一种煅烧预处理工艺生产优质针状焦的方法与流程

：本发明涉及针状焦生产，特别涉及一种煅烧预处理工艺生产优质针状焦的方法。

背景技术

0、背景技术：

1、针状焦，为优质石油焦的一种，具有低热膨胀系数、低空隙度、低硫、低灰分、低金属含量、高导电率及易石墨化等一系列优点。针状焦生产时一般以延迟焦化工艺为基础，需要选择合适的原料，因为并非所有的高芳烃原料都能顺利转化为针状焦。工业上可用来生产针状焦原料的主要来源有：催化裂化澄清油(fccdo)、石脑油以及粗柴油蒸汽裂解生产乙烯所得的乙烯焦油(et)、热裂化的裂化焦油(tr)、煤焦化或气化生产的煤焦油(cr)。针状焦是生产高功率、超高功率石墨电极的主要原料。无论是油系针状焦还是煤系针状焦，生产工艺均为原料预处理、延迟焦化和煅烧三部分。

2、延迟焦化生产的针状焦含有较高的水分和挥发性组分，称为生焦，需在隔绝空气条件下进行高温煅烧处理才能作为高功率、超高功率石墨电极的原料。在煅烧过程中，针状焦的结构和元素组成发生一系列的变化，从而提高了针状焦的理化性能。煅烧的目的是脱除生焦中的水分和挥发分，提高焦炭的含碳量、密度、强度、导电性和化学稳定性。

3、针状焦煅烧通常是在回转窑内进行。生焦从窑的一端进入，与高温煅烧的废气接触，在出口端有燃气或燃油燃烧器，煅烧带温度高达1500℃。窑体的旋转速度对焦炭在窑内的停留时间和加热速度具有决定性的影响。评价煅烧效果的好坏，煅烧后针状焦真密度大小是一个重要指标。同时，煅烧后针状焦大颗粒含量也是评价针状焦质量的重要指标，一般认为大于12mm的颗粒含量占比越高越好，小于1mm的颗粒(也称粉焦)含量占比越低越好。不同大小颗粒的占比也影响了针状焦的强度，而强度也是评价针状焦产品质量的重要指标。

4、由于针状焦生产过程中，延迟焦化部分焦炭塔除焦方式为水力除焦，故在生焦产品中含有大量的水分，而在煅烧过程中液态水急剧气化，在焦炭内部产生较大的热应力会导致焦炭内部产生裂纹并导致颗粒开裂，从而导致颗粒损失增大，这是导致大颗粒占比减少，粉焦占比增加的主要原因。在实验和生产中发现，生焦产品(即煅烧前产品)颗粒的大小对煅后焦的产品质量也有较大影响。

5、除水分的影响之外，生焦中含有一定量的挥发分，在煅烧过程中挥发分组分可以渗透浸润到焦炭的孔隙中，从而加强焦炭的骨架结构，具体到产品质量就是对焦炭的强度和粒度产生影响。但当挥发分过多或煅烧条件不当，则在煅烧过程中挥发分逸出会导致焦炭中短时间内产生过多气体，焦炭内外热应力差别过大，焦炭内产生大量的孔隙和裂纹等缺陷，导致焦炭产品的强度和粒度降低。

6、现有技术的缺点：

7、(1)现有针状焦生焦煅烧技术在煅烧之前采用自然风干脱水后进行煅烧，生焦仍有相当的含水量(约为7％)，在煅烧过程中带来负面影响。

8、(2)现有针状焦生焦煅烧工艺条件为直接将生焦温度升至1400℃(或更高温度)进行煅烧。具体条件为以200℃/小时的速度升温至1400℃(或更高温度)，恒温4小时，再降温3小时至700℃以下，总煅烧时间约14小时。煅烧过程中挥发分组分导致焦炭中短时间内产生过多气体，焦炭内外热应力差别过大，焦炭内产生大量的孔隙和裂纹等缺陷，导致焦炭产品的强度和粒度降低。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明要解决的技术问题是提供一种煅烧预处理工艺生产优质针状焦的方法，该方法实现了提高煅后焦的大颗粒含量并提高针状焦的强度，降低了颗粒损失率。克服了现有煅烧工艺不完善，造成煅后焦的大颗粒含量低，粉焦含量高的不足。

2、本发明所采取的技术方案是：一种煅烧预处理工艺生产优质针状焦的方法，该方法步骤如下：

3、步骤一：将针状焦生产工艺延迟焦化部分产出的生焦进行预粉碎处理；

4、步骤二：预粉碎处理后的生焦进行通风干燥，将生焦含水量降低至4％及以下；

5、步骤三：将步骤二干燥后生焦按粒度进行筛分，分为8mm-14mm以上颗粒及以下颗粒；

6、步骤四：将步骤三筛选出的8mm-14mm以上颗粒的生焦进行带有预煅烧段的煅烧工艺过程，具体实施方式为：以200℃/小时的速度升温至500℃-700℃，恒温4-6小时后降温3小时至室温，再以200℃/小时的速度升温至1300℃-1500℃，恒温4小时，降温3小时至700℃以下。

7、进一步地，所述步骤二中预粉碎处理后的生焦进行通风干燥，采用的设备为烘干窑、卧式通风干燥窑或回转干燥窑。

8、进一步地，所述步骤二中预粉碎处理后的生焦进行通风干燥，温度为100℃-130℃，时间为2-4小时，持续通风。

9、进一步地，所述步骤三中将干燥后生焦按粒度进行筛分，分为12mm以上颗粒及以下颗粒。

10、进一步地，所述步骤四中具体实施方式为：以200℃/小时的速度升温至600℃，恒温5小时后降温3小时至室温，再以200℃/小时的速度升温至1400℃，恒温4小时，降温3小时至700℃以下。

11、本发明的有益效果是：

12、1、针对生焦自然脱水后仍有相当的含水量的问题提出通风烘干脱水方法，进一步降低煅烧前生焦的含水量。

13、2、针对煅烧过程中挥发分组分导致焦炭中短时间内产生过多气体的问题提出预煅烧工艺方案，在煅烧前进行预煅烧操作，以温和条件让挥发分充分反应，从而对焦炭产品强度和粒度起到提升作用，而非在高温段产生副作用。

14、3、通风烘干和预煅烧共同组成煅烧预处理工艺，目的是提高针状焦产品的质量。

技术特征：

1.一种煅烧预处理工艺生产优质针状焦的方法，其特征在于：该方法步骤如下：

2.按照权利要求1所述的煅烧预处理工艺生产优质针状焦的方法，其特征在于：所述步骤二中预粉碎处理后的生焦进行通风干燥，采用的设备为烘干窑、卧式通风干燥窑或回转干燥窑。

3.按照权利要求1所述的煅烧预处理工艺生产优质针状焦的方法，其特征在于：所述步骤二中预粉碎处理后的生焦进行通风干燥，温度为100℃-130℃，时间为2-4小时，持续通风。

4.按照权利要求1所述的煅烧预处理工艺生产优质针状焦的方法，其特征在于：所述步骤三中将干燥后生焦按粒度进行筛分，分为12mm以上颗粒及以下颗粒。

5.按照权利要求1所述的煅烧预处理工艺生产优质针状焦的方法，其特征在于：所述步骤四中具体实施方式为：以200℃/小时的速度升温至600℃，恒温5小时后降温3小时至室温，再以200℃/小时的速度升温至1400℃，恒温4小时，降温3小时至700℃以下。

技术总结本发明涉及针状焦生产技术领域，特别涉及一种煅烧预处理工艺生产优质针状焦的方法。该方法步骤如下：步骤一：将针状焦生产工艺延迟焦化部分产出的生焦进行预粉碎处理；步骤二：预粉碎处理后的生焦进行通风干燥；步骤三：将步骤二干燥后生焦按粒度进行筛分；步骤四：在煅烧前进行预煅烧操作。本发明实现了提高煅后焦的大颗粒含量并提高针状焦的强度，降低了颗粒损失率。技术研发人员：刘川,刘延鹰,牛玉龙,刘杨,赵宝华,王文明,宋立红,苗勇,张志强受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30