一种大比例配用气煤生产冶金焦的方法

技术领域

本发明属于焦化行业炼焦配煤领域，具体涉及一种大比例配用气煤生产冶金焦的方法。

背景技术

我国煤炭资源虽然丰富，但焦煤、肥煤等优质炼焦煤资源却匮乏，而弱粘煤、气煤、三分之一焦煤等资源相对丰富。一方面，我国焦炭产能巨大，对炼焦煤资源消耗过快，另一方面高炉大型化对焦炭质量要求越来越高，为了提高焦炭强度，配煤结构中的焦煤、肥煤等比例不断提高。过多地消耗优质炼焦煤资源使焦炭原料成本大幅增加，利润缩减，竞争力下降。为了减少和缓解焦煤、肥煤消耗，适应长期发展的需要，同时，降低焦炭原料成本，提高焦炭利润，必须扩大弱粘煤、气煤、三分之一焦煤等资源相对丰富煤的利用率。特别是气煤作为我国资源最丰富的炼焦煤，在山东、山西、陕西、江苏、内蒙各省份均有分布，且气煤价格低廉，灰硫指标较低，加大气煤使用量可有效缓解优质炼焦煤消耗，降低焦炭成本。

专利CN 113088310 B介绍了一种捣固配煤炼焦方法、其产品及炼焦用配合煤，所述炼焦煤中不含有焦煤和肥煤，各炼焦煤的种类和重量百分比为：气煤5％～15％，1/3焦煤30％～40％，气肥煤5％～10％，高硫瘦煤10％～15％，贫痩煤20％～30％，取得了良好效果；专利CN 111621314 B公开了一种捣固配煤炼焦方法，其特征在于不配肥煤，各单种炼焦煤及其重量百分比如下：弱粘煤5％～10％，气煤0％～15％，1/3焦煤20％～30％，气肥煤8％～10％，焦煤25％～35％，瘦煤10％～15％，贫痩煤5％～10％，该发明降低了肥煤资源的消耗。以上技术虽大幅降低了焦煤或者肥煤的比例，但均未能大比例应用气煤，未将气煤资源充分利用，降低焦炭成本业有限。

发明内容

因此，本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，在确保焦炭质量较优前提下实现气煤的大比例应用，降低焦炭成本，节省优质紧缺炼焦煤资源。

为达到上述目的，根据本发明的一个实施方式，本发明提供了一种大比例配用气煤生产冶金焦的方法，包括：

S1)准备待混配的单种炼焦煤：所述单种炼焦煤及其重量百分比为：气煤60％～70％，1/3焦煤0％～10％，高硫气肥煤5％～15％，贫痩煤15％～22％。

其中，所述气煤、1/3焦煤、气肥煤、贫痩煤按照GB/T 5751-2009《中国煤炭分类》中烟煤的分类标准定义，以及

S2)备煤和捣固炼焦：将气煤单独预粉碎，预粉碎后小于3mm的比例达到80％～85％；再按照步骤S1)中的待混配的单种炼焦煤的含量配煤并粉碎，粉碎后小于3mm的比例为86％～88％且小于0.5mm的比例小于45％；再进行捣固，捣固堆密度控制在1.0～1.1t/m

根据本发明的一个实施方式，其中，

所述气煤被进一步分为一等气煤和二等气煤；

所述一等气煤要求挥发分V

所述二等气煤为不满足以上指标要求的其他气煤，以及

所述一等气煤的含量为30％～40％，所述二等气煤的含量为25％～30％。

根据本发明的一个实施方式，其中，所述一等气煤煤矿为山西大同地区煤矿、山东兖矿地区煤矿。

根据本发明的一个实施方式，其中，

所述1/3焦煤要求挥发分V

根据本发明的一个实施方式，其中，

1/3焦煤煤矿为河北邢台煤矿、山东枣庄地区煤矿。

根据本发明的一个实施方式，其中，

所述高硫气肥煤要求挥发分V

根据本发明的一个实施方式，其中，

所述贫痩煤要求挥发分V

根据本发明的一个实施方式，其中，

所述各单种炼焦煤混配后所得配合煤质量指标满足以下要求：挥发分V

根据本发明的一个实施方式，其中，

所制备的冶金焦达到以下质量指标：硫分≤0.70％，灰分≤13％，抗碎强度M

有益效果

本发明将不同质量的气煤进行搭配，并利用气肥煤替代肥煤保持配合煤粘结性和流动性满足要求，用1/3焦煤替代焦煤保证配合煤结焦性和强度满足要求，在捣固工艺作用下，适当延长结焦时间和提高标准温度，实现了气煤大比例配用，较行业内平均水平增加了30％～40％，将气煤资源充分利用；同时，可大幅减少甚至避免焦煤和肥煤的应用，减少了紧缺煤种的消耗。

气煤较1/3焦煤便宜200～300元/吨，较焦煤和肥煤便宜500～700元/吨，增加了30％～40％气煤后，焦炭原料成本可大幅降低。本发明制备的冶金焦可满足1500m

附图说明

图1为气煤、焦煤与贫瘦煤三煤配合在捣固与不捣固下焦炭CSR对比图，

图2为气煤、焦煤与贫瘦煤三煤配合在捣固与不捣固下焦炭M

具体实施方式

以下将通过实施例描述本发明，但以下实施例仅出于示例性的目的，并不意图限制本发明的范围。

工艺实施例

为了充分研究气煤在捣固焦中应用极限，开展了气煤、焦煤与瘦煤三煤配合实验。气煤选择山西大同地区气煤，焦煤选择邯郸峰峰焦煤，贫瘦煤选择山西长治地区贫瘦煤，指标如表1，按以下方案进行40kg小焦炉实验，如表2，实验炼焦后所的焦炭质量如表3，其中，M

40kg小焦炉实验参照YBT 4526-2016《炼焦试验用小焦炉技术规范》进行，其中结焦时间为20小时，配合煤小于3mm的比例86％～88％；捣固工艺堆密度控制在1.0～1.1t/m

表1三种煤的质量指标

表2实验方案

表3实验结果

从表2和表3可看出，在相同工艺(捣固与不捣固)条件下，随着气煤的比例增加，焦煤比例减少，焦炭的冷态强度(M

因此，确定采用捣固工艺。下面将结合使用捣固工艺的具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

实施例1：

选择单种煤及指标如表4。

表4煤种分类及指标

将表4各单种煤按以下重量百分比选取：一类气煤30％，二类气煤30％，1/3焦煤1#10％，高硫气肥煤1#10％，贫痩煤2#20％；

然后，对气煤进行预粉碎，预粉碎后小于3mm的比例达到84％；再配合煤进行粉碎，粉碎后小于3mm的比例88.5％且小于0.5mm的比例小于44％；配合后所得配合煤质量指标为：挥发分V

再进行捣固，捣固堆密度控制在1.04t/m

所得冶金焦达到以下质量指标：硫分为0.68％，灰分为12.95％，抗碎强度M

实施例2：

将表4各单种煤按以下重量百分比配合：一类气煤40％，二类气煤30％，高硫气肥煤1#10％，贫痩煤1#4％，贫痩煤2#16％；

然后，对气煤进行预粉碎，预粉碎后小于3mm的比例达到82％；再配合煤进行粉碎，粉碎后小于3mm的比例88％且小于0.5mm的比例小于46％；配合后所得配合煤质量指标为：挥发分V

再进行捣固，捣固堆密度控制在1.03t/m

所得冶金焦达到以下质量指标：硫分为0.70％，灰分为12.92％，抗碎强度M

实施例3：

将表4各单种煤按以下重量百分比配合：一类气煤35％，二类气煤30％，高硫气肥煤1#11％，贫痩煤2#24％；

然后，对气煤进行预粉碎，预粉碎后小于3mm的比例达到85％；再配合煤进行粉碎，粉碎后小于3mm的比例88.6％且小于0.5mm的比例小于46％；配合后所得配合煤质量指标为：挥发分V

再进行捣固，捣固堆密度控制在1.04t/m

所得冶金焦达到以下质量指标：硫分为0.69％，灰分为12.98％，抗碎强度M

实施例4：

将表4各单种煤按以下重量百分比配合：一类气煤35％，二类气煤25％，1/3焦煤1#8％，高硫气肥煤1#10％，贫痩煤1#5％，贫痩煤2#17％；

然后，对气煤进行预粉碎，预粉碎后小于3mm的比例达到85％；再配合煤进行粉碎，粉碎后小于3mm的比例88％且小于0.5mm的比例小于45％；配合后所得配合煤质量指标为：挥发分V

再进行捣固，捣固堆密度控制在1.04t/m

所得冶金焦达到以下质量指标：硫分为0.70％，灰分为12.93％，抗碎强度M

对比例1：

将表4各单种煤按以下重量百分比配合：一类气煤40％，二类气煤35％，1/3焦煤1#5％，高硫气肥煤1#5％，贫痩煤1#15％；

然后，对气煤进行预粉碎，预粉碎后小于3mm的比例达到83％；再配合煤进行粉碎，粉碎后小于3mm的比例88.2％且小于0.5mm的比例小于46％；配合后所得配合煤质量指标为：挥发分V

再进行捣固，捣固堆密度控制在1.02t/m

所得冶金焦达到以下质量指标：硫分为0.67％，灰分为12.95％，抗碎强度M

对比例1差别在于各单种煤比例不同，对比例1的气煤总比例超过了70％，超出气煤比例极限，使得整体配煤结构失调，导致配合煤挥发分上升至34％以上，结焦性下降，致使焦炭气孔增加，强度下降较多，不满足冶金焦指标要求。

对比例2：

将表4各单种煤按以下重量百分比配合：一类气煤35％，二类气煤30％，高硫气肥煤2#14％，贫痩煤2#21％；

然后，对气煤进行预粉碎，预粉碎后小于3mm的比例达到85％；再配合煤进行粉碎，粉碎后小于3mm的比例88.6％且小于0.5mm的比例小于46％；配合后所得配合煤质量指标为：挥发分V

再进行捣固，捣固堆密度控制在1.04t/m

所得冶金焦达到以下质量指标：硫分为0.66％，灰分为12.8％，抗碎强度M

对比例2与实施例3差别在于对比例2用了高硫气肥煤2#，其的最大流动度为12560ddpm，偏低，灰成分催化指数3.99％，较高，导致配合煤流动度和灰成分催化指数不满足配合煤指标要求，致使焦炭热态强度CSR下降较多，不满足冶金焦指标要求。

对比例3：

将表4各单种煤按以下重量百分比配合：一类气煤35％，二类气煤25％，1/3焦煤1#8％，高硫气肥煤1#10％，贫痩煤1#5％，贫痩煤2#17％；

然后，对气煤进行预粉碎，预粉碎后小于3mm的比例达到85％；再配合煤进行粉碎，粉碎后小于3mm的比例85％且小于0.5mm的比例小于43％；配合后所得配合煤质量指标为：挥发分V

再进行捣固，捣固堆密度控制在1.04t/m

所得冶金焦达到以下质量指标：硫分为0.70％，灰分为12.93％，抗碎强度M

对比例3与实施例4差别在于对比例3的配合煤粉碎后小于3mm的比例85％，偏低，结焦时间25小时，偏低，生产工艺指标不满足要求。小于3mm的比例偏低说明大颗粒的气煤粉碎不充分，会产生焦炭裂纹，影响冷态强度；结焦时间偏低导致焦炭成熟不够，使得CRI升高，CSR下降，不满足冶金焦指标要求。