热压型焦
将热压型煤进一步焦化即得热压型焦。该工艺的特点在于能根据不同的煤质和其它条件,分别控制结焦过程的各个阶段,可利用更广范围的煤种制取符合质量要求的型焦。世界各国主要热压型焦工艺都是用来分辨矿石种类的。
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600一7000C,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。热煤料的成型对处在最佳塑性状态的煤施加外力,使之相互粘结融合成型煤。煤处在最佳塑性状态的温度,为最佳成型温度。在塑性温度区间内的较低温度段成型的型煤,是粒状结构;在塑性温度区间内的较高温度段成型的型煤,有熔融结构且较致密。因而适宜的成型温度应选择在塑性温度区间内的较高温度段。最佳成型温度因煤种而异,低煤化度煤的塑性温度区间很小,且成型温度较低。热压成型是型煤制备的最后一道工序,有直接成型和先预压后成型两种方式。预压是将煤料先压成煤带,以使煤料均匀喂入成型机。常用的预压设备,有螺旋挤压机和履带式预压机(兼维温)等。常用的成型设备,有对棍成型机。型煤后处理热压型焦工艺的最后一道工序。热压型煤的后处理方式有自热硬化和炭化两种。自热硬化处理又称热炯处理,主要利用离开成型机的型煤(400C以上)自身的热量,在隔热密封的容器内,使型煤在恒温下继续热解而硬化。型煤热炯后,其强度成倍增加,其中煤(焦油物质降到万分之几,成为无烟燃料。这种无烟燃料也是型焦的一种),称为热炯型块或似焦型煤。炭化是热压型煤趁热装人炭化炉内,在高于成型的温度下,隔绝空气干馏。所得产品为热压型焦。挥发分不超过15%的热压型煤可在内热式直立炉炭化,炭化炉加热所需的煤气可自给。为减少挥发分高的型煤在加热过程产生的热应力,一般以采用加热速度较慢的外热式直立炉为好。因这种型煤的挥发分含量较高,煤气亦可自给。中国气体载热体热压型焦工艺试验研究工作始于1958年,在试验室内以弱粘结性煤为原料制得热压型焦。1959年,建成第一座热压型焦半工业试验装置(第一阶段流程)。用胶质层最大厚度歹值(见胶质层指数)为5~的单种大同弱拈煤和单种西铭瘦煤热压成型煤,并用外热式直立炉将其炭化成型焦。196。年,在小高炉上用这种型焦进行了炼铁试验。1961年,建成一座2.5t煤/h热压型焦生产试验装置,用80%漳平贫煤和20%枣庄肥煤制取的热压型煤,经炭化后得到供铸造行业使用的热压型焦。1968一1972年,该装置先后批量试制出供煤气发生炉和小高炉试验用的热压型煤。1974一1975年,相继建成两座日产30t热压型煤小生产装置,所产型煤代替50%焦炭用于小高炉炼铁。1981年,建成一座能力为75kg/h的第二阶段气载热压型煤试验装置。流程气载热压型焦工艺的第一阶段和第二阶段流程分别见图3和图4。在第一阶段流程中,单种弱粘煤或配合煤用直立式干燥预热管干燥预热到200~22OC。预热煤送人旋风加热炉,被来自燃烧炉的热废气(约60OC)快速加热到4即一460C,经旋风分离器进入螺旋维温机。由旋风分离器出来的44。~480℃热废气立即进入直立式干燥预热管作为热源。维温后处在塑性状态的煤料由螺旋挤压机预压成煤带,喂入对辊成型机内成型,得到枕形热压型煤,其外形尺寸为60X60只55~,冷却后可作产品直接使用,也可以在直立炉内炭化到850~950C,制成热压型焦。第二阶段流程与第一阶段流程的主要差别在于原料煤的加热系统做了两点改进:(1)将煤干燥一预热段和快速加热段二段串联的加热方式,改为煤预热段和快速加热段二段并联,再与煤干燥串联的两并一串的加热方式;(2)用直立式加热管代替了旋风加热炉。特点中国气载热压型焦工艺有以下三个主要特点:(l)对煤种的适应性较强,能利用粘结性较弱(犷值为5一王omln)的煤种,特别是高挥发分弱粘结性煤,不外加粘结剂,单独成型;也可用没有粘结性的无烟煤、贫煤、不拈煤以及其他炭质物料为主体原料(用量超过65%)与强粘结性煤相配的配合煤或配合reyaxlngJlaogongyl热压型焦工艺(hotbriquettingproeess)将热压型焦用料快速加热到其中的粘结性煤的塑性温度区间(400~500℃)加压成型煤,再经后处理制成产品的型焦制备工艺。它由粉煤热压成型和型煤后处理两部分组成。煤料在成型前因加热方式不同,可有两种工艺。一种是固体载热体热压型焦工艺(简称固载热压型焦工艺)。这种工艺将低挥发分不粘结煤或炭质粉料加热到700℃左右,作为载热体,与预热到200℃左右的粘结性煤按比例混合,使混合料的温度达到粘结性煤的塑性温度区间。(图l)因使用的两种物料分别加热,该工艺又称双组分热压型焦工艺。BFL工艺和安西特工艺都属此种。另一种是气体载热体热压型焦工艺(简称气载热压型焦工艺)。这种工艺将高挥发分弱粘结煤或配合煤直接快速加热到塑性温度区间。
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