[发明专利]作为焦炭制备瘦化剂的竹炭粉制备方法及焦炭瘦化工艺

说明书

本发明公开了一种作为焦炭制备瘦化剂的竹炭粉制备方法及焦炭瘦化工艺，适用于煤化工技术领域。用竹炭粉作瘦化剂以调节炼焦配煤惰性组分和活性组分比例，从而增加焦炭的块度和结焦率，调整不同用途焦炭的反应性、显气孔率和反应后强度的新方法。用作瘦化剂的竹炭粉是采用竹子或竹子加工产生的有机固废为原料，经过一定温度的炭化而成的多孔物质。与炼焦常用的瘦化剂(瘦煤和焦粉)相比，成品灰分低，可磨性好，纤维组分含量高，孔隙发达，更好吸附煤热解生成的液相物质，使流动度和膨胀度降低、气体产物易析出、气孔壁增厚、焦炭的裂纹少，因而提高焦炭的强度和块度等性能。

技术领域

本发明涉及一种竹炭粉制备方法及焦炭瘦化工艺，尤其适用于焦煤炼制使用的一种作为焦炭制备瘦化剂的竹炭粉制备方法及焦炭瘦化工艺，属于煤化工技术领域。

背景技术

捣固炼焦过程中，通常瘦煤和焦粉作为瘦化剂，可以增加焦炭的块度和结焦率。用配煤的互换性原理：要得到质量好的焦炭，配合煤惰性组分和活性组分要达到适当的比例。

瘦煤和焦粉中惰性组分较多，配入后可以增加配合煤中纤维组分(惰性组分)的含量，即煤岩组分中的丝质组含量，从而达到配合煤的质量要求。高挥发分、高流动度的煤料配瘦化剂，由于瘦化剂可以吸附一定数量的煤热解生成的液相物质，使流动度和膨胀度降低，气体产物易于析出，黏结度提高，气孔壁增厚，同时减慢了结焦过程的收缩速度，减少了焦炭的裂纹(故也称为抗裂剂)，因可提高焦炭的强度和块度。但胶质体的流动度和膨胀度只能降低到一定限度。否则使黏结性降低，焦炭的耐磨性降低。焦粉作为瘦化剂，灰分会有所增加，作为类似丝质组分的竹炭粉，具有多空，比表面积大(500-800m²/g)，灰分低，可磨性好的特点，有望成为焦粉的部分替代物质，鉴于密度相对小，体积大，添加量有待研究。现在常规的瘦化剂使用兰炭，而兰炭为不可再生化石能源煤炭，同时在生产过程中会造成严重的环境污染，处理成本高。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供一种制备简单，成本低，使用效果好，不仅能够提升焦炭的质量，同时有效利用竹加工废弃物的作为焦炭制备瘦化剂的竹炭粉制备方法及焦炭瘦化工艺。

为实现上述技术目的，本发明的作为焦炭制备瘦化剂的竹炭粉制备方法，其步骤如下：

收集竹加工废弃物，包括竹叶、竹节、竹茎、竹根、笋壳，将竹加工废弃物与竹子一起加入烘干设备烘干；

烘干后的竹加工废弃物与竹子一起给入破碎装置进行第一次破碎从而获得竹屑粉；

利用筛分装置筛选出预设粒径范围内的竹屑粉后投入碳化炉，按照2℃/min升温至400℃，恒温1h，5℃/min升温至600℃，恒温30min进行碳化处理从而获得粗竹炭；

碳化处理后让粗竹炭在碳化炉内隔绝空气冷却至室温后给入破碎装置进行第二次破碎；从而得到作为作焦炭制备瘦化剂的竹炭粉。

竹加工废弃物与竹子在加入烘干设备烘干前需要自然晾干，竹加工废弃物约占原料使用总量的80％；烘干后的竹加工废弃物与竹子水分不超过5％。

所述碳化炉内完全隔绝空气，并配备焦油的冷凝接收装置。

第一次破碎的竹屑粉粒径不超过3mm；第二次破碎使用碾磨的方式对粗竹炭破碎，并使破碎后获得的细竹炭粒径不超过0.5mm。

获得粗竹炭的同时使用冷凝接收装置收集碳化过程产生的裂解气作竹醋液，竹醋液的收率为60wt％，利用竹醋液制作杀菌剂和灭虫剂的。

一种使用作为焦炭制备瘦化剂的竹炭粉的焦炭瘦化工艺，其步骤为：将作为作焦炭制备瘦化剂的竹炭粉破碎至≤0.5mm粒径后，按照5wt％的质量比与预备炼焦煤进行混合，然后以3℃/min升温至600℃后恒温2h,之后2℃/min升温至1050℃，恒温1h在胶质体生成过程中，胶质体中的液相从各个方向与竹炭孔进行交结，在固化后形成相对稳定的结构，从而提高了焦炭的强度，增大了焦炭的块度，减少了焦炭生成的裂纹。