兰炭生产工艺及应用研究

兰炭生产工艺及应用研究

殷振华

新疆圣雄电石有限公司，新疆 吐鲁番 838000

摘要：热解技术对比在实际操作中反馈相对良好，也获得了好评。可以参照低阶煤在每次转换后会发生的外在反应特点，借助堆煤的热裂解来去控制，就也能完成兰炭的主要生产。与焦炭和优质煤比较起来，兰炭在气化生物活性成分各方面更为凸现。将兰炭与优质煤混合在一起用作高炉煤气喷吹，可再进一步迅速提高粉煤喷雾的质量和整体性能，促使高炉煤气产品稳定性更好生产。兰炭是特有新型碳材料，具有高理化生物活性成分、低灰分等综合性能。其设计和生产技术已然成为众多研究者关注的热点。

关键词：兰炭生产；生产工艺；石灰处理工程

一、引言

近十年来，从经济社会发展的一定角度来看，对煤化工行业的需求依旧很大。在优质煤和原煤持续消耗的大背景下，低阶煤在能源结构调整中具备更高的实力和地位。它的挥发性元素含量一般都比较高，而且燃烧性和反应性都比较好，因为它的性质不同，然后直接燃烧是选用超较多的方法，但并没有被完全探索过。由此可见，对于低阶煤氢离子浓度高、热值低、挥发分含量高等物理特性，研究者现已找到一种得以做到高效稳定清洁工作的热解技术。热解技术更能结合低阶煤的反应活性，在热解的过程中更加严格的进行控制，从而更有效地将低阶煤转化为兰炭，高品位兰炭在特定过程中会逐步形成固定的碳含量，是进一步提升煤化工油气资源和低阶煤资源利用效率最有效、最快捷的途径。

二、兰炭生产工艺流程

1. 备煤工序工艺流程

所用原煤一般采取使用煤坑、皮带输送机运至选煤办公楼，煤炭采取使用圆形振动筛筛分。大于8mm的煤借助皮带输送机排入煤塔成品库，小于8mm借助顶部皮带输送机排入煤粉粉仓。

2. 碳化工艺流程

原煤借助于刨煤机放入炉膛内顶部的燃料仓，然后再借助于装煤阀和侧助煤箱继续放入后燃室。添加到后燃烧室的煤从上到下移动并与下游的热污染气体接触后。在碳化室的上部，我们可以看到一个预先预热的区域。在这个区域，下面的无烟煤可能会被加热到大约250℃，然后继续向下移动，直到达到680℃，最终变成木炭。

3. 兰炭储运过程

干熄火处理后，从后燃炉排出来的兰炭被送至皮带运输机，借助于圆振动筛来进行等级分类。借助于筛分、破碎，将颗粒直径适合的兰炭输送到到焦炭储存仓存储。小颗粒借助于传送带输送到焦粉料仓，转化为焦炭球并输送［1］。

4. 冷却流程

窑炉燃烧后选用的原材料气借助于气液连接上主机重新进入文氏塔上部。文氏塔上部喷出氨溶液，下端含有煤焦油的氨水再进入冷环，气体从文氏塔底部排入气液分离器，在底部和塔顶连续循环的冷氨水被洗涤，反之亦然。在70°C时，气体在文氏塔的帮助下能够达到35-40°C，并进一步洗涤和冷却。 

5. 原料气脱硫工艺流程

使用过的原料气借助中部的水冷塔，利用水循环将原料气快速冷却至40℃，冷凝液定期清洗冷凝物，待冷却后进入热循环槽。煤气远离后水冷塔，进入脱硫浓酸反应仪器，在反应容器中浓缩，同时与脱硫浓酸液金顶反应。相分离是借助较低的分离控制进行的[1]。

三、兰炭DG 生产工艺

DG处理技术是大连理工大学研发的以固体物质为热媒介的新型高效焦炉煤气热解处理技术。粒度分布小于6mm的铁矿在附带823K热排气筒气体的提高管中来进行干燥再处理，之后再继续送至各分配器中来进行依次存储。余下的煤再进入热裂解反应容器，与可回收的热半焦很均匀混合在一起，在823-923K的周围环境温度下来进行热裂解。将这一特殊具体过程中获得的一部分焦碳迅速自然冷却能得到兰炭，余下的焦炭在直接加热过程中可用于连续不断循环的热质承载体。到最后产品是兰炭、石油液化气和焦油，而焦油的酚类物质还能够再进一步加工，可以得到具有比较高市场价值的化工原料。

四、兰炭的应用

兰炭以其固定合金元素含量高、理化生物活性好、热值高、燃烧后粗蛋白低、挥发分低、多孔结构相当丰富等主要特点，在多个行业得到普遍作用。目前，兰炭的市场一方面涵盖硅锰合金、机械制造、化肥农药制气、化工气化、催化剂载体、金属催化剂空间等，还可制备固体电解质。

在电石领域，传统的电石合同一方面能够借助电加热合成，但化学污染大、维护成本高，以至于传统的办法遭遇空前的挑战。现在也有研究者们在研究用兰炭替代。林金元在兰炭中直接加入一部份生物质颗粒燃料制取电石，发现到加入兰炭更容易使电石炉稳定性更好，增加产量，降低能源消耗；段斌等将兰炭与氧化钙混合在一起制取硅锰合金，超高温预焙烧以及高温处理后，已经致使生产工艺技术变的比较简单，生产成本低，产品比较优质，导致的严重环境污染小，生产制造企业市场效益高，更有利于兰炭产业的高速发展[2]。

在化学气化领域，兰炭被认为是清洁燃料，将其气化形成的气体，不仅能够减少煤气化形成的垃圾渗滤液，还能够减少垃圾的排放，降低环境污染。当兰炭与气化剂（流动的空气和空气中水蒸气的混合物质）在循环流化锅炉中发生反应时，反应生成煤气，再经干燥、分离、提纯得到合格的煤气;生成的煤气可以用作陶瓷制品的燃料，兰炭也可以在陶瓷制品、玻璃、有色冶金、高温煅烧、化工航天等领域进行大量的使用。

在冶金领域，我们国家钢铁行业的炼钢厂大多采取使用高炉煤气喷吹煤加工技术。一方面，高炉注气火箭燃料采取使用优质煤和无烟煤，随着时间的推移高炉注煤技术的不断发展和成熟，煤炭需求量巨大，优质煤炭资源日益显现。兰炭具备固定合金元素高、热值高的物理特性。将兰炭与优质煤混合被认为是高炉煤气喷吹燃料，不仅能够节约成本，还能够进一步提高生产型企业的利润。

在吸附剂领域内，兰炭的炭元素含量高，粗蛋白质和挥发物含量低，多孔结构十分丰富，能符合吸附剂媒介的具体要求。兰炭被用做制取活性炭吸附剂的原材料，经KOH二次处理，再经空气中的水蒸气活化，可得到具备超微孔结构的活性炭进行吸附。碳基材料是固体电解质中最重要、不可或缺的组成部分。

总结：随着时间的推移，兰炭加工技术更加成熟，煤化工资源利用率更加理想。与预期不同的是，对环境仍存在一定的影响，因此对煤化工的种类和粒度分布也有一定的高要求。只有我们继续优化产品生产和生活设施，生产更具性价比的兰炭，探索开发，推动做到良好的生态友好型生产。

参考文献：

[1]马金霞,牛鸿权,张晋豪,屈桂洋,侯玲梅.兰炭生产工艺及应用研究[J].煤化工,2022,50(03):95-97+107.DOI:10.19889/j.cnki.10059598.2022.03.025.

[2]张治,康宏君,张建胜,张瑞霞.低阶煤热解与兰炭生产工艺的相关研究[J].内蒙古煤炭经济,2021(07):42-43.DOI:10.13487/j.cnki.imce.019911.