于自身难以成为COREX用型煤的原料以及难以作为燃料使用的煤，主要为弱粘结煤或非粘结性煤，其工业分析和元素分析见表1-1。这里的低阶煤主要是固定碳(干燥基)含量介于57％到77％之间和灰分(干燥基)含量介于9％到15％。煤可以通过真空干燥等成为干燥煤，也可以在包含少量水分的情况下与超精煤混合，进行碳化。所选煤种为被细微的粉碎为粒状，具体来说优选该煤的90％以上为直径小于0.074mm(负200目)的粒状。本说明书中煤粒的直径是指颗粒的最大长度，90％以上为直径小于0.074mm的颗粒是指，使煤通过筛眼大小为0.074mm的筛子时，90％以上通过筛眼。需要说明的是，例如粒径为0.074mm以下的煤是指，用网孔0.074mm以下的筛子(金属制网筛)使粉碎后的粉碎煤过筛时的筛子下的粉末和颗粒。表1-1原煤的工业分析及元素分析V，挥发分；A，灰分；Fc，固定碳超精煤(5-30％)超精煤是为了将煤作为资源有效利用而进行改质的改质煤的一种，为了高效利用煤资源而开发的。超精煤是从煤中尽量除去了灰分和不溶于溶剂的改质煤，通过与该煤亲和性能高的溶剂萃取煤，从而使灰分等不溶于溶剂的成分分离得到萃余液，通过蒸馏法，除去萃余液中的溶剂而制造。因此，超精煤实际是不含灰分，但含有可溶于溶剂具有软熔性的有机物，结构主要为大量的低分子脂肪烃和部分稠合芳香环(从2-3个芳香环的较低分子成分到5-6环左右的高分子成分)。另外，超精煤在萃取，分离，蒸馏和干燥的过程中，水分被脱除，因此超精煤在加热条件下显示出高流动性，与煤种的品质无关，通常在200-300℃熔融。本专利技术中，对于用于制备超精煤的原料煤主要是低阶煤和劣质煤(FCd介于57％到77％之间)。另外，为了提高型煤的强度，超精煤尽量选择小粒状，具体来说优选粒径为0.1mm以下。由于，超精煤含有大量挥发分，热流动性好，粘结性高，因此能够填补弱粘结性或非粘结性煤的粘结性。而且由于超精煤比块煤更低的温度下流动，因此通过在低阶煤中添加并使其分散，在碳化过程中，均匀的使煤颗粒间相互紧密结合。另外，超精煤的膨胀性能比块煤高，因此随着温度的升高，超精煤的煤粒膨胀，填充煤粒子间的空隙，同时产生膨胀压使其他煤粒间结合。超精煤的添加量在与煤的混合量低于5％时，不能充分得到配合低阶煤所需要的粘结性。因此，超精煤的添加量为5％以上。另一方面，超精煤多数情况下通过廉价的低阶煤进行萃取而得，主要萃取低阶煤中的镜质组。而焦炭的强度主要取决于配煤后镜质组的含量，在炼焦过程中镜质组可形成胶质体粘附煤粉中的惰性颗粒，保证焦炭的强度。同时，高的流动性使得超精煤可以扩散到更广的范围，粘附更多的其它煤颗粒与惰性物质，增大焦炭的块度。然而，如果高流动性超精煤在加热后形成的胶质体扩散范围过广，原本这些高流动性煤颗粒所占据的部分会形成薄的孔壁和大孔洞，反而会导致焦炭强度下降，因此超精煤的添加量为30％以下。型煤的制造方法型煤是指将煤样2(不具有粘结性，抗压强度较低)与超精煤按照一定的配比，机械加工压制成形具有一定强度和尺寸及形状的煤成品。本专利技术所用的煤样2需进行粉碎，使其90％以上粉碎为粒径小于0.074mm(负200目)，同时将超精煤粉碎为粒径0.1mm以下，按照热压条件制备。焦炭的制造方法本专利技术中，碳化的条件没有特别的限制，主要在管式炉内进行碳化。管式炉以10℃/min的升温速率从室温升温到950℃，保温90min，实验过程通以氮气作为保护气体，流量1L/min。在具体实施过程中，步骤如下：超精煤的制备本专利技术以含氮杂环(N-甲基吡咯烷酮)和多环芳烃(一甲基萘，四氢化萘)作为有机溶剂，溶出温度300-400℃，煤粉和溶剂的比8g:100mL-8g:800mL，反应时间1h可以获得较好的溶出效率。其整个热解装置示意图如图1所示。气瓶1通过进气口2连接反应釜4，反应釜4上设置减压阀3和压力表9，连接压力表9的管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于HPC的型煤制造方法，其特征在于：该方法将HPC以5～30％的比例和无粘结性的低阶煤混合，不添加粘结剂，在300‑400℃温度下热压制得型煤。

【技术特征摘要】
1.一种基于HPC的型煤制造方法，其特征在于：该方法将HPC以5～30％的比例和无粘结性的低阶煤混合，不添加粘结剂，在300-400℃温度下热压制得型煤。2.根据权利要求1所述的基于HPC的型煤制造方法，其特征在于：所述HPC不含灰分，HPC为利用有机溶剂从固定碳含量在57％到77％的煤提取而得到的可溶成分。3.根据权利要求2所述的基于HPC的型煤制造方法，其特征在于：所述HPC的制备过程为：以含氮杂环和多环芳烃作为有机溶剂，在高压反应釜中隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：左海滨，赵骏，王静松，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11