煤直接液化残渣的成焦行为及在配煤炼焦中的应用
2021-09-03陈智辉吴幼青吴诗勇陈大波顾嘉乐
洁净煤技术 2021年4期
陈智辉,吴幼青,吴诗勇,黄 胜,陈大波,孙 硕,顾嘉乐
(1.华东理工大学 能源化工系,上海 200237;2.杭州牛墨科技有限公司,浙江 杭州 321000)
0 引 言
煤直接液化技术是由煤生产清洁液体燃料和有价值化学品的方法。煤直接液化残渣(DCLR)是煤液化过程的主要副产物,占原煤质量的20%~30%[1-2],DCLR的合理利用有助于提高煤直接液化的经济效益。DCLR不仅包括未反应的煤、矿物质和残余催化剂,还含有相对较多的重质组分(重油、沥青质和前沥青质)[3-6]。目前,DCLR的利用研究主要集中在热解、气化和加氢液化方面[6]。DCLR中煤沥青含碳量较高、分子量较大,易发生聚合或交联反应,是适宜制备炭材料的前驱体,以DCLR及其中的沥青烯和前沥青烯为碳源,可制备性能良好的活性炭、泡沫炭材料等碳基功能材料[7]。通过溶剂萃取和萃取物聚合,由煤直接液化残渣制备煤液化沥青,并用于配煤捣固炼焦是煤直接液化残渣的高效利用途径之一[8],该方法制得的焦炭各项指标均达到国家一级冶金焦标准[9]。DCLR的萃取物具有低灰、低硫、高黏结性、高温下流动性好等特点,可作为黏结剂或直接代替1/3焦煤进行炼焦[10],但鲜见DCLR作为整体直接用于配煤炼焦。
焦炭是高炉炼钢的重要原料之一,具有热源、还原剂和骨架支撑等作用,高品质的焦炭是工业炼铁不可或缺的辅料之一,因此优质炼焦煤需求量大。配煤炼焦是多种不同变质程度的烟煤混配后进行炼焦,是缓解优质炼焦煤资源短缺最优的方法。常用的方法是在配煤炼焦中加入热塑性添加剂(沥青、石油焦、溶剂抽提煤、橡胶)来减少主焦煤的加入量,同时可提升焦炭品质[11]。……
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