一种降低焦中硫提高焦炭质量的装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于传统炼铁领域焦炭制备技术领域，具体涉及一种降低焦中硫提高焦炭 质量的方法。
【背景技术】
[0002] 焦炭是高炉炼铁过程中不可缺少的重要原料，每炼制一吨铁水大约需要300kg焦 炭。焦炭中的硫含量是评价焦炭质量、价格等的主要指标之一，显著地影响着高炉炼铁的能 耗、生产能力和铁水质量。焦炭中的硫份是一种有害组分，焦炭中的硫份每增加0. 1 %，炼铁 时烙剂和焦比将分别增加2%，高炉产量降低2-2. 5%。炼铁时硫份会大量转入生铁中，而 用高硫生铁炼出的钢具有明显的热脆性，焦炭中的硫份含量较高时会在炼铁生产过程中形 成大量的二氧化硫等酸性气体，污染高炉周围环境，增加尾气后处理的难度和费用。硫份的 危害如此巨大，世界各国普遍要求严格控制焦炭中的硫份含量。我国是排名世界第一的焦 炭生产国和出口国，但由于传统炼焦工艺的特点和缺少低硫焦煤资源，优质低硫焦炭的生 产受到很大约束，同时也面临严峻的环境问题。设计开发煤炭焦化过程中的低成本低能耗 无污染的脱硫技术，对于工业生产、经济市场等均有重要意义，也是洁净煤利用技术的重要 组成部分。
[0003] 我国拥有丰富的煤资源，在能源的利用过程中，对煤的依赖性比重较大。对煤的加 工利用煤工作者开展了很多方面的工作。其中最广的利用途径为利用煤进行高温干傭生产 焦炭（CN1171807A，CN1465656A)用于高炉炼铁生产；专利CN1517428A提出了一种在焦煤中 加入固体有机物和可作为缚硫剂的冶金固体废弃物，采用现有的炼焦设备和炼焦工艺，从 而达到煤气和焦炭的同步脱硫，CN1468939A专利通过向炼焦过程中加入专用驱硫剂W驱赶 出配煤中的硫，从而最大限度的降低焦炭中的硫份，送些专利尽管达到了生产过程中的脱 硫效果，但是送些方法都添加了脱硫剂，从而需要增加生成过程中的成本，经济效益低。
【发明内容】
[0004]因此，本发明要解决的技术问题是提供一种不用额外加入脱硫剂就可降低焦煤中 硫含量的装置。本发明要解决的另一个技术问题是提供脱硫方法。
[0005] 本发明的技术方案是，一种降低焦中硫提高焦炭质量的装置，包括刚玉管和置于 其内的煤热解样品，其特征在于：所述降低焦中硫提高焦炭质量的装置下部设有一个插入 到所述煤热解样品中的进气管，所述煤热解样品上方设置有耐火砖，所述耐火砖上方设置 有橡皮塞，一个出气管插在所述橡皮塞中；
[0006] 所述进气管和出气管之间通过相应的气体管道连接有一吸附装置，所述吸附装置 附近的气体管道上设置有一个气体返回阀；所述刚玉管外设有加热炉。
[0007] 其中，所述煤热解样品中设有一热电偶，所述热电偶与一控温装置相连。
[0008] 其中，所述进气管口与煤热解样品底边的距离为3-8mm。即进气管的插入深度是 3-8mm。
[0009] 其中优选的是，所述进气管的直径为5-8mm之间；所述出气管的直径为10-14mm。
[0010] 本发明还提供了一种降低焦中硫含量的方法，该方法包括：
[0011] a、将高硫炼焦煤装入上述装置的刚玉管中，按照2-4C/min的加热制度升温至 1000-1IOOC并且恒温0. 5-1.化，在试验开始过程中通入氮气或者氮气；
[0012] K当温度升高至500-60(TC时，将热解生成的煤热解气体，通过吸附装置进行脱硫 处理，然后热解气体返回到降低焦中硫提高焦炭质量的装置的下部进气管中，保证进气流 量的稳定性，直到温度升高到l〇〇〇-ll〇(TC停止供气；
[0013] C、返回的煤热解气的气体流量控制在1-化/min,进入加热炉中的煤热解样品中， 煤热解气与煤热解样品进行充分接触，发生热交换W及相关化学反应；通入的煤热解气通 过与半焦中的硫化物反应生成&S气体进入气相中，与煤气一起进入煤气处理工序。
[0014] 煤热解气中主要含有的化学气体成分为&、CH4和C0。而在煤生成的半焦中的主 要硫化物为化Sz和喔吩硫。发生的主要化学反应如下：
[001 引 邸4 = 02&
[0016] FeSz+Hz =化5+&8
[0017] FeS+Hz =化+&8
[0019] 通入的煤热解气通过与半焦中的硫化物反应生成&S气体进入气相中，与煤气一 起进入煤气处理工序，由于半焦中硫化物的反应消耗，半焦中的硫发生脱除。另外通入的煤 热解气为热气体，在与半焦接触的过程中有利于半焦中各项的进一步反应，W及各项形成 过程的稳定性，从而达到焦炭质量的提高。
[0020] 根据本发明的降低焦中硫含量的方法，优选的是，步骤a所述温度为 1020-108(TC。
[0021] 其中，步骤a与步骤b所述升温温度相同。目P，步骤a要求升温到106(TC，则步骤 b也要求升温到106(TC后停止供气。
[0022] 根据本发明的降低焦中硫含量的方法，优选的是，所述氮气或者氮气的通入时间 为8-12min。步骤b所述吸附装置中的吸附介质为活性炭或者氧化铅分子筛中的一种。该 吸附介质可对硫进行脱除。
[0023] 根据本发明的降低焦中硫含量的方法，优选的是，步骤a所述恒温时间为0.8-1. 2 小时。炼焦煤Ad= 8-10%,VMd= 24-27%，Sd= 0. 7-1. 2%。
[0024] 本发明的有益效果是：
[0025] 本发明针对炼焦煤资源消耗越来越少，需要使用高硫炼焦煤资源进行热解炼焦， 并且针对目前环保要求的越来越严格，开发出一种利用煤热解过程产生的热解煤气，利用 煤气中的有效成分返回炼焦过程，通过有效成分与焦中硫的化学反应作用，从而达到焦中 硫的部分脱除，从而达到提高焦炭质量，拓宽炼焦使用的高硫煤资源，并且也达到环保效 果，减轻炼铁过程硫的脱除压力，降低炼焦生产成本。
[0026]本发明通过将煤热解过程产生的热解气通过脱硫吸附剂后返回煤热解炉中，与煤 热解炉中的半焦发生化学反应，从而将半焦中硫脱除出来，同时高温煤热解气与焦炭充分 接触有利于焦炭中各项组织的稳定形成，提高焦炭质量。同时为使用高硫煤生产合格焦炭 找到了一种新的方法，为炼焦用煤使用拓宽了炼焦煤资源，降低了生产过程中硫的排放，具 有很好的经济效益和环境效益。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明的降低焦中硫提高焦炭质量的装置示意图。
[0028] 图中，1进气管，2气体返回阀，3出气管，4橡皮塞，5耐火砖，6刚玉管，7加热炉，8 煤热解样品，9热电偶，10控温装置，11进气阀，12吸附装置。
【具体实施方式】
[0029] 如图1所示，本发明的装置包括刚玉管6和置于其内的煤热解样品8,降低焦中硫 提高焦炭质量的装置的下部设有一个插入到煤热解样品8中的进气管1，煤热解样品8上方 设置有耐火砖5,耐火砖5上方设置有橡皮塞4,出气管3插在橡皮塞4中；进气管1和出气 管3之间通过相应的气体管道连接有一吸附装置12,吸附装置12中设有吸附介质。所述吸 附装置12附近的气体管道上设置有一个气体返回阀2 ;所述刚玉管外设有加热炉7。本发 明的
[0030] 巧巧管6中设有一热电偶9,所述热电偶9与一控温装置10相连。进气管1上设 置有一个进气阀11.
[0031]在试验开始的过程中需要通入氮气或者是氮气，通入时间为IOmin钟，将刚玉管 中的空气置换出来排出管外W保持刚玉管内为惰性气氛。通入氮气时阀11处于开通状态， 阀2处于关闭状态。当通入返回煤热解气时阀2处于开通状态，阀11处于闭合状态。热电 偶9为媒館-媒娃型热电偶，保证测量温度的准确性，温度控制器10与热电偶9相连，测量 焦炭中部温度，控制升温程序。出气口 3插于橡皮塞4中，出气口的直径为10-14mm之间， W保证热解气体能够自由溢出，橡皮塞4插于刚玉管的顶部，防止气体泄漏。进气管1插于 焦炭中，距离焦炭底边距离为3-8mm，W保证气体能够进入焦炭中，并利用焦炭的孔隙分布 作用，从而保证气体能够分散进入焦炭中。W下的焦炭模拟炉即为本发明的降低焦中硫含 量提高焦炭质量的装置，也可W称为煤热解炉。
[0032] 实施例