发明内容

基于上述现状，本发明提出一种应用高挥发分/高水分/高硫分/ 无粘结性煤种生产焦炭的工艺及方法，主要是将无粘结性煤在粘合剂的配合下，通过一级干馏和二级干馏两次干馏的方式生产焦炭产品，整个工艺过程无废水、废气外排。

一种应用高挥发分/高水分/高硫分/无粘结性煤种生产焦炭的工艺及方法，其特征在于：该工艺及方法是将无粘结性煤在粘合剂的配合下，通过一级干馏和二级干馏两次干馏的方式生产焦炭产品，主要包括一级干馏流程、二级干馏流程，其中在一级干馏流程中，将无粘结性煤与一级粘合剂进行搅拌、成型后，进行一级干馏得到固碳产物；在二级干馏流程中，将固碳产物与二级粘合剂进行热搅拌、热压成型后，进行二级干馏得到焦炭产品。

采用上述工艺及方法，建立了一套全新的炼焦工艺及方法，在一级粘合剂的配合下，将无粘接性煤种通过一级干馏的方式生产出固碳产物以及煤气、焦油，又在二级粘合剂的配合下，固碳产物通过二级干馏的方式生产出焦炭产品，两次干馏过程中所需的热量由自身产生的煤气燃烧提供，整个工艺流程无废水、废气外排，本工艺及方法不仅解决了传统炼焦生产工艺上的原料煤种限制和环保成本问题，还能带来良好的经济效益。

更进一步的技术方案是，一级干馏流程主要包括粉碎装置1、烘干装置、搅拌装置、成型装置、一级干馏炉、欠温补偿装置，其工艺流程为：

(1)无粘结性煤经粉碎装置1粉碎进入烘干装置，烘干后的无粘结性煤粉与一级粘合剂在搅拌装置内充分搅拌后进入成型装置，成型后的型煤在一级干馏炉内进行一级干馏得到固碳产物以及煤气、焦油；

(2)一级干馏炉为预热段、干馏段和冷却段组成的一体化炉，预热段对型煤进行一级干馏预加热，干馏段一级干馏温度T₁＜450℃，一级干馏时间t₁≥60min，型煤在干馏段去除水分(内水、外水)以及大部分的挥发分，一级干馏温度T₁和一级干馏时间t₁可根据最终焦炭产品要求进行调控，冷却段采用冷煤气进行冷却，冷却后的热煤气进入欠温补偿装置内燃烧；

(3)欠温补偿装置将纯氧与煤气进行充分燃烧，对循环热烟气进行烟气加热，加热后的热烟气进入一级干馏炉内提供热量，欠温补偿装置所需的煤气由一级干馏流程自身产生提供，一级干馏炉出来的热烟气进入烘干装置等装置内进行供热。

采用上述方案，在一级干馏流程中，先通过粉碎—搅拌—成型的方式，将煤块及煤粉末等形状的无粘接性煤都利用起来，利用一级粘合剂的粘合作用，让煤粉成型，保证型煤在运输途中以及一级干馏炉内不会松散，不出现粉尘堆积和炉内管道堵塞的现象，同时还减少了原料上的浪费，节省生产成本，再通过一级干馏的方式去除型煤中的内水及外水和大部分的挥发分，保证生产出的固碳产物达到二级干馏流程的要求。一级干馏所使用的一级干馏炉采用一体化炉，型煤在炉内同时进行预热、一级干馏、冷却三个步骤，确保了生产的连续性，同时预热及一级干馏消耗的热量来自于欠温补偿装置采用纯氧与煤气燃烧的方式对循环热烟气进行加热后的热烟气，固碳产物的冷却采用冷煤气冷却的方式，其所需的冷煤气以及欠温补偿装置加热所需的煤气都是一级干馏流程自身产生的煤气，达到了自产自用、能量自足的效果，同时整个一级干馏流程中没有污染物外排，做到了环保生产，降低了生产成本。

更进一步的技术方案是，二级干馏流程主要包括粉碎装置2、热搅拌装置、热压成型装置、二级干馏炉、煤气燃烧装置、热烟气循环装置，其工艺流程为：

(1)固碳产物经粉碎装置2粉碎后在热搅拌装置内与二级粘合剂进行充分的热搅拌，在热压成型装置内热压成型后的型碳进入二级干馏炉进行二级干馏得到焦炭产品以及煤气、焦油；

(2)二级干馏炉为预热段、干馏段、闷烧段和冷却段组成的一体化炉，预热段对型碳进行二级干馏预加热，干馏段二级干馏温度 T₂＜700℃，二级干馏时间t₂≥60min，闷烧段闷烧温度500℃≤T₃＜ T₂，闷烧时间t₃≥60min，二级干馏温度T₂、闷烧温度T₃、二级干馏时间t₂、闷烧时间t₃可根据最终焦炭产品要求进行调控，冷却段采用冷煤气进行冷却，冷却后的热煤气进入煤气燃烧装置内燃烧；

(3)二级干馏炉出来的热烟气在热烟气循环装置内分为两部分，一部分热烟气进入热搅拌装置、热压成型装置等装置内提供热量，另一部分热烟气循环进入欠温补偿装置内进行烟气加热；

(4)煤气燃烧装置将二级干馏流程自身产生的煤气或从一级干馏流程补充来的煤气进行燃烧，为二级干馏炉提供热量。

采用上述方案，在二级干馏流程中，先采用粉碎—热搅拌的方式，将粉碎后的固碳产物与二级粘合剂在一定温度的条件下进行充分热搅拌，保证固碳产物与二级粘合剂充分接触和粘合，再利用热压成型的方式，保证固碳产物与二级粘合剂在空间上达到融合和粘合成型的状态，最后通过二级干馏和闷烧的方式生产出满足要求的焦炭产品。二级干馏和闷烧所使用的二级干馏炉同样采用一体化炉，型碳在炉内同时进行预热、二级干馏、闷烧、冷却四个步骤，确保了生产的连续性，同时预热及二级干馏消耗的热量来自于煤气燃烧装置中煤气燃烧，焦炭产品的冷却也采用冷煤气冷却的方式，其所需的冷煤气以及煤气燃烧装置加热所需的煤气为二级干馏流程自身产生的或从一级干馏流程中补充来的煤气，达到了自产自用、能量自足的效果，同时整个二级干馏流程中同样没有污染物外排，做到了环保生产，再次降低了生产成本。

更进一步的技术方案是，一级干馏流程烘干装置以及二级干馏流程热搅拌装置和热压成型装置等装置中完成供热后的废烟气通入燃煤锅炉处理。

采用上述方案，将一级干馏流程、二级干馏流程中的废烟气通入燃煤锅炉，利用燃煤锅炉后续的环保处理装置处理，极大降低了环保成本。

更进一步的技术方案是，一级干馏流程和二级干馏流程中生产的煤气除了满足欠温补偿装置和煤气燃烧装置燃烧外，多余的煤气还可以外售或者进行制氢气、制天然气等高价值产品。

采用上述方案，一级干馏流程和二级干馏流程中生产的煤气除了满足自身需要外，可以进行出售获利，也可以进行制氢气、制天然气等产品获利，增加经济收益。

更进一步的技术方案是，一级粘合剂的用量比二级粘合剂少，一级粘合剂主要保证一级干馏过程中型煤不松散，二级粘合剂主要保证生产满足要求的焦炭产品。

采用上述方案，一级干馏流程中使用的一级粘合剂主要是保证无粘接性煤粉成型以及在型煤运输和一级干馏过程不松散，不产生粉尘。二级干馏流程中使用的二级粘合剂主要是保证固碳产物与二级粘合剂的融合物-型碳在二级干馏的作用下生产满足要求的焦炭产品。

更进一步的技术方案是，无粘结性煤包括褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤等煤种以及高挥发分、高水分、高硫分、无粘结性的煤种。

采用上述方案，将生产焦炭的原料适应性扩大，可将常见的煤种进行炼焦生产，扩大焦炭产能和降低生产成本，充分利用丰富的煤炭资源。

该发明利用一级粘合剂、二级粘合剂的作用，将无粘结性煤通过两次干馏的方式进行焦炭生产，不仅从源头上扩大了原料适应性，也极大的降低了炼焦生产成本，而且生产过程中不产生废水、废气、粉尘污染，同时生产过程中热量供应是自产自用、自给自足，不需要外购能源，产生的煤气、焦油还能获得可观的经济收益。