技术领域
[0001] 本
发明属于低阶煤的改质处理利用技术领域，具体涉及
褐煤的改质处理及其在
炼焦配煤中的应用。
背景技术
[0002] 褐煤只能用于
气化、
液化或炼制兰炭，由于其变质程度低，含
氧量高，不具有黏结性，因而不能用于配煤炼焦。与本发明相关的技术主要是煤的热溶抽提技术和配煤炼焦技术，但与本发明不同。
[0003] 日本开展了大量的煤热抽提技术研究，其目标是获得高收率几乎不含灰分的无灰煤，该无灰煤可以直接喷入
燃气轮机燃烧发电，或实现催化低温气化，从而实现煤的洁净高效利用。Yoshida等用轻循环油，1-甲基
萘，2-甲基萘和粗甲基
萘油四种
溶剂分别对三种
烟煤在360℃进行连续热抽提发现，几种煤的热抽提率都达到50％，所得无灰煤灰分含量大都<0.2％，可以直接喷入燃气轮机燃烧发电(Fuel Processing Technology，2004,86:61-72.)。Sharma等研究发现，对经
过热抽体所得到的无灰煤，可以实现在700℃低温气化，在此条件下催化剂可以循环利用(Fuel,2008,87(4-5):91-97)。煤的热抽提，国内目前只有我们有报道，如
水恒福等(Fuel,2013,108:385–90)对次烟煤进行了不同溶剂的热抽提，甲基萘油对神府次烟煤具有很高的抽提率，达到65％以上；1-甲基萘添加甲醇或N-甲基2吡咯烷
酮可以明显提高对神府煤的抽提率。进一步研究发现，神府煤次烟煤热溶物加氢液化时，其液化活性和液化油收率高，催化剂可以循环利用四次而不失活(Fuel，2014，115：227–231)。
[0004] 由此可见，文献报道的主要对烟煤和次烟煤采用不同溶剂进行热溶抽提，所得到的热溶物可以直接喷入燃气轮机燃烧发电，或进行高效液化，或进行低温气化，而将褐煤这一变质程度最低的煤采用热溶抽提技术，得到热溶物并用于配煤炼焦，部分替代炼焦煤，同时改善
焦炭质量，相关研究目前尚未见报道。
发明内容
[0005] 针对褐煤的具体特点，即变质程度低，氧含量高，超过30％，无黏结和结焦性能，不能用于炼焦配煤的缺点，本发明提出了一种褐煤改质处理的方法，以期得到高收率，几乎不含灰分的褐煤热溶物，并能用于炼焦配煤。
[0006] 为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现。
[0007] 一种褐煤的改质处理方法，是采用
有机溶剂对褐煤进行热溶抽提，辅之于
超声波强化，然后进行热态或冷态过滤分离得到热溶物，该热溶物可用于炼焦配煤；所述热溶抽提
温度为300～380℃，抽提时间0.5～2小时，所述有机溶剂加入量为褐煤质量的2～10倍；所述有机溶剂为粗甲基萘油或1-甲基萘或1-甲基萘与甲醇或
乙醇的混合物。
[0008] 进一步的，所述热溶抽提温度为360℃，所述抽提时间为1h，所述有机溶剂为1-甲基萘与甲醇的混合物。
[0009] 进一步的，所述有机溶剂中1-甲基萘与甲醇的质量比为5:1。
[0010] 更进一步的，所述热溶抽提在带
超声波辅助强化的高压反应釜中进行。
[0011] 上述褐煤改质处理后得到的热溶物可在炼焦配煤中使用。
[0012] 进一步的，将所述褐煤热溶物5wt％(质量百分比)替代相应量的1/3焦煤在炼焦配煤中使用，可以明显提高焦炭质量，增加配入量，效果更好。
[0013] 本发明的难点在于，褐煤变质程度低，含氧量高，没有黏结性，不能用于配煤炼焦，及时少量褐煤的配入(<1％)，也会引起焦炭质量的大幅降低。通过对褐煤采用热溶处理技术，即选择适当的有机溶剂将褐煤分离成热溶物和热不溶物。热溶物却具有很高的黏结性能，可以配煤炼焦部分替代炼焦煤如1/3焦煤或肥煤，并能够提高焦炭质量，因而本技术与已有的相关技术明显不同，具有突出的实质性特点。
[0014] 与
现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
[0015] 1、使用本发明技术后，经过适当的热溶抽提处理后，可以得到高收率几乎不含灰分的褐煤热溶物(收率大于50％)。
[0016] 2、相对无粘结性的原褐煤，热溶物具有较好的黏结性，与1/3焦煤相当，其黏结指数G值达到60以上，灰分也较原褐煤降低95％以上。
[0017] 3、本发明改质处理后的褐煤热溶物5％替代
基础配煤中的1/3焦煤配煤炼焦后(
坩埚焦)所得焦炭与原基础配比所得焦炭相比，可以明显提高焦炭质量，并可以降低炼焦配煤成本。
[0018] 4、我国炼焦煤储量不足，特别是优质的肥煤和焦煤更是严重短缺。随着我国焦化行业的不断发展，炼焦煤资源短缺的矛盾日益突出，因此，进一步扩大不黏结煤等非炼焦煤在炼焦过程中的应用，保证和提高焦炭质量，是我国炼焦行业发展的主要方向之一。本发明表明，对非炼焦煤-褐煤采用不同有机溶剂的热溶抽提的技术，得到的热溶物低灰，并具有较好的黏结性和结焦性能，完全可以在炼焦配煤中的应用，从而可以扩大炼焦煤源。所涉及的处理条件目前炼焦企业可以实施。按照2017年我国炼焦煤的使用量达到5.2亿t，如果按照褐煤热溶物的配入量为5％计，则可以节约炼焦煤2500万t，从而既可以降低炼焦配煤的成本，又能充分利用炼焦煤资源，其经济和社会效益十分明显，可以预计，本发明推广应用前景良好。
具体实施方式
[0019] 下面结合
实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。
[0020] 实施例1
[0021] 试验对褐煤在360℃的条件下在间隙式反应釜中辅之以超声波强化进行热溶抽提处理1小时，溶剂采用1-甲基萘，加入量为煤样质量的10倍，热溶抽提结束后将反应釜冷却至室温，反应产物经离心分离，所得溶液经过溶剂回收后得到热溶物。在此条件下得到的热溶物收率达到40％，热溶物黏结指数G值达到80，原煤中灰分脱除97％。采用该热溶物5％替代基础配煤中的等量的1/3焦煤配煤炼焦后(坩埚焦)所得焦炭与原基础配比所得焦炭相比，显微强度提高3.7％，CO2
反应性CRI降低11.2％，反应后强度CRS提高5.4％。
[0022] 实施例2
[0023] 试验对褐煤在360℃的条件下在间隙式反应釜中辅之以超声波强化进行热溶抽提处理1小时，溶剂采用粗甲基萘油，加入量为煤样质量的10倍，热溶抽提结束后将反应釜冷却至室温，反应产物经离心分离，所得溶液经过溶剂回收后得到热溶物。在此条件下得到的热溶物收率达到56％，热溶物黏结指数G值达到89，原煤中灰分脱除97％。采用该热溶物5％替代基础配煤中的等量的1/3焦煤配煤炼焦后(坩埚焦)所得焦炭与原基础配比所得焦炭相比，显微强度提高7.7％，CO2反应性CRI降低16.2％，反应后强度CRS提高8.2％。
[0024] 实施例3
[0025] 试验对褐煤在360℃的条件下在间隙式反应釜中辅之以超声波强化进行热溶抽提处理1小时，溶剂采用1-甲基萘与甲醇质量比为4:1的混合溶液，加入量为煤样质量的10倍，热溶抽提结束后将反应釜冷却至室温，反应产物经离心分离，所得溶液经过溶剂回收后得到热溶物。在此条件下得到的热溶物收率达到72％，热溶物黏结指数G值达到93，原煤中灰分脱除96％。采用该热溶物5％替代基础配煤中的等量的1/3焦煤配煤炼焦后(坩埚焦)所得焦炭与原基础配比所得焦炭相比，显微强度提高3.9％，CO2反应性CRI降低12.1％，反应后强度CRS提高6.9％。
[0026] 实施例4
[0027] 试验对褐煤在320℃的条件下在间隙式反应釜中辅之以超声波强化进行热溶抽提处理1小时，溶剂采用1-甲基萘，加入量为煤样质量的10倍，热溶抽提结束后将反应釜冷却至室温，反应产物经离心分离，所得溶液经过溶剂回收后得到热溶物。在此条件下得到的热溶物收率达到30％，热溶物黏结指数G值达到65，原煤中灰分脱除97％。采用该热溶物5％替代基础配煤中的等量的1/3焦煤配煤炼焦后(坩埚焦)所得焦炭与原基础配比所得焦炭相比，显微强度提高7.0％，CO2反应性CRI降低14.4％，反应后强度CRS提高7.9％。
[0028] 实施例5
[0029] 试验对褐煤在320℃的条件下在间隙式反应釜中辅之以超声波强化进行热溶抽提处理1小时，溶剂采用粗甲基萘油，加入量为煤样质量的10倍，热溶抽提结束后将反应釜冷却至室温，反应产物经离心分离，所得溶液经过溶剂回收后得到热溶物。在此条件下得到的热溶物收率达到42％，热溶物黏结指数G值达到76，原煤中灰分脱除97％。采用该热溶物5％替代基础配煤中的等量的1/3焦煤配煤炼焦后(坩埚焦)所得焦炭与原基础配比所得焦炭相比，显微强度提高9.3％，CO2反应性CRI降低17.4％，反应后强度CRS提高9.3％。
[0030] 实施例6
[0031] 试验对褐煤在320℃的条件下在间隙式反应釜中辅之以超声波强化进行热溶抽提处理1小时，溶剂采用1-甲基萘与甲醇质量比为4:1的混合溶液，加入量为煤样质量的10倍，热溶抽提结束后将反应釜冷却至室温，反应产物经离心分离，所得溶液经过溶剂回收后得到热溶物。在此条件下得到的热溶物收率达到61％，热溶物黏结指数G值达到82，原煤中灰分脱除97％。采用该热溶物5％替代基础配煤中的等量的1/3焦煤配煤炼焦后(坩埚焦)所得焦炭与原基础配比所得焦炭相比，显微强度提高5.1％，CO2反应性CRI降低13.4％，反应后强度CRS提高7.1％。
[0032] 由实施例褐煤的热溶抽提处理可以看出，在热溶抽提处理温度320～360℃，经几种不同有机溶剂的热溶抽提率，热溶物收率达到30-70％，热溶物中灰分降低96％以上，黏结指数G值达到65以上。该热溶物5％替代基础配煤中的等量的1/3焦煤配煤炼焦后(坩埚焦)所得焦炭与原基础配比所得焦炭相比，显微强度提高3.7-9.3％，CO2反应性CRI降低11.2-17.4％，反应后强度CRS提高5.4-9.3％。
