一种用于配煤炼焦的煤料预处理方法和系统

本发明属于配煤炼焦，具体是一种用于配煤炼焦的煤料预处理方法和系统。

背景技术：

1、焦炭是焦化企业所生产的最主要工业产品，重点应用领域为高炉炼铁，是一种质地坚硬、多孔，呈银灰色且有不同粗细裂纹的碳质固体块状材料，是由气煤、肥煤、焦煤、瘦煤等不同牌号烟煤为主要原料，在隔绝空气并加热至1000±50℃的条件下高温干馏最终得到的固体产物。气煤是一种变质程度较低，挥发分较高的烟煤。焦炭在高炉中起着提供热、还原剂、供碳和支撑骨架四个作用。随着高炉大型化和富氧喷吹煤粉等强化冶炼技术发展，焦炭的骨架支撑作用越来越重要且难以被取代，对焦炭的抗碎强度要求也随之提高，焦炭强度的优劣直接影响料柱的透液性、透气性以及炉内各种其他的运行状况。

2、影响焦炭强度的因素有很多，根据发明人以往的研究，总的来说包括三个方面：(1)原料煤性质，如黏结指数、胶质层厚度、灰分、硫含量，不同煤种的配比；(2)煤料预处理方式，如煤料堆密度、湿度、破碎粒度；(3)煤的热解过程的影响，如炭化室宽度、高度、燃烧室加热的均一性；焦炭的熄焦方式等。其中，关于煤料的破碎粒度不仅影响煤料堆密度，还影响煤料热解过程的黏结性。通常来说堆密度越大，焦炭强度越高；而进入炼焦炉的煤料破碎粒度越小，破碎预处理成本越高，煤料堆密度越大；但是，若煤料粒度过细其热解过程的黏结性会大幅下降，进而影响焦炭强度。为了兼顾低能耗成本和制备高强度焦炭的目标，需要设计一套预处理方法对进入炼焦炉的煤原料进行处理。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种用于配煤炼焦的煤料预处理方法，其兼顾低能耗成本和制备高强度焦炭的目标，同时在降低煤料水分的同时，提高了煤料堆密度，缩短结焦时间、改善焦炭质量，还对工业废弃物进行了资源化利用，减少了固废排放，具有显著的节能环保意义。

3、(二)技术方案

4、第一方面，本发明提供一种用于配煤炼焦的煤料预处理方法，包括：

5、s1、将配好的煤料通过热风风选出小颗粒煤粉，未被风选选出的大颗粒煤料进入破碎机进行破碎；

6、s2、收集小颗粒煤粉，向小颗粒煤粉加入增黏剂，进行冷压成型，得到煤球或煤块；

7、s3、将s1经破碎机破碎的煤料与s2制备的煤球或煤块混合，一同送至煤塔暂存或送入焦炉炼焦。

8、根据本发明的较佳实施例，s1中，所述煤料包含气煤、肥煤、焦煤和瘦煤(含贫瘦煤)。

9、根据本发明的较佳实施例，s1中，通过调节所述热风风选的风力将3mm以下的小颗粒煤粉选出，粒径大于3mm的大颗粒煤料落入破碎机的收集斗在破碎机中进行破碎，优选破碎至粒径为0.1-2mm。

10、根据本发明的较佳实施例，s1中，所述热风风选的热量来自焦炉上升管余热。

11、根据本发明的较佳实施例，s2中，所述增黏剂为改善煤料黏结性的物质，优选为造纸黑液(含大量木质素)或焦化厂产生的含有煤粉焦粉的焦油渣。

12、根据本发明的较佳实施例，s2中，所述增黏剂的加入量为小颗粒煤粉质量的10-15％；具体以加入增黏剂后使小颗粒煤粉能被型煤机压出形状完整、大小均匀的煤球或煤块为宜。

13、根据本发明的较佳实施例，s2中，采用型煤机冷压成型，得到所述煤球或煤块。煤块形状为圆柱形、砖形、笼形、枕型、卵型等，优选的尺寸为3-6cm。

14、第二方面，本发明还提供一种用于配煤炼焦的煤料预处理系统，包括：煤料传输装置、热风风选装置、粗煤破碎机、煤粉收集装置、增黏剂投加装置、型煤机和汇集传送装置；

15、其中，煤料传输装置将配好的煤料输送到热风风选装置进行处理，分出大颗粒的粗煤和小颗粒煤粉，粗煤被送入粗煤破碎机进行破碎产生破碎煤料，小颗粒煤粉则被煤粉收集装置收集起来并送入型煤机；所述增黏剂投加装置向型煤机加入增黏剂，使增黏剂与小颗粒煤粉混合，型煤机将增黏剂与小颗粒煤粉的混合物冷压成型变成煤球或煤块；

16、所述汇集传送装置收集粗煤破碎机产生的破碎煤料和所述煤球或煤块，将二者混合后输送至煤塔暂存或送入焦炉炼焦。

17、根据本发明的较佳实施例，所述煤粉收集装置为旋风分离器。

18、(三)技术效果

19、本发明对煤料进行分级破碎，首先采用热风从煤料中热风风选出小颗粒煤粉，一方面对所有经过热风风选的煤料进行烘干，降低了煤料的含水量，另一方面减少后续破碎处理量，减少破碎的能耗，防止小颗粒煤粉被过度粉碎(过度破碎的煤粉粒径过小，易导致煤料损失)。之后向小颗粒煤粉加入改善煤料黏结性的物质经冷压成型煤球，由此解决煤粉粒度小而热解过程的黏结性下降的问题，可获得较大煤料堆密度和高黏结性的煤球或煤块，进而提高焦炭质量，提高焦炭强度，增加荒煤气中化学产品(如：煤焦油、粗苯等)收率。

20、其中，改善黏结性的物质为工业废弃物，如纸黑液或焦化厂焦油渣等，因此本发明还对工业废弃物进行了资源化利用，降低了固废造成的环境污染。

21、其中，热风风选降低了煤料水分，热风风选出小颗粒煤粉和对粗煤的进一步破碎提高了煤料堆密度，也使煤粒间接触更紧密；加入增黏剂进行冷压成型的操作，进一步加强煤粒间接触紧密度，提高煤粒间传热传质速度，进而提高了煤料升温速度、缩短了焦时间，改善焦炭质量和增加焦炭产能，节约了热量消耗，降低co2排放量。

22、其中，热风风选的热量来自焦炉上升管余热。焦炉上升管导出的荒煤气温度约为650-750℃，约10％的热量在上升管处因散热损失掉；若将焦炉上升管设置成带有夹套的结构，通过鼓风机向夹套中通入空气进行热交换，即可持续产生风选所需的热风，实现显热的最大化利用，具有节能环保的意义。

技术特征：

1.一种用于配煤炼焦的煤料预处理方法，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的用于配煤炼焦的煤料预处理方法，其特征在于，s1中，所述煤料包含气煤、肥煤、焦煤和瘦煤。

3.根据权利要求1所述的用于配煤炼焦的煤料预处理方法，其特征在于，s1中，通过调节所述热风风选的风力将3mm以下的小颗粒煤粉选出，粒径大于3mm的大颗粒煤料落入破碎机的收集斗在破碎机中进行破碎。

4.根据权利要求1所述的用于配煤炼焦的煤料预处理方法，其特征在于，s1中，所述热风风选的热量来自焦炉上升管余热。

5.根据权利要求1所述的用于配煤炼焦的煤料预处理方法，其特征在于，s2中，所述增黏剂为造纸黑液或焦化厂产生的含有煤粉焦粉的焦油渣。

6.根据权利要求1所述的用于配煤炼焦的煤料预处理方法，其特征在于，s2中，所述增黏剂的加入量为小颗粒煤粉质量的10-15％。

7.根据权利要求1所述的用于配煤炼焦的煤料预处理方法，其特征在于，s2中，采用型煤机冷压成型，得到所述煤球或煤块；煤块形状为圆柱形、砖形、笼形、枕型或卵型。

8.一种用于配煤炼焦的煤料预处理系统，其特征在于，包括：煤料传输装置、热风风选装置、粗煤破碎机、煤粉收集装置、增黏剂投加装置、型煤机和汇集传送装置；

9.根据权利要求8所述的用于配煤炼焦的煤料预处理系统，其特征在于，所述煤粉收集装置为旋风分离器。

技术总结本发明涉及一种用于配煤炼焦的煤料预处理方法，其包括：S1、将配好的煤料通过热风风选出小颗粒煤粉，未被风选选出的大颗粒煤料进入破碎机进行破碎；S2、收集小颗粒煤粉，向小颗粒煤粉加入增黏剂，进行冷压成型，得到煤球或煤块；S3、将S1经破碎机破碎的煤料与S2制备的煤球或煤块混合，一同送至煤塔暂存或送入焦炉炼焦。本发明的煤料预处理方法和系统，先热风风选技术降低煤料水分，减少破碎机能耗，避免煤料中原本存在的小颗粒煤粉被过度细化，减少炼焦煤料损失率。通过风选小颗粒煤粉和对大颗粒粗煤进一步破碎的处理，得到细度较均匀的煤料，提高煤料堆密度，进而提升焦炭抗碎强度。技术研发人员：吴鹏飞,薛士科,蔺涛,穆莹,胡朝帅,梁文重,秦钰菲,陈娟,孙焕茹受保护的技术使用者：河北工业职业技术学院技术研发日：技术公布日：2024/3/21