一种提高低煤化度煤结焦性的方法与流程

1.本技术涉及低煤化度煤技术领域，具体而言，涉及一种提高低煤化度煤结焦性的方法。


背景技术：

2.煤的结焦性是指煤在炼焦条件下制成焦炭以用作冶金燃料的性能，习惯上以干馏后炼得焦炭的强度表示(表征焦炭强度的指标常用的包括di15 150，m25和m10等)。结焦性是煤的粘结性和胶质体的塑性、流动性、膨胀性、热稳定性及不透气性等诸方面的综合体现。
3.目前现有的低煤化度煤结焦性的方法还存在一些问题：结焦性、结焦密度及强度教低，传统的方法焦炭的热反应较高，增加了煤的用量，造成资源浪费。


技术实现要素：

4.为了弥补以上不足，本技术提供了一种提高低煤化度煤结焦性的方法,旨在改善结焦性、结焦密度及强度教低，传统的方法焦炭的热反应较高，增加了煤的用量，造成资源浪费的问题。
5.本技术实施例提供了一种提高低煤化度煤结焦性的方法，包括以下步骤：
6.s1.原料准备：按以下重量份计准备原料：低煤化度煤80-120份、焦煤改质剂0.3-0.6份；
7.s2.原料粉碎：用粉碎机将低煤化度煤粉碎为粒径1-3mm的颗粒；
8.s3.原料混合：对s2中粉碎后的低煤化度煤与焦煤改质剂放入搅拌机内，混合搅拌均匀；
9.s4.升温：将s3中混合的原料置于气体热载体装置，以60-80℃/秒的平均加热速度将该混合后的原料升温至200-300℃。
10.s5.降温：通过将低温氮气通入水冷的热煤贮槽中将s4中处理后的原料冷却至室温，并且其冷却速度为60-80℃/分钟。
11.在一种具体的实施方案中，所述气体热载体装置所用的热源包括放散蒸汽或加热炉废烟气，其温度为500-700℃。
12.在一种具体的实施方案中，所述s1中的焦煤改质剂包括以下重量份计原料组成：高纯硼酸40-70份，氧化锑10-20份和改性沥青20-40份。
13.在一种具体的实施方案中，所述焦煤改质剂的制备方法为：按照重量份计称取高纯硼酸40-70份，氧化锑10-20份和改性沥青20-40份，然后将高纯硼酸，氧化锑和改性沥青送入搅拌机搅拌均匀即可。
14.在一种具体的实施方案中，所述高纯硼酸的制备方法包括以下步骤：
15.s101.将硼砂溶解，滤去杂质；
16.s102.放入酸解罐，于80-100℃时加入硫酸，使溶液在ph2-3时进行反应；
17.s103.反应完成液经冷却、结晶、分离、干燥后制得硼酸粗品；
18.s104.将硼酸粗品以水调浆、搅拌脱除钙、镁、钠杂质，经固液分离后得到高纯硼酸前驱体；
19.s105.将高纯硼酸前驱体以温度为80-100℃纯水溶解，制得含h3bo
3 170g/l-290g/l的硼酸溶液，以复合添加剂深度除铁、除重金属后，再经过滤、冷却结晶、固液分离、洗涤、烘干，即得到高纯硼酸产品。
20.在一种具体的实施方案中，所述s105中的复合添加剂为硫化物与氨水的组合，二者经调浆后使用，所述硫化物为硫化铵、硫化钡、硫化锶、硫化钾、硫化钠中的任意一种或者是任意两种或三种的组合，且硫化物的用量为化学反应计量的15-35倍，所述氨水的体积比浓度为5％，其用量按质量比为硫化物的28-64倍。
21.在一种具体的实施方案中，所述氧化锑选用五氧化二锑。
22.在一种具体的实施方案中，所述五氧化二锑的制备方法包括以下步骤：
23.s201.将14.58份的三氧化二锑和19.40份的去离子水投入搅拌反应釜，搅拌成浆状物；
24.s202.加热升温至95℃后，开启回流冷凝器的上水，在搅拌下，缓缓滴加双氧水，滴加过程中，温度为70-85℃；
25.s203.待11.40份浓度为28％的双氧水加完后，再继续在搅拌下，加热回流45min，制得白色稠厚浆状物；
26.s204.在反应产物稠厚浆状物中加入4.25份三乙醇胺，搅拌混合均匀，过滤后，于100℃下烘干，得黄色粉末状的五氧化二锑。
27.在一种具体的实施方案中，所述改性沥青的制备方法包括以下步骤：
28.s301.称取一定质量的精制沥青加入到0.5l不锈钢反应釜中，在一定条件下完成精制沥青的热聚合反应；
29.s302.调整反应釜的氧化温度，向釜中按一定空气流量鼓入空气，恒温氧化一段时间，反应结束后停止通入空气，待反应釜冷却至室温后取出釜中产物，获得改性沥青。
30.在一种具体的实施方案中，所述氧化温度为250℃-300℃，所述空气流量为0.03m3/h-0.08m3/h，所述氧化时间为1.0h-3.0h。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
32.图1是本技术实施方式提供的流程图。
具体实施方式
33.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
34.为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实
施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
35.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
36.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
37.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
40.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.实施例1
42.请参阅图1，本技术提供一种提高低煤化度煤结焦性的方法，包括以下步骤：
43.s1.原料准备：按以下重量份计准备原料：低煤化度煤80份、焦煤改质剂0.3份；所述焦煤改质剂包括以下重量份计原料组成：高纯硼酸40份，氧化锑10份和改性沥青20份；
44.s2.原料粉碎：用粉碎机将低煤化度煤粉碎为粒径1mm的颗粒；
45.s3.原料混合：对s2中粉碎后的低煤化度煤与焦煤改质剂放入搅拌机内，混合搅拌均匀；
46.s4.升温：将s3中混合的原料置于气体热载体装置，以60℃/秒的平均加热速度将该混合后的原料升温至200℃；所述气体热载体装置所用的热源包括放散蒸汽或加热炉废烟气，其温度为500℃。
47.s5.降温：通过将低温氮气通入水冷的热煤贮槽中将s4中处理后的原料冷却至室温，并且其冷却速度为60℃/分钟。
48.在本技术方案中，所述焦煤改质剂的制备方法为：按照重量份计称取高纯硼酸40份，氧化锑10份和改性沥青20份，然后将高纯硼酸，氧化锑和改性沥青送入搅拌机搅拌均匀即可。
49.在本实施例中，所述高纯硼酸的制备方法包括以下步骤：
50.s101.将硼砂溶解，滤去杂质；
51.s102.放入酸解罐，于80℃时加入硫酸，使溶液在ph2时进行反应；
52.s103.反应完成液经冷却、结晶、分离、干燥后制得硼酸粗品；
53.s104.将硼酸粗品以水调浆、搅拌脱除钙、镁、钠杂质，经固液分离后得到高纯硼酸前驱体；
54.s105.将高纯硼酸前驱体以温度为80℃纯水溶解，制得含h3bo3170g/l的硼酸溶液，以复合添加剂深度除铁、除重金属后，再经过滤、冷却结晶、固液分离、洗涤、烘干，即得到高纯硼酸产品。
55.在具体设置时，所述s105中的复合添加剂为硫化物与氨水的组合，二者经调浆后使用，所述硫化物为硫化铵，且硫化物的用量为化学反应计量的15倍，所述氨水的体积比浓度为5％，其用量按质量比为硫化物的28倍。
56.在本技术方案中，所述氧化锑选用五氧化二锑；所述五氧化二锑的制备方法包括以下步骤：
57.s201.将14.58份的三氧化二锑和19.40份的去离子水投入搅拌反应釜，搅拌成浆状物；
58.s202.加热升温至95℃后，开启回流冷凝器的上水，在搅拌下，缓缓滴加双氧水，滴加过程中，温度为70℃；
59.s203.待11.40份浓度为28％的双氧水加完后，再继续在搅拌下，加热回流45min，制得白色稠厚浆状物；
60.s204.在反应产物稠厚浆状物中加入4.25份三乙醇胺，搅拌混合均匀，过滤后，于100℃下烘干，得黄色粉末状的五氧化二锑。
61.在本实施例中，所述改性沥青的制备方法包括以下步骤：
62.s301.称取一定质量的精制沥青加入到0.5l不锈钢反应釜中，在一定条件下完成精制沥青的热聚合反应；
63.s302.调整反应釜的氧化温度，向釜中按一定空气流量鼓入空气，恒温氧化一段时间，反应结束后停止通入空气，待反应釜冷却至室温后取出釜中产物，获得改性沥青。
64.在具体设置时，所述氧化温度为250℃，所述空气流量为0.03m3/h，所述氧化时间为1.0h。
65.实施例2
66.请参阅图1，本技术提供一种提高低煤化度煤结焦性的方法，包括以下步骤：
67.s1.原料准备：按以下重量份计准备原料：低煤化度煤120份、焦煤改质剂0.6份；所述焦煤改质剂包括以下重量份计原料组成：高纯硼酸70份，氧化锑20份和改性沥青40份；
68.s2.原料粉碎：用粉碎机将低煤化度煤粉碎为粒径3mm的颗粒；
69.s3.原料混合：对s2中粉碎后的低煤化度煤与焦煤改质剂放入搅拌机内，混合搅拌均匀；
70.s4.升温：将s3中混合的原料置于气体热载体装置，以80℃/秒的平均加热速度将该混合后的原料升温至300℃；所述气体热载体装置所用的热源包括放散蒸汽或加热炉废烟气，其温度为700℃。
71.s5.降温：通过将低温氮气通入水冷的热煤贮槽中将s4中处理后的原料冷却至室温，并且其冷却速度为80℃/分钟。
72.在本技术方案中，所述焦煤改质剂的制备方法为：按照重量份计称取高纯硼酸70份，氧化锑20份和改性沥青40份，然后将高纯硼酸，氧化锑和改性沥青送入搅拌机搅拌均匀即可。
73.在本实施例中，所述高纯硼酸的制备方法包括以下步骤：
74.s101.将硼砂溶解，滤去杂质；
75.s102.放入酸解罐，于100℃时加入硫酸，使溶液在ph3时进行反应；
76.s103.反应完成液经冷却、结晶、分离、干燥后制得硼酸粗品；
77.s104.将硼酸粗品以水调浆、搅拌脱除钙、镁、钠杂质，经固液分离后得到高纯硼酸前驱体；
78.s105.将高纯硼酸前驱体以温度为100℃纯水溶解，制得含h3bo3290g/l的硼酸溶液，以复合添加剂深度除铁、除重金属后，再经过滤、冷却结晶、固液分离、洗涤、烘干，即得到高纯硼酸产品。
79.在具体设置时，所述s105中的复合添加剂为硫化物与氨水的组合，二者经调浆后使用，所述硫化物为硫化铵、硫化钡的组合，且硫化物的用量为化学反应计量的35倍，所述氨水的体积比浓度为5％，其用量按质量比为硫化物的64倍。
80.在本技术方案中，所述氧化锑选用五氧化二锑；所述五氧化二锑的制备方法包括以下步骤：
81.s201.将14.58份的三氧化二锑和19.40份的去离子水投入搅拌反应釜，搅拌成浆状物；
82.s202.加热升温至95℃后，开启回流冷凝器的上水，在搅拌下，缓缓滴加双氧水，滴加过程中，温度为85℃；
83.s203.待11.40份浓度为28％的双氧水加完后，再继续在搅拌下，加热回流45min，制得白色稠厚浆状物；
84.s204.在反应产物稠厚浆状物中加入4.25份三乙醇胺，搅拌混合均匀，过滤后，于100℃下烘干，得黄色粉末状的五氧化二锑。
85.在本实施例中，所述改性沥青的制备方法包括以下步骤：
86.s301.称取一定质量的精制沥青加入到0.5l不锈钢反应釜中，在一定条件下完成精制沥青的热聚合反应；
87.s302.调整反应釜的氧化温度，向釜中按一定空气流量鼓入空气，恒温氧化一段时间，反应结束后停止通入空气，待反应釜冷却至室温后取出釜中产物，获得改性沥青。
88.在具体设置时，所述氧化温度为300℃，所述空气流量为0.08m3/h，所述氧化时间为3.0h。
89.实施例3
90.请参阅图1，本技术提供一种提高低煤化度煤结焦性的方法，包括以下步骤：
91.s1.原料准备：按以下重量份计准备原料：低煤化度煤100份、焦煤改质剂0.5份；所述焦煤改质剂包括以下重量份计原料组成：高纯硼酸60份，氧化锑15份和改性沥青30份；
92.s2.原料粉碎：用粉碎机将低煤化度煤粉碎为粒径2mm的颗粒；
93.s3.原料混合：对s2中粉碎后的低煤化度煤与焦煤改质剂放入搅拌机内，混合搅拌均匀；
94.s4.升温：将s3中混合的原料置于气体热载体装置，以70℃/秒的平均加热速度将该混合后的原料升温至240℃；所述气体热载体装置所用的热源包括放散蒸汽或加热炉废烟气，其温度为600℃。
95.s5.降温：通过将低温氮气通入水冷的热煤贮槽中将s4中处理后的原料冷却至室温，并且其冷却速度为70℃/分钟。
96.在本技术方案中，所述焦煤改质剂的制备方法为：按照重量份计称取高纯硼酸60份，氧化锑15份和改性沥青30份，然后将高纯硼酸，氧化锑和改性沥青送入搅拌机搅拌均匀即可。
97.在本实施例中，所述高纯硼酸的制备方法包括以下步骤：
98.s101.将硼砂溶解，滤去杂质；
99.s102.放入酸解罐，于90℃时加入硫酸，使溶液在ph2时进行反应；
100.s103.反应完成液经冷却、结晶、分离、干燥后制得硼酸粗品；
101.s104.将硼酸粗品以水调浆、搅拌脱除钙、镁、钠杂质，经固液分离后得到高纯硼酸前驱体；
102.s105.将高纯硼酸前驱体以温度为90℃纯水溶解，制得含h3bo3200g/l的硼酸溶液，以复合添加剂深度除铁、除重金属后，再经过滤、冷却结晶、固液分离、洗涤、烘干，即得到高纯硼酸产品。
103.在具体设置时，所述s105中的复合添加剂为硫化物与氨水的组合，二者经调浆后使用，所述硫化物为硫化铵、硫化钡、硫化锶的组合，且硫化物的用量为化学反应计量的25倍，所述氨水的体积比浓度为5％，其用量按质量比为硫化物的44倍。
104.在本技术方案中，所述氧化锑选用五氧化二锑；所述五氧化二锑的制备方法包括以下步骤：
105.s201.将14.58份的三氧化二锑和19.40份的去离子水投入搅拌反应釜，搅拌成浆状物；
106.s202.加热升温至95℃后，开启回流冷凝器的上水，在搅拌下，缓缓滴加双氧水，滴加过程中，温度为80℃；
107.s203.待11.40份浓度为28％的双氧水加完后，再继续在搅拌下，加热回流45min，制得白色稠厚浆状物；
108.s204.在反应产物稠厚浆状物中加入4.25份三乙醇胺，搅拌混合均匀，过滤后，于100℃下烘干，得黄色粉末状的五氧化二锑。
109.在本实施例中，所述改性沥青的制备方法包括以下步骤：
110.s301.称取一定质量的精制沥青加入到0.5l不锈钢反应釜中，在一定条件下完成
精制沥青的热聚合反应；
111.s302.调整反应釜的氧化温度，向釜中按一定空气流量鼓入空气，恒温氧化一段时间，反应结束后停止通入空气，待反应釜冷却至室温后取出釜中产物，获得改性沥青。
112.在具体设置时，所述氧化温度为270℃，所述空气流量为0.05m3/h，所述氧化时间为2.0h。
113.该一种提高低煤化度煤结焦性的方法的优点：
114.本发明的方法处理后，能够提高结焦性，以降低配煤炼焦中强粘煤的配比，同时在低煤化度煤中加入焦煤改质剂，可有效改变煤的分子结构，进一步提高结焦效果，使结焦密度及强度均得到提高，有效降低焦炭的热反应，提高焦炭的热强度，另外能够节约炼焦煤的用量，节约资源；
115.本发明中的焦煤改质剂通过采用高纯硼酸，能够降低环境污染，同时采用改性沥青，且改性沥青中含有较高的β树脂，利用β树脂在炼焦过程中可改善煤料之间的粘结能力，加宽炼焦煤的塑性温度区间，使低煤化度煤能够更好的相互衔接，彼此重叠，有利于提高炼焦过程的结焦性。
116.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
117.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。