型焦用料(material for formeoke)指制备型焦的原料。型焦用料可以是单种煤,也可以是配合料(包括配含煤)。可单独成型的单种煤,只限于少数煤种;配合料指一种或多种煤或半焦等配或不配粘结性物质(型焦用粘结剂或粘结性)的混合物单种煤或配合料经加压制成型煤再经后处理即成为型焦。

简介型焦用料(material for formeoke)指制备型焦的原料。型焦用料可以是单种煤,也可以是配合料(包括配含煤)。可单独成型的单种煤,只限于少数煤种;配合料指一种或多种煤或半焦等配或不配粘结性物质(型焦用粘结剂或粘结性)的混合物单种煤或配合料经加压制成型煤再经后处理即成为型焦1。

选择原则型焦用料的选择和配合遵循以下三条原则:

(1)廉价易得,性质稳定,来源可靠;

(2)与所选用的工艺相适应,以保证顺利成型和后处理;

(3)能满足产品质量的要求。

型焦用料按工艺可分为冷压型焦用料和热压型焦用料两大类,两类用料各有特点2。

型焦扩大炼焦煤源的炼焦方法之一。用加压成型的方法生产形状均一的焦炭。型焦工艺分热压和冷压两种。热压型焦是将具有一定粘结性的煤料(或单种煤)加热到塑性温度(一般是800~1000℃)后成型炭化。冷压型焦是将低挥发分的弱粘结煤或不粘结煤,也可将高挥发分煤或不粘结煤的半焦,配以适量的粘结剂,在粘结剂的软化温度(一般为70~100℃)下成型后炭化(个别也有不加热成型的)。型焦工艺在配用非粘结性煤和弱粘结性煤的比例上灵活性较大,并能生产具有一定强度的焦炭2。

型焦用料的环境保护该项目主要原料为焦炭生产和运输过程中生产的筛下物,即颗粒小于5mm的的粉末状态的焦粉或弱黏结煤粉。该原料很难利用,而且直接燃用会给环境造成更大的污染,将焦粉或煤粉制成型焦,完全可替代焦炭用于钢铁的冶炼和铸造行业。该项目采用了先进的封闭式混捏技术,设备和生产工艺基本上实现了无"三废"生产,而且合理的利用了型焦生产时产生的富余煤气,热能。在型焦的制造过程中加入一定的润生粘合剂可以改变型焦的强度,使其高温不烨裂,起到固硫减少有毒气体排放提高型焦的燃烧值2。

冷压型型焦用料焦炭是冶金、化工、电石等行业必备的块状原料,由于煤炭价格连年上涨,致使焦煤每吨千元以上、焦炭价格 2000元左右,无疑给应用企业增加了生产成本;而我国每年焦炭产量3亿多吨单破碎、转运装卸及使用过程中会产生的焦粉达4000万吨以上;由于没有较好的成型技术,是大量的焦粉只能作低级燃料处理;加之焦粉销售价格与焦炭相差较大,所以在能源紧张的情况下,利用焦炭、石油焦、兰碳剩余粉末加工成球团代替部分焦炭使用,是化工、电石、冶金行业降低消耗、增收节支的最佳途径3。

热压型焦用料热压型焦的方法和加热终温,因煤种和工艺而异,气载热压型焦工艺用的单种煤或配合煤都具有一定的粘结性,煤的加热一般分干燥、预热和加热三段进行,最终达到其塑性温度区间内的某一温度,以充分利用加热气体的热量,且使煤粒加热均匀和不易造成细粒煤过热。

热压型焦的方法和加热终温,因煤种和工艺而异,气载热压型焦工艺用的单种煤或配合煤都具有一定的粘结性,煤的加热一般分干燥、预热和加热三段进行,最终达到其塑性温度区间内的某一温度,以充分利用加热气体的热量,且使煤粒加热均匀和不易造成细粒煤过热。在固载热压型焦工艺中,粘结性煤只加热到低于其软化温度;而不粘结性煤则需加热到600-700℃,然后与预热的粘结性煤混合,使混合料的温度迅速达到粘结性煤的塑性温度区间。不粘结性煤的配入量和加热温度,取决于混合料的配比和最终混合温度。在热压型焦工艺中,为达到煤的快速加热,多采用载热体与煤粒直接接触传热的浓相或稀相流态化技术。常用的加热设备有直立管沸腾加热炉和LR炭化装置等。热煤料的维温煤料快速加热到塑性温度区间内的某段温度后有一个恒温热解过程,这是在成型前控制煤的塑性和膨胀的关键。通过维温使煤料充分软化熔融。最佳的成型条件应选择在煤塑性体大量热分解之后和固化之前的一段时间内,以减少离开成型机后的型煤发生膨胀或开裂。维温时间取决于所用煤种和最终加热温度。当加热温度提高时,维温时间可相应缩短。维温可以同混合合并,在同一个设备内完成;也可以与预压结合在一起。常用的维温设备有螺旋维温机、立式混合维温机和履带式维温预压机等1。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所