褐煤半焦制备新工艺新设备研究及副产品的综合利用

【摘要】：本研究利用云南弥勒年轻褐煤为原料,采用中低温干馏对褐煤进行炭化处理,脱去褐煤中大部分水分和挥发分,得到产品褐煤半焦,进行褐煤半焦成型研究,得到适用于铁合金冶炼的褐煤型焦。从根本上解决了年轻褐煤燃烧使用时所带来的污染问题,并且使云南丰富的褐煤资源优势得到加强,节约了宝贵的焦煤资源和木炭资源。 本研究的主要目的是:通过实验找出最佳的褐煤于馏、成型条件,应用于工业生产中,得到适用于铁合金生产的褐煤半焦:其主要内容是①研究褐煤干馏的时间、温度条件,找出生产褐煤半焦的最佳工艺条件:②对褐煤半焦进行成型研究,得到最佳成型工艺;③设计工业化生产炭化炉;④副产品综合利用;⑤得到可用于褐煤半焦生产线设计的技术经济指标,对生产过程进行较为完整的技术经济评价:⑥对生产过程进行环境评价。 通过对不同炭化终温和炭化时间条件下的炭化料固定碳含量的比较得出弥勒褐煤最佳的炭化工艺条件,得到产品——褐煤半焦;将半焦破碎、筛分后取粒度小于3mm的半焦与粘结剂腐植酸钠按不同比例混合均匀后在Y30C～6.3单柱万能液压机上通过模具加压成型,成型压力为10MPa,将制得的型焦在100—110℃的干燥箱中恒温4小时以上或自然风干(7天)后,进行冷强度、热稳定性、落下强度、比电阻各项指标及力学性能测试。通过实验研究及型焦各项指标测试,得到弥勒褐煤的最佳炭化条件是:炭化终温为800℃、炭化时间1小时,固定碳达71.72%,炭化得率为43.33%;最佳成型工艺条件是粘结剂腐植酸钠配入量为8%,生产出来的褐煤型焦的冷强度达2050N/a;热稳定性(13mm)达95%;落下强度(13mm)达90.2%;比电阻达5×10~4Ω.mm~2/m可满足铁合金厂的使用要求。 本文还介绍了主要产品半焦的利用及剐产品煤焦油的处理与利用,对工业化试验进行了环境评估和技术经济评价。本工业化试验生产规模(达产年)为处理原料褐煤5万吨/年,生产半焦10000吨/年及煤焦油1000吨/年。项目投入的总资会为560.00万元,年销售收入为720.00万元,在预计10年经济寿命期内,共计为国家及地方交纳634.08万元税会和210.95万元的所得税,在项目的主要经济指标中,其中投资利润率为21.35%、投资利税率为36.44%、销售利润率17.30%及成本利涧率为24.54%。作为主要经济指标之一的投资回收期为:税前的投资回收期为2.74年和税后的投资回