[发明专利]一种冶金用生物质半焦的制造方法有效

专利信息
申请号: 201310402717.4 申请日: 2013-09-07
公开(公告)号: CN103450915A 公开(公告)日: 2013-12-18
发明(设计)人: 张辉;周明顺;翟立委;刘杰;徐礼兵;童晓宇 申请(专利权)人: 鞍钢股份有限公司
主分类号: C10B53/08 分类号: C10B53/08;C10B57/04
代理公司: 鞍山华惠专利事务所 21213 代理人: 赵长芳
地址: 114021 *** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 冶金 生物 质半焦 制造 方法
【说明书】:

技术领域

本发明属于炼铁原燃料技术领域,尤其涉及一种冶金用生物质半焦的制造方法。

背景技术

生物质炭是由树皮、树枝、果壳、锯木屑等放入热解炉加热分解留下的固体炭,其灰分在1%~4%、挥发分在12%~20%,含硫很低约0.1%~0.2%。生物质炭具有发达的孔隙结构,高的比表面积和丰富的表面官能团,这使生物质炭在能源与环境领域中有广泛的应用前景。生物质炭的发热量从5000 kJ/kg到20000kJ/kg(木材)不等,而煤可达30000kJ/kg以上。生物质炭发热比煤低,更比焦炭(33650kJ/kg)低,并且其密度、抗碎强度和耐磨强度较低,因而生物质炭单独使用,不能满足冶金的需要。

半焦( semi-coke)俗称兰炭,因其燃烧时有很短的蓝色火焰而得名,它是泥煤、褐煤和高挥发分烟煤等经低温( 500 ~700℃ ) 干馏得到的固体产物。半焦具有高化学活性、高比电阻、高固定碳、低灰、低硫、低磷、低三氧化铝等特性,但其强度比高温焦炭差,视密度和真密度也比高温焦炭低。半焦挥发分含量因干馏终温不同而异,一般为10~20%。由于原料及工艺等方面的差异,半焦的市场价格远低于一般焦炭的价格。

半焦生产的主要设备是干馏炉,干馏炉按供热方式可分为外热式和内热式2种。外热式炉供给煤料的热量由炉墙外部传入,由于干馏室和燃烧室不相通, 干馏挥发物与燃烧烟气不相混合, 保证了挥发产物不被稀释,但因为煤料加热不均,导致半焦质量不均。内热式炉借助热载体把热量传给煤料,因其较外热式炉有加热均匀、热效率高、炉体结构简单等优点而得到广泛应用。

论文“生物质热解半焦炭的反应性研究”得出:生物质热解半焦炭具有良好的反应性,是优质的气化和燃烧原料。在试验温度范围内,生物质半焦炭的反应性随温度的升高而呈增大趋势。生物质半焦的比表面积也随着热解温度增大而呈增加趋势,但增幅不大。论文“生物质与煤共燃研究”简要介绍了生物质与煤共燃的意义及其应用前景。在此基础上,深入分析二者共燃的生物质预处理、燃烧特性、污染物排放及共燃灰污、结渣和腐蚀性,共燃方式及共燃经济性。但上述文章对生物质体密度、能量密度低,高碱金属含量带来的低灰熔点,高氯含量可能带来的腐蚀等问题,没有提出解决办法。

中国专利201310117368.1公开了一种生物质炭煤的制备方法,将生物质材料干燥、粉碎、压制成型,然后进行热解气化反应,冷却后的到生物质炭,再将生物质炭粉碎,按照生物质炭:煤泥:黏结剂的重量比20-40:50-70:10-20,将生物质炭、煤泥和黏结剂均匀混合后压制成型,即可得到生物质煤。但该方法所制得的生物质煤机械强度不高,反应性和热值较低,不适合烧结和高炉喷吹使用。

中国专利200510048752.6公布了一种用低质褐煤生产优质半焦的方法:以低质褐煤为原料,通过干馏得到褐煤半焦,然后通过重介质洗选得到优质半焦。其特点是以低质褐煤为原料,加入反应釜中,在温度800℃、时间10小时条件下干馏,然后在介质比重为1.25条件下进行重介质重选,得到灰分13%,挥发份12%,固定碳83%,弹筒发热量25~30MJ/kg的褐煤半焦,但本方法所生产半焦硫含量均较高,强度较低,且成本较低的生物质炭没有被利用。

发明内容

本发明旨在提供一种成本低,发热量高,硫含量低,化学活性高,原料来源广的冶金用生物质半焦的制造方法。

为此,本发明所采取的解决方案是:

一种冶金用生物质半焦的制造方法,其特征在于,将质量百分比为:劣质煤55%~70%、生物质炭粉25%~40%、粘结剂4%~8%的混合料混合均匀后压制成型,在650℃~800℃温度下干馏10~15小时,制得烧结或高炉喷吹用半焦。

所述劣质煤为非结焦煤或弱结焦煤,包括褐煤、贫煤、瘦煤和高挥发分烟煤中的一种、两种或三种。 

所述生物质炭粉的固定碳质量百分比大于60%,如秸秆、花生壳、木屑、树皮等的生物质固体炭粉。

所述劣质煤、生物质炭粉和粘结剂粒度<3mm的大于90%。

所述高挥发分烟煤的挥发分质量百分比大于27%。

本发明的有益效果为:

1.本发明所生产生物质半焦,兼具生物质炭和半焦的优点,化学反应性强,硫含量低,含硫量不到0.738%,用于冶金可以减少温室气体CO2和有害气体SO2的排放量,生物质半焦与单独由褐煤所生产半焦相比,其用于冶金时,CO2排放量可平均减少35%。

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  • 本发明公开了一种立式焙烧炉,包括立式炉体,炉体底部安装转盘,转盘与旋转驱动装置连接,转盘上安装布风分料器,炉体底部侧面设置出料通道,出料通道的入口位于转盘外侧,出料通道上安装卸料阀,布风分料器周圈的炉体侧壁上安装挡板,挡板位于出料通道的入口处,挡板下端紧靠转盘的顶面,炉体底部设置进风管,布风分料器上设置布风孔,布风孔与进风管相通。本发明的优点在于:能够对型煤或污泥球团进行干馏焙烧,并同时进行干燥和冷却,整个生产过程可连续进行,生产效率高;对型煤进行干馏时可有效防止煤气与空气混合等。
  • 一种油泥的处理方法及装置-201711207675.3
  • 马良;吕俊红;谢海运;史永林;吴波;尚瑞年;江建平;吕光辉;梁杰 - 山西太钢不锈钢股份有限公司
  • 2017-11-27 - 2018-04-20 - C10B53/08
  • 本发明公开了一种油泥的处理方法及装置,将油泥与焦煤、焦化除尘灰、焦油渣混合压球,压制成煤球后掺入炼焦煤中进行炼焦,利用焦炉处置油泥,油泥中的油转化为煤气利用,铁、钙等成分固化在焦炭中,随焦炭进入高炉,在高炉中被还原熔入铁水中利用,实现了油泥的完全无害化处置。本发明处理方法简单,实现了对油泥的无害化处置;解决了水处理油泥处置难、处置费用高的难题;符合国家环境保护、循环经济的政策,具有良好的社会效益和环保节能效益。
  • 一种炭化装置及炭化工艺-201610798485.2
  • 杜明来;林科 - 北京三聚环保新材料股份有限公司
  • 2016-08-31 - 2018-03-13 - C10B53/08
  • 本发明涉及生物质能源利用领域,所述炭化装置包括进料系统,炭化系统,供热系统,冷却系统,所述炭化系统是直立式的,包括中空的炭化室以及套设在所述炭化室外壁的供热室,所述炭化室底部还设置有用于驱动物料下行的带刮料器的旋转底盘,所述刮料器设置在炭化室内部,所述进料系统的出口与所述炭化系统的物料入口相连,所述炭化系统的碳粉出口与冷却系统的入口相连。所述炭化工艺,生物质炭化室上部入料,经干燥、炭化后从底部出料得到炭粉,实现连续进料、连续炭化、连续出料。而且,采用带有一定热量的废烟气为炭化提供热量,使炭化工艺能耗显著减少;无氧炭化避免了因直接燃烧温度过高导致炭粉中有机质破坏。
  • 铁焦用成型物的制造方法-201680035973.6
  • 藤本英和;庵屋敷孝思;塩沢亨 - 杰富意钢铁株式会社
  • 2016-06-13 - 2018-02-23 - C10B53/08
  • 本发明提供一种铁焦用成型物的制造方法,该方法可有利地制造高强度的铁焦用成型物,不进行特别的设备投资,不引起操作故障。是在将由煤、铁源原料和软化点为150℃以上的高软化点粘合剂以及软化点不足150℃的低软化点粘合剂构成的混合原料进行成型而制造铁焦用成型物的方法中,将上述铁源原料或高软化点粘合剂中的至少任意一个预先加热至比高软化点粘合剂的软化点低20℃的温度以上的温度后,进行混合成型。
  • 铁焦的制造方法-201680035937.X
  • 藤本英和;庵屋敷孝思;塩沢亨 - 杰富意钢铁株式会社
  • 2016-06-13 - 2018-02-16 - C10B53/08
  • 本申请发明提供一种铁焦制造方法,其抑制铁焦、成型焦炭的强度降低,并且能够使用高灰分的廉价劣质煤,对于使用竖型炉的干馏时经常成为问题的熔合问题,也无需进行特别的煤配合。是在将煤和铁矿石的混合物成型、干馏而制造铁焦的方法中,上述煤使用如下不粘结和/或微粘结煤由多种煤的混煤或单种煤构成,该煤的灰分的加权平均值为10.7%以上,且平均最大反射率的加权平均值为0.81%以上。
  • 热结型煤干馏炉-201610060273.4
  • 高利生;杨凤玲;高靖宇;安德耀;成学贵 - 柳林县天盛环保技术有限公司
  • 2016-01-29 - 2018-01-09 - C10B53/08
  • 本发明公开一种热结型煤干馏炉,其炉体顶部设有加料装置和干馏燃气管,炉体底部设有出料装置,炉体主体从内到外分别为干馏室、窄层耐火砖墙、燃烧室、耐火墙和保温材料与普通砖建成的保温层,在炉体下部的一侧设有初始加热炉。干馏室由铸铁件构成,窄层耐火砖墙设置在干馏室周边、宽120‑130mm,从炉体底部起的1/3炉体高为实体耐火砖墙,其余2/3的炉体为花式耐火砖墙,燃烧室环绕着干馏室,导流板在燃烧室的前后两侧交错排列,加料装置包括料斗、放料阀、缓冲室、缓冲料阀、进料口,出料装置包括出口、旋转闸门、水池、耙式提升机、型煤输送带。
  • 一种利用COREX焦粉替代电炉炼钢用碳原料的型焦制备方法-201410175130.9
  • 王玉明;毛晓明;胡德生;钱晖;徐万仁 - 宝山钢铁股份有限公司
  • 2014-04-28 - 2017-12-26 - C10B53/08
  • 一种利用COREX焦粉替代电炉炼钢碳原料的型焦制备方法,具体工艺步骤如下(1)COREX焦粉的粉碎制粉;(2)粘结剂的加入处理及物料成型;(3)物料高温炭化;(4)型焦冷却。根据本发明所述的一种利用COREX焦粉替代电炉炼钢用碳原料的型焦制备方法,制备的型焦能够替代电炉炼钢用碳原料(如焦炭等),从而降低电炉炼钢碳石墨电极消耗,大大降低了电炉炼钢原料生产成本,并能生产出合格的钢水。型焦的制备为在运输装卸过程中产生的大量焦粉利用特别是COREX焦粉利用提供了一种新的途径。使焦粉的利用具有更高的价值,为炼焦企业和焦炭使用企业在焦粉利用方面成本节约提供了一种新的可能。
  • 一种提高生物质受热均匀性和热效率的烘焙方法和系统-201410183062.0
  • 代建军;李晶 - 代建军
  • 2014-04-30 - 2017-12-19 - C10B53/08
  • 本发明涉及一种提高生物质受热均匀性和热效率的烘焙方法及系统,其中方法包括在螺杆烘焙器的外周和内部形成内外部的间接加热,且内外部间接加热的烟气与待烘焙生物质分别是顺流流动和逆流流动;烘焙产物经冷空气热交换,形成热空气用于生物质的预干燥或与加热生物质后的烟气混合后用于待烘焙生物质的干燥,热烟气在传输过程中均采取保温措施。烘焙系统包括螺杆烘焙器、生物质进料系统、燃烧器、烟气循环系统、生物质干燥器、烘焙产物的收集和冷却单元。本发明有效提高了螺杆烘焙器温度的均匀性、烘焙产物质量的稳定性,也提高了传热效率减少了热损失。燃烧器的烟气、烘焙产物冷却系统和生物质干燥器的有效结合,进一步提高了系统热效率。
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