石灰碳酸化煤球的生产工艺制造技术

本发明专利技术属于粉煤成型技术，通过备料、生球制作及碳酸化处理制石炭碳酸化煤球，并在碳酸化处理前采取了低压成型和热气流干燥处理的方法解决了煤球孔隙率的问题，从而大大缩短了煤球碳酸化的时间，其碳酸化时间远少于２０小时的现有技术。制成的石灰碳酸化煤球的强度达４０ｋｇ／球以上，平均碳化度达７５％以上，完全符合化工部关于碳化煤球的质量标准。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于粉煤成型技术。该技术特别适合于生产以无烟煤粉为原料可用于产生水煤气或半水煤气的煤球及用于陶瓷生产的煤球。粉煤成型工艺是将粉状煤制作成型以利于煤的充分利用的技术。国外粉煤成型工艺有以下三种褐煤高压成型工艺，煤料(或焦粉、配合煤)加煤焦油沥青或其它粘合剂的冷压成型工艺，单组分烟煤或双组份无烟煤和烟煤的热压成型工艺等。国内多采用石灰碳酸化煤球成型工艺。该工艺是在无烟煤粉中加入石灰，使石灰填充在煤粒之间，增加粘结力，随后经压制成型，再通入二氧化碳使煤球中的消石灰与二氧化碳作用形成碳酸钙。碳酸钙的颗粒间彼此联接成坚硬的网状骨架，在煤粉的颗粒之间起搭桥作用，把煤粉紧紧地团围住。经成型处理后的煤球具有较高的机械强度，可使低灰熔点的无烟煤的灰熔点提高，而且化学活性、结渣性及颗粒度均好于原料，从而改变了劣质煤的性能。早期石灰碳酸化煤粒所使用的碳酸化气源(即二氧化碳气)普遍采用合成氨的加压变换气，该工艺由于二氧化碳气分压较高，可使碳酸化处理时间缩短，制成的煤球强度也高，但常因操作不慎常发生爆炸事故，安全系数低。因此，人们转向采用以石灰窑气为碳酸化气源的“石灰窑碳化流程”，采取将碳化后的二氧化碳在系统内作循环使用并把其作为煤球碳酸化气使用，因而不存在二氧化碳分压高引起爆炸的因素，较为安全。但此法气量不足，二氧化碳浓度低，至使碳酸化处理时间长达20小时以上(有的甚至达35小时)，其制作周期长，能耗大，制成的煤球强度小于40kg/球，因而无论在产量上还是在质量上都无法满足需要。鉴于现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于对现有石灰碳酸化煤球工艺进行改革，解决影响碳酸化时间的关键工艺，实现在保证煤球质量的同时缩短碳酸化时间。为实现上述目的，专利技术人经长期的研究与实践，发现现有技术之所以碳酸化的时间长，其关键的问题就在于，在碳酸化之前生球内的孔隙太少，从而使得二氧化碳不能顺利的通过孔隙进入生球内进行碳酸化处理。据此，本专利技术的技术解决方案的主要特征就在于在碳酸化处理前采用低压成型和热气流干燥这两种处理方法，以解决生球内孔隙率的问题，现将两种方法分述如下方法一在生球制作工艺中采取低压成型的措施，其成型压强应控制在40～200kg/cm2，以保证生球具有适宜的孔隙率和一定的强度。方法二在生球制作工艺中采取使用常规压球机压制成生球后，再通入热气流将生球内的部份水份蒸发出的措施，从而使生球内形成适量的孔隙。本专利技术工艺的技术解决方案有备料、生球制作、碳酸化处理等三道工序，具体详述如下1、备料先将煤中的 石除净并粉碎处理至小于5mm，再加入适量的消石灰使原料粉中有效氧化钙的含量为8～14%，总钙为15～20%，随后再加入5～10%制作过程中返回的经碳酸化处理后的煤粉，搅拌混匀后经粉碎处理至细度达到小于0、4mm的应大于40%，大于0.2mm的应小于8%，并控制最终制成的料粉含水为10～15%。2、生球制作该工艺可采用以下两种方法制作。方法一，将备料工艺制得的料粉再碾磨加工一次后送入压球机内，在常温下控制压球机的压强为40～200kg/cm2压制成生球，所得生球的强度为2～5kg/球，随后再将生球送入料罐内。方法二，将备料工艺制得的料粉送入现有常用的压球机压制成生球，再将生球送入料罐内，随后向罐内通入50～150℃的热气流进行干燥处理0、5～6、5小时。当采用高料层时，其干燥处理时间控制在2～6、5小时，热气流从上向下通入0、5～4小时，随后从下向上通入0、5～4小时。当采用薄料层时其干燥处理时间控制在0、3～2小时。上述干燥处理至生球含水为2～10%，干燥处理完毕。上述热空气是以300～800M3/吨·球·时、0.2～1.5M/sec的空速通入。3、碳酸化处理向经过上述生球制作工艺处理的料罐内以100～300M3/吨·球·时的量通入含二氧化碳8～25%的碳酸化气对生球进行碳酸化处理，采用常温或预加热至90℃的碳酸化气通入，随后保持罐内煤球层的温度为30～70℃达4～7小时，经测煤球碳酸化处理至平均碳酸化度为70%以上即可。可再将碳酸化处理后的熟球贮存1～2天以进一步提高煤球强度。上述碳酸化所用气源可从以下几种气源中选择石灰窑气、合成氨变换气、烟道气或其它含二氧化碳的气体。至此，本专利技术的技术解决方案已叙述完毕。由于本专利技术采取了上述解决方案，达到了预期的目的，使得碳酸化处理的时间缩短至4～7小时，远少于碳酸化时间20小时以上的现有技术，大大缩短了生产周期。并可节约50～70%的二氧化碳气源，节省能源、设备，从而降低投资。经采用后期贮存加强的措施其强度又可提高5～15kg/球。本专利技术生产的煤球其平均碳化度达75%以上，完全符合化工部关于碳化煤球质量标准。另外由于不采用二氧化碳分压高的气源，所有工艺均无加压，因此没有发生爆炸的危险，有利安全生产。本专利技术实施例如下实施例1，采用经除 石及粗碎处理后的福建上京无烟煤粉1100kg和消石灰800kg以及生产过程中返回的熟煤球粉100kg，三者均被送入搅拌机中搅拌均匀，随再送入破碎机中破碎至达上述备料方案中的要求，并调节料粉含水为12%。再送入常用的双辊压球机内压成生球，将生球送入2、2吨容量的罐内。以600M3/吨·球·时的量通入75℃的热空气4、5小时。再以150M3/吨·球·时的量通入二氧化碳浓度为20%的石灰窑气进行碳酸化处理6、5小时，随后再贮存2天。所得碳化煤球的强度为50kg/球。平均碳化度为80%以上，含水量平均为3%。实例2，以400M3/吨·球·时的量通入加热至95℃的热空气4、5小时预处理，随后再采用石灰窑气进行碳酸化处理5、5小时(上述其余工艺及各种用量均与实例1相同)制成的碳化煤球平均碳化度为75%以上，强度为55kg/球，平均含水为2、5%。实例3，取2吨煤球装入罐内以750M3/吨·球·时的量通入60℃的热空气4、5小时。采用石灰窑气于常温下，以250M3/吨·球·时的量通入，进行碳酸化处理6、5小时，(其余工艺及用量均同实例1)。制成的煤球平均碳化度为80%以上，强度为57kg/球以上，平均含水为2%。实例4，采用福建天湖山无烟煤粉，并按实例1的工艺制成约300kg的生球，采用薄料层进行热空气干燥处理0、5小时至含水为5%。再将上述生球送入高料罐内，并以150M3/吨·球·时的量通入含二氧化碳约26%的合成氨变换气控制温度为60℃碳酸化处理8小时。所制成的煤球，冷压强度达70kg/球以上，(上述其余工艺同实例1)。实例5，采用实例1的配量及工艺制成料粉，随后送入压球机，由油压机控制压球机的成型压力为50～120kg/cm2，制成的生球其生球强度为3～4kg/球，随后取4kg这种生球装入小罐内，以200M3/吨·球·时的量通入二氧化碳浓度为25%的碳酸化气进行碳酸化处理4小时，制得的煤球其冷压强度为40kg/球，贮存1、5天后其强度提高至55kg/球。权利要求1.一种经备料、生球制作及碳酸化处理制石灰碳酸化煤球的粉煤成型工艺方法，本专利技术的特征在于在碳酸化处理前采用低压成型和热气流干燥处理，其中1.1、所述的备料工艺是将除净矸石的煤粉碎至小于5mm，再加入适量的消石灰至原料粉中有效氧化钙含量为8～14%、总钙为15～20%，再加入5～10%返回的碳酸化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经备料、生球制作及碳酸化处理制石灰碳酸化煤球的粉煤成型工艺方法，本专利技术的特征在于：在碳酸化处理前采用低压成型和热气流干燥处理，其中：１．１、所述的备料工艺是：将除净矸石的煤粉碎至小于５ｍｍ，再加入适量的消石灰至原料粉中有效氧化钙含量 为８～１４％、总钙为１５～２０％，再加入５～１０％返回的碳酸化过的煤粉，搅拌均匀后再粉碎至小于０．４ｍｍ的超过４０％，大于０、２ｍｍ的少于８％，并控制最终制成的料粉含水为１０～１５％，１．２、所述的生球制作工艺是采取下述两种方法之一进行 ：１．２．１、方法一，将料粉再碾磨加工一次后，于常温下控制压球机的压强为４０～２００ｋｇ／ｃｍ↑［２］压制成强度为２～５ｋｇ／球的生球，随后将生球送入料罐内，１．２．２、方法二，将料粉送入常用的压球机压制成生球，再将生球送入料罐内， 随后向罐内通入５０～１５０℃的热气流干燥处理０．５～６、５小时，干燥至生球含水为２～１０％，热气流是以３００～８００Ｍ↑［３］吨.球.时、０、２～１、５Ｍ／ｓｅｃ的空速通入，采用高料层的干燥时间为２～６、５小时，热气流从上向下通入０、５ ～４小时，随后再从下向上通入０、５～４小时，采用薄料层的干燥时间为０、３～２小时，１．３、所述的碳酸化处理工艺是：向装有生球的料罐内以１００～３００Ｍ↑［３］／吨.球.时的量通入含二氧化碳为８～２５％的常温或预加热至９０℃的碳酸化气 ，并保持煤球层温度为３０～７０℃达４～７小时，所述的碳酸化气可选用石灰窑气、合成氨变换气、烟道气或其它含二氧化碳的气体。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶薇英，余秀贞，刘泉宝，
申请(专利权)人：福建省化学工业科学技术研究所，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]