本發(fā)明屬于煤煉焦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤塊碼垛焦炭生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
焦炭是在煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到一定溫度，經(jīng)過干燥、熱解、熔融、粘結(jié)、固化、收縮等階段最終制成的，這一過程叫高溫?zé)捊?高溫干餾)。由高溫?zé)捊沟玫降慕固靠捎糜诟郀t冶煉、鑄造和氣化。煉焦過程中產(chǎn)生的經(jīng)回收、凈化后的焦?fàn)t煤氣既是高熱值的燃料，又是重要的有機合成工業(yè)原料。焦炭主要用于高爐煉鐵和用于銅、鉛、鋅、鈦、銻、汞等有色金屬的鼓風(fēng)爐冶煉，起到還原劑、發(fā)熱劑和料柱骨架作用。
我國煤炭資源非常豐富，但是經(jīng)過地質(zhì)勘探，煉焦煤的儲量只占總儲量的36.78％，其中能單獨煉焦的主焦煤儲量只有6.21％。此外，煤源和煤種在全國各省分布不均，有些省區(qū)特別是南方一些地區(qū)煤儲量很少，且主要是非煉焦煤。因此如何大幅度擴大非煉焦煤的利用，是當(dāng)前我國焦化工業(yè)發(fā)展的重要課題。除了高爐煉鐵需要大量焦炭外，其他工業(yè)所需要的焦炭也不少，如鑄造用焦，氣化用焦，電氣焦等。鑄造焦是沖天爐熔鐵的主要燃料，用于熔化爐料，并使鐵水過熱，還起支撐料柱，保持良好的透氣性以及供炭等作用。
中國焦炭工業(yè)伴隨著鋼鐵業(yè)成長發(fā)展壯大，其煤炭利用技術(shù)及焦?fàn)t操作技術(shù)堪稱世界一流?，F(xiàn)行的焦炭生產(chǎn)技術(shù)存在著資源制約、環(huán)境污染，尤其是作業(yè)環(huán)境惡劣等問題，21世紀(jì)焦炭生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)有兩大發(fā)展方向，主要集中在弱黏煤的有效利用和環(huán)境改善、降低能耗方面。與之相應(yīng)，開發(fā)了許多煉焦新技術(shù)，如歐洲焦化工作者開發(fā)的“巨型煉焦反應(yīng)器一單孔煉焦系統(tǒng)”、日本開發(fā)的scope21工藝等。開發(fā)新的焦炭生產(chǎn)工藝技術(shù)是世界焦化行業(yè)面臨的課題。
以擴大煉焦煤為原料，通過特定的配煤工藝，熱擠壓成型，制作成有一定尺寸和強度的成型煤經(jīng)過炭化制成焦炭，是擴大煉焦煤源的一個重要方法。既可以采用長焰煤、無煙煤等煤煉焦，也可以擴大不粘結(jié)、弱黏煤配煤比例?，F(xiàn)有的焦炭生產(chǎn)工藝，通常使用資源緊缺的一些強黏結(jié)性煤，生產(chǎn)效率較低、熱效率較差。同時，還有煤氣泄漏污染環(huán)境等問題。因此，開發(fā)新的焦化工藝對現(xiàn)行工藝進行徹底創(chuàng)新。
公開號為cn1923956a的發(fā)明申請公開了一種煉焦混合煤預(yù)處理工藝，并具體公開了步驟：將配入了一定量無煙煤的煉焦混合煤與水混合攪拌均勻，再一邊加熱一邊攪拌到預(yù)定含水量，也就是將煉焦混合煤進行水泡、水煮、干燥處理，使煉焦混合煤中的焦煤與無煙煤融成一體；再將經(jīng)過水泡、水煮、干燥處理后的煉焦混合煤入爐煉焦，可煉出優(yōu)質(zhì)焦。但上述技術(shù)方案經(jīng)水泡、水煮步驟之后煤內(nèi)的水分大量升高，還要額外進行干燥步驟，浪費能源且提高了成本。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的煤塊碼垛焦炭生產(chǎn)工藝，能夠通過提高煤的粘性及密度、可大幅度縮短結(jié)焦時間、度、減少焦化廢水生成并提高煤氣品質(zhì)，具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案是：一種煤塊碼垛焦炭生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
1)預(yù)處理：將煤料粉碎后，按配煤比稱取相應(yīng)的粉碎煤料添加或不添加粘結(jié)劑后，調(diào)濕、混合得到原料煤；
2)成型：將原料煤熱壓或冷壓成型得到型煤；
3)碼垛：將型煤碼垛成煤墻并側(cè)裝到立式焦?fàn)t；
4)焦化：在立式焦?fàn)t中干餾；
5)熄焦：將焦炭推入熄焦車，熄焦后篩分、貯藏，干餾產(chǎn)生的煤氣回收處理；
進一步地，步驟1)中粉碎煤料的顆粒粒徑小于2mm；
進一步地，步驟1)中調(diào)濕至水分含量為2-6％；
進一步地，步驟2)中熱壓或冷壓成型的壓縮比大于2:1，成型壓力大于20mpa；
進一步地，優(yōu)選冷壓成型；
進一步地，步驟2)中熱壓或冷壓成型的型煤密度≥1.25噸/m3；
進一步地，步驟3)中將型煤碼垛成煤墻放入全封閉裝煤車的拖煤板上，并且一側(cè)由拖煤擋板阻擋，通過拖煤板和拖煤擋板的運動將碼垛煤墻裝填到立式焦?fàn)t的爐腔中；
進一步地，步驟4)中干餾溫度為950-1050℃；
進一步地，步驟4)中干餾時間為16-26h；
進一步地，步驟5)中用推焦機將煉制成熟的焦炭經(jīng)攔焦機推入熄焦車；熄焦采用冷煤氣、氮氣或水蒸氣熄焦，然后篩分、貯藏；
進一步地，步驟5)中干餾產(chǎn)生的煤氣經(jīng)換熱冷卻至650℃后，用循環(huán)氨水急冷至85℃，再經(jīng)集氣系統(tǒng)送往化學(xué)產(chǎn)品回收車間加工處理。
綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
1)通過煤塊碼垛煉焦新技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了焦化產(chǎn)品升級換代，為焦化企業(yè)尋找到了新的經(jīng)濟增長點；
2)提高弱黏結(jié)性煤比例，節(jié)約寶貴的焦煤資源，降低了焦炭生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了企業(yè)快速可持續(xù)發(fā)展；
3)對入爐煤進行成型煉焦，提高了干餾起始溫度，縮短結(jié)焦時間20％左右，提升了焦化能力，減少焦化廢水6％--8％，提高了煤氣品質(zhì)；
4)采用全封閉碼垛煤箱成型煤入爐技術(shù)，杜絕伴隨著焦炭裝煤時所產(chǎn)生的煙、塵、苯并芘等的排放，環(huán)境友好。
本發(fā)明的技術(shù)方案使得弱粘結(jié)性煤的用量可以提高到40％以上，并采用熱成型技術(shù)提高其密度，可大幅度縮短結(jié)焦時間；有效提高干餾起始溫度、減少焦化廢水生成并提高煤氣品質(zhì)；通過對產(chǎn)生的煤氣顯熱回收，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的效果。
具體實施方式
以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
一種煤塊碼垛焦炭生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
1)預(yù)處理：根據(jù)煤種性質(zhì)將煤料粉碎后，按配煤比稱取相應(yīng)的粉碎煤料添加或不添加粘結(jié)劑后，調(diào)濕、混合得到原料煤；
2)成型：將原料煤熱壓或冷壓成型得到型煤；
3)碼垛：將型煤碼垛成煤墻并側(cè)裝到立式焦?fàn)t；
4)焦化：在立式焦?fàn)t中干餾；
5)熄焦：將焦炭推入熄焦車，熄焦后篩分、貯藏，干餾產(chǎn)生的煤氣回收處理；
作為優(yōu)選，步驟1)中粉碎煤料的顆粒粒徑小于2mm；
作為優(yōu)選，步驟2)中熱壓或冷壓成型的壓縮比大于2:1，成型壓力大于20mpa；
作為優(yōu)選，采用冷壓成型的方法；相比于熱壓成型，更簡單且易操作。
作為優(yōu)選，步驟2)中熱壓或冷壓成型的型煤密度≥1.25噸//m3；
作為優(yōu)選，步驟3)中將型煤碼垛成煤墻放入裝煤車的拖煤板上，并且一側(cè)由拖煤擋板阻擋，通過拖煤板和拖煤擋板的運動將碼垛煤墻裝填到立式焦?fàn)t的爐腔中；
作為優(yōu)選，步驟4)中干餾溫度為950-1050℃；
作為優(yōu)選，步驟4)中干餾時間為16-26h；
作為優(yōu)選，步驟5)中用推焦機將煉制成熟的焦炭經(jīng)攔焦機推入熄焦車；熄焦采用冷煤氣、氮氣或水蒸氣熄焦，然后篩分、貯藏；
作為優(yōu)選，步驟5)中干餾產(chǎn)生的煤氣經(jīng)換熱冷卻至650℃后，用循環(huán)氨水急冷至85℃，再經(jīng)集氣系統(tǒng)送往化學(xué)產(chǎn)品回收車間加工處理。
實施例1
一種煤塊碼垛焦炭生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
1)預(yù)處理：將煤料粉碎后，按粘結(jié)性煤60％、弱粘結(jié)性煤40％重量的配煤比稱取相應(yīng)的粉碎煤料不添加粘結(jié)劑經(jīng)調(diào)濕將水分調(diào)至2-6％后混合得到原料煤，粉碎煤料的顆粒粒徑小于2mm；
2)成型：將原料煤熱壓或冷壓成型得到型煤，熱壓或冷壓成型的壓縮比大于2:1，成型壓力大于20mpa，得到的熱壓或冷壓成型的型煤密度≥1.25噸/m3；
3)碼垛：將型煤碼垛成煤墻放入全封閉裝煤車的拖煤板上，并且一側(cè)由拖煤擋板阻擋，通過拖煤板和拖煤擋板的運動將碼垛煤墻裝填到立式焦?fàn)t的爐腔中；
4)焦化：在立式焦?fàn)t中干餾，干餾溫度為950-1050℃，干餾時間為14h；
5)熄焦：用推焦機將煉制成熟的焦炭經(jīng)攔焦機推入熄焦車；熄焦采用冷煤氣熄焦，然后篩分、貯藏；干餾產(chǎn)生的煤氣經(jīng)換熱冷卻至650℃后，用循環(huán)氨水急冷至85℃，再經(jīng)集氣系統(tǒng)送往化學(xué)產(chǎn)品回收車間加工處理。
經(jīng)檢測，焦化廢水量降低至6％，得到的煤氣成分如下：甲烷34％，氮氣含量3％，一氧化碳11％，熱值，20.2mj/m2。
實施例2
一種煤塊碼垛焦炭生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
1)預(yù)處理：按粘結(jié)性煤60％、弱粘結(jié)性煤40％重量的配煤比稱取相應(yīng)的粉碎煤料不添加粘結(jié)劑經(jīng)調(diào)濕將水分調(diào)至2-6％后混合得到原料煤，粉碎煤料的顆粒粒徑小于2mm；
2)成型：將原料煤熱壓或冷壓成型得到型煤，熱壓或冷壓成型的壓縮比大于2:1，成型壓力大于20mpa，得到的熱壓或冷壓成型的型煤密度≥1.25噸/m3；
3)碼垛：將型煤碼垛成煤墻放入全封閉裝煤車的拖煤板上，并且一側(cè)由拖煤擋板阻擋，通過拖煤板和拖煤擋板的運動將碼垛煤墻裝填到立式焦?fàn)t的爐腔中；
4)焦化：在立式焦?fàn)t中干餾，干餾溫度為950-1050℃，干餾時間為14h；
5)熄焦：用推焦機將煉制成熟的焦炭經(jīng)攔焦機推入熄焦車；熄焦采用冷煤氣熄焦，然后篩分、貯藏；干餾產(chǎn)生的煤氣經(jīng)換熱冷卻至650℃后，用循環(huán)氨水急冷至85℃，再經(jīng)集氣系統(tǒng)送往化學(xué)產(chǎn)品回收車間加工處理。
經(jīng)檢測，焦化廢水量降低至6％，得到的煤氣成分如下：甲烷35％，氮氣含量3％，一氧化碳10％，熱值，20.6mj/m2。
實施例3
對現(xiàn)有5.5米搗固焦?fàn)t為例，進行改造，目標(biāo)年增加產(chǎn)量20萬噸：
1)預(yù)熱型煤成型機計算
成型機械是生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，對產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量均有較大影響。根據(jù)本工藝的要求，需要生產(chǎn)能力大的，熱壓或冷壓成型設(shè)備。
本設(shè)計要求每天裝型煤60孔，每孔需要型煤1330塊，每天工作時間為21小時，即每小時需要型煤為：
n0＝(60×1330)÷21＝3800件
選擇壓機型號為skm600-6b，額定壓力31.5mpa，單臺設(shè)備平均7s生產(chǎn)1塊型煤，即每臺每小時可生產(chǎn)型煤
n＝3600÷7＝514件
需要壓機
n＝1900÷514＝7.38臺，取整數(shù)8臺
設(shè)1臺備用，故所選成型機臺數(shù)為n＝9臺
2)型煤碼垛站計算
碼垛機械是生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，對產(chǎn)品的生產(chǎn)效率有較大影響。工作時間分為型煤碼垛時間和裝車時間。
碼垛時間
t1＝20min
裝車時間
t2＝3.5min
假設(shè)計算周期有20％的誤差，則k＝1.2
總的操作時間
t＝k(t1+t2)＝1.2×(20+3.5)＝28.2min
因此t0＝50.4min>t＝28.2min,采用1套碼垛站滿足使用要求。
上述實施例只是為了說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡是根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容的實質(zhì)所作出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。