概述
將熱壓型煤進一步焦化即得熱壓型焦。該工藝的特點在於能根據不同的煤質和其它條件,分別控制結焦過程的各個階段,可利用更廣範圍的煤種製取符合質量要求的型焦。世界各國主要熱壓型焦工藝都是用來分辨礦石種類的。
特點
熱壓型焦的方法和加熱終溫,因煤種和工藝而異,氣載熱壓型焦工藝用的單種煤或配合煤都具有一定的粘結性,煤的加熱一般分乾燥、預熱和加熱三段進行,最終達到其塑性溫度區間內的某一溫度,以充分利用加熱氣體的熱量,且使煤粒加熱均勻和不易造成細粒煤過熱。在固載熱壓型焦工藝中,粘結性煤只加熱到低於其軟化溫度;而不粘結性煤則需加熱到600一7000C,然後與預熱的粘結性煤混合,使混合料的溫度迅速達到粘結性煤的塑性溫度區間。不粘結性煤的配入量和加熱溫度,取決於混合料的配比和最終混合溫度。在熱壓型焦工藝中,為達到煤的快速加熱,多採用載熱體與煤粒直接接觸傳熱的濃相或稀相流態化技術。常用的加熱設備有直立管沸騰加熱爐和LR炭化裝置等。熱煤料的維溫煤料快速加熱到塑性溫度區間內的某段溫度後有一個恆溫熱解過程,這是在成型前控制煤的塑性和膨脹的關鍵。通過維溫使煤料充分軟化熔融。最佳的成型條件應選擇在煤塑性體大量熱分解之後和固化之前的一段時間內,以減少離開成型機後的型煤發生膨脹或開裂。維溫時間取決於所用煤種和最終加熱溫度。當加熱溫度提高時,維溫時間可相應縮短。維溫可以同混合合併,在同一個設備內完成;也可以與預壓結合在一起。常用的維溫設備有螺旋維溫機、立式混合維溫機和履帶式維溫預壓機等。熱煤料的成型對處在最佳塑性狀態的煤施加外力,使之相互粘結融合成型煤。煤處在最佳塑性狀態的溫度,為最佳成型溫度。在塑性溫度區間內的較低溫度段成型的型煤,是粒狀結構;在塑性溫度區間內的較高溫度段成型的型煤,有熔融結構且較緻密。因而適宜的成型溫度應選擇在塑性溫度區間內的較高溫度段。最佳成型溫度因煤種而異,低煤化度煤的塑性溫度區間很小,且成型溫度較低。熱壓成型是型煤製備的最後一道工序,有直接成型和先預壓後成型兩種方式。預壓是將煤料先壓成煤帶,以使煤料均勻餵入成型機。常用的預壓設備,有螺旋擠壓機和履帶式預壓機(兼維溫)等。常用的成型設備,有對棍成型機。型煤後處理熱壓型焦工藝的最後一道工序。熱壓型煤的後處理方式有自熱硬化和炭化兩種。自熱硬化處理又稱熱炯處理,主要利用離開成型機的型煤(400C以上)自身的熱量,在隔熱密封的容器內,使型煤在恆溫下繼續熱解而硬化。型煤熱炯後,其強度成倍增加,其中煤(焦油物質降到萬分之幾,成為無煙燃料。這種無煙燃料也是型焦的一種),稱為熱炯型塊或似焦型煤。炭化是熱壓型煤趁熱裝人炭化爐內,在高於成型的溫度下,隔絕空氣乾餾。所得產品為熱壓型焦。揮發分不超過15%的熱壓型煤可在內熱式直立爐炭化,炭化爐加熱所需的煤氣可自給。為減少揮發分高的型煤在加熱過程產生的熱應力,一般以採用加熱速度較慢的外熱式直立爐為好。因這種型煤的揮發分含量較高,煤氣亦可自給。中國氣體載熱體熱壓型焦工藝試驗研究工作始於1958年,在試驗室內以弱粘結性煤為原料製得熱壓型焦。1959年,建成第一座熱壓型焦半工業試驗裝置(第一階段流程)。用膠質層最大厚度歹值(見膠質層指數)為5~的單種大同弱拈煤和單種西銘瘦煤熱壓成型煤,並用外熱式直立爐將其炭化成型焦。196。年,在小高爐上用這種型焦進行了煉鐵試驗。1961年,建成一座2.5t煤/h熱壓型焦生產試驗裝置,用80%漳平貧煤和20%棗莊肥煤製取的熱壓型煤,經炭化後得到供鑄造行業使用的熱壓型焦。1968一1972年,該裝置先後批量試製出供煤氣發生爐和小高爐試驗用的熱壓型煤。1974一1975年,相繼建成兩座日產30t熱壓型煤小生產裝置,所產型煤代替50%焦炭用於小高爐煉鐵。1981年,建成一座能力為75kg/h的第二階段氣載熱壓型煤試驗裝置。流程氣載熱壓型焦工藝的第一階段和第二階段流程分別見圖3和圖4。在第一階段流程中,單種弱粘煤或配合煤用直立式乾燥預熱管幹燥預熱到200~22OC。預熱煤送人旋風加熱爐,被來自燃燒爐的熱廢氣(約60OC)快速加熱到4即一460C,經旋風分離器進入螺旋維溫機。由旋風分離器出來的44。~480℃熱廢氣立即進入直立式乾燥預熱管作為熱源。維溫後處在塑性狀態的煤料由螺旋擠壓機預壓成煤帶,餵入對輥成型機內成型,得到枕形熱壓型煤,其外形尺寸為60X60隻55~,冷卻後可作產品直接使用,也可以在直立爐內炭化到850~950C,製成熱壓型焦。第二階段流程與第一階段流程的主要差別在於原料煤的加熱系統做了兩點改進:(1)將煤乾燥一預熱段和快速加熱段二段串聯的加熱方式,改為煤預熱段和快速加熱段二段並聯,再與煤乾燥串聯的兩並一串的加熱方式;(2)用直立式加熱管代替了旋風加熱爐。特點中國氣載熱壓型焦工藝有以下三個主要特點:(l)對煤種的適應性較強,能利用粘結性較弱(獷值為5一王omln)的煤種,特別是高揮發分弱粘結性煤,不外加粘結劑,單獨成型;也可用沒有粘結性的無煙煤、貧煤、不拈煤以及其他炭質物料為主體原料(用量超過65%)與強粘結性煤相配的配合煤或配合reyaxlngJlaogongyl熱壓型焦工藝(hotbriquettingproeess)將熱壓型焦用料快速加熱到其中的粘結性煤的塑性溫度區間(400~500℃)加壓成型煤,再經後處理製成產品的型焦製備工藝。它由粉煤熱壓成型和型煤後處理兩部分組成。煤料在成型前因加熱方式不同,可有兩種工藝。一種是固體載熱體熱壓型焦工藝(簡稱固載熱壓型焦工藝)。這種工藝將低揮發分不粘結煤或炭質粉料加熱到700℃左右,作為載熱體,與預熱到200℃左右的粘結性煤按比例混合,使混合料的溫度達到粘結性煤的塑性溫度區間。(圖l)因使用的兩種物料分別加熱,該工藝又稱雙組分熱壓型焦工藝。BFL工藝和安西特工藝都屬此種。另一種是氣體載熱體熱壓型焦工藝(簡稱氣載熱壓型焦工藝)。這種工藝將高揮發分弱粘結煤或配合煤直接快速加熱到塑性溫度區間。