1.本发明涉及炼焦的技术领域，具体涉及一种炼焦添加液及其应用。


背景技术：

2.随着高炉工艺的发展，对焦炭质量的要求逐渐升高，而炼焦煤资源中强粘结性煤却越来越少，这一矛盾在我国尤为突出。优质炼焦煤资源的日益匮乏已成为影响焦炭生产、质量和成本的重要因素。考虑到经济效益及现实情况，国内外各焦化厂都在致力于配煤方案的研究。近几年来，为了扩大炼焦煤资源、降低炼焦成本并提高焦炭质量，开发了许多炼焦新技术，如煤预热、捣固、型焦、配型煤和加入添加剂等。添加剂可以改善原煤的结焦性能，提高焦炭质量，扩大炼焦煤种，降低炼焦成本，是解决我国优质炼焦煤资源不足的一种有效手段。由于加入添加剂工艺变动不大，操作简单灵活，成本低、焦炭质量提高且稳定，因此得到了广泛应用。
3.炼焦用添加剂可分为活性添加剂和惰性添加剂。根据煤岩学观点，煤可分为活性组分和惰性组分两部分，当煤中活性组分与惰性组分含量达到最优比时，焦炭强度最好。在配煤炼焦过程中常用的添加物主要是粘结剂和瘦化剂以及钝化剂，粘结剂属于活性添加剂，常用粘结剂主要分为石油系和煤系粘结剂。石油系粘结剂包括石油沥青或原油蒸馏后的渣油、减压渣油等。煤系粘结剂包括煤沥青、煤焦油、焦油渣等(能源技术与管理，2011,6,100～101)。瘦化剂和钝化剂属于惰性添加剂。常用瘦化剂有无烟煤粉、半焦粉、焦粉、石油延迟焦、石油焦等。石油系列dk型添加剂在俄国的配煤炼焦生产中得到广泛应用(燃料与化工，2018,47(1),27～29)。张林等用sio2质钝化剂5
‰
水溶液直接喷洒熄焦对csr(反应后强度)有较好的改善作用(燃料与化工，2010,41(4),15～17)。昆钢、济钢等单位使用的是以硼酸为主的钝化剂，专利cn109022098a公开了一种焦炭钝化剂及其制备方法。该焦炭钝化剂包括如下重量份数的组分：含硼化合物30～40份，二氧化硅10～15份，二氧化钛5～10份，碳酸钡3～5份，氟化铝1～3份，氯化钇0.5～1份，所述含硼化合物包括硼酸、硼砂和氧化硼，按照重量比，所述硼酸：硼砂：氧化硼＝1:1～3:1～3，其取得的技术效果为：焦炭钝化剂能够显著降低焦炭的反应性，提高反应后强度。专利cn102703100b公开了一种改善焦炭热性能的配煤添加剂及其应用方法，其配煤添加剂为tib2微粉末。粘结剂和瘦化剂在炼焦过程中，其存在着添加量大且价格高的问题。惰性添加剂成为了新的研发方向，但上述惰性添加剂都是固态形式存在，在配煤炼焦时流动性差，配煤炼焦时分布不均匀。


技术实现要素：

4.针对现有技术中焦炭添加剂存在的流动性差、配煤炼焦时分布不均匀等问题，本发明提供一种炼焦添加液及其应用，以解决上述问题。本发明提供了一种水溶性为主要特征的炼焦添加液，该炼焦添加液在使用上不仅可以降低配煤成本，提高焦炭的质量，而且添加比例少、工艺简单、更加均匀。
5.本发明的技术方案为：
6.一种炼焦添加液，由质量百分比的以下成分组成：硼酸铵0％～40％，硅溶胶3％～80％，钛溶胶0％～30％，水玻璃0～3％，ph调节剂0％～0.5％，减水剂0％～2％，余量为水。本发明中使用的硅溶胶、钛溶胶是反气化剂，其在炼焦过程中起到了两种作用。一是副催化(反气化)作用；二是在加热过程中该部分高温黏结，胶体粒子牢固地附着在物体表面，粒子间相互结合，是很好的粘合剂，可以提高焦炭的性能，例如粒度、黏结性、机械强度、降低反应性，提高反应后强度等。
7.优选的，所述炼焦添加液由质量百分比的以下成分组成：硼酸铵5％，硅溶胶50％，钛溶胶5％，水玻璃0％，ph调节剂0.5％，减水剂0.5％，水34％。
8.优选的，所述硅溶胶还包括硼改性硅溶胶和铝改性硅溶胶。
9.优选的，所述硅溶胶为酸性硅溶胶、中性硅溶胶、碱性硅溶胶中的一种或几种。
10.优选的，所述硼酸铵为三水硼酸铵或四水五硼酸铵。
11.优选的，所述水玻璃为模数大于2.5的偏硅酸钠。
12.优选的，所述ph调节剂为氢氧化钠溶液、氢氧化钾或氨水溶液、稀盐酸、稀硫酸中的一种或几种。ph调节剂将炼焦添加液的ph调节至7～8.5之间。
13.优选的，所述减水剂选自脂肪族羟基磺酸盐聚合物、亚甲基二甲基二萘磺酸钠或聚羧酸系高性能减水剂中的一种或两种。减水剂可以提高炼焦添加液的流动性，降低其粘度。
14.优选的，所述钛溶胶的固含量大于10wt％。
15.优选的，所述硅溶胶的固含量为15～40wt％。
16.所述炼焦添加液的制备方法，将各组分混合后搅拌均匀即获得炼焦添加液。
17.本发明制备的添加液可以采用以下方式进行应用：
18.(1)将炼焦所得焦炭浸泡于稀释后的炼焦添加液中；
19.(2)与熄焦水混合进行熄焦使用；
20.(3)将炼焦添加液与煤炭进行混合，然后再进行炼焦；
21.所述炼焦添加液中有效固含量占焦炭用量的0.5～15
‰
；所述炼焦添加液中有效固含量占煤炭用量的0.5～15
‰
。
22.本发明的有益效果为：
23.本发明提供了一种水溶性为主要特征的炼焦添加液，该炼焦添加液在使用上不仅可以降低配煤成本，提高焦炭的质量，而且添加比例少、工艺简单，在配煤炼焦时流动性好，更加均匀。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
25.实施例1
26.一种炼焦添加液，由质量百分比的以下成分组成：硼酸铵5kg，硅溶胶50kg(固含量30％)，钛溶胶5kg(固含量10％)，水玻璃0kg，ph调节剂0.01kg(浓度1％的稀盐酸)，减水剂
0.5kg(亚甲基二甲基二萘磺酸钠)，水34kg。
27.将上述组分混合后搅拌均匀，得炼焦添加液。
28.实施例2
29.一种炼焦添加液，由质量百分比的以下成分组成：硼酸铵1kg，硅溶胶60kg(固含量40％)，钛溶胶10kg(固含量10％)，水玻璃1kg，ph调节剂0kg(浓度1％的稀盐酸)，减水剂1kg(脂肪族羟基磺酸盐ash)，水23kg。
30.将上述组分混合后搅拌均匀，得炼焦添加液。
31.实施例3
32.一种炼焦添加液，由质量百分比的以下成分组成：硼酸铵4kg，硅溶胶40kg(固含量30％)，钛溶胶10kg，水玻璃1kg，ph调节剂0.01kg(浓度1％的稀盐酸)，减水剂1kg(脂肪族羟基磺酸盐ash)，水45kg。
33.将上述组分混合后搅拌均匀，得炼焦添加液。
34.测试例1
35.按照质量比将肥气煤：肥煤：三分之一焦煤：焦煤：瘦煤按照7：3：3：3：4的比例进行混合、预粉碎、配煤、捣鼓，得配煤，然后装入炭化室，在1250℃下进行炼焦24小时，经检测其性能指标为：
36.表1
‑
检测结果1
37.灰分挥发分硫含量反应性反应后强度12.08％1.25％0.74％26.8％61.3％
38.测试例2
39.将实施例1制备的炼焦添加液4份与96份水混合，配置成炼焦添加液ⅰ。然后将测试例1制备的焦炭浸泡在炼焦添加液ⅰ中12小时和24小时。然后测试焦炭的性能指标如下表2：
40.表2
‑
检测结果2
[0041] 灰分挥发分硫含量反应性反应后强度浸泡12h12.29％1.13％0.72％26.7％63.3％浸泡24h12.22％1.20％0.72％26.4％64.8％
[0042]
根据表2的结果与表1进行对比可以看出，将焦煤放入炼焦添加液中进行浸泡处理后，反应后强度明显上升，其他性能变化不大。
[0043]
测试例3
[0044]
将测试例2制备的炼焦添加液ⅰ按照质量比1:50添加到熄焦水中，然后对测试例1中的焦炭进行湿熄焦。然后测试焦炭的性能指标如下表3：
[0045]
表3
‑
检测结果3
[0046]
灰分挥发分硫含量反应性反应后强度12.20％1.22％0.72％26.4％65.2％
[0047]
根据表3的结果与表1进行对比可以看出，将炼焦添加液作为熄焦水使用后，所得焦炭的反应后强度明显上升，其他性能变化不大。
[0048]
测试例4
[0049]
将测试例2制备的炼焦添加液ⅰ按照质量比2:100与测试例1的配煤进行混合，混合
后进行炼焦处理。然后测试焦炭的性能指标如下表4：
[0050]
表4
‑
检测结果4
[0051]
灰分挥发分硫含量反应性反应后强度12.32％1.15％0.72％25.8％65.2％
[0052]
根据表4的结果与表1进行对比可以看出，将炼焦添加液煤炭先进行混合后，然后再进行炼焦处理时，所得焦炭的反应后强度明显上升，其他性能变化不大。
[0053]
综上所述，本发明制备的炼焦添加液以各种形式与煤炭或焦煤进行混合、处理后，所得焦炭在不影响其整体性能的前提下，反应后强度均明显上升。
[0054]
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。