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        現(xiàn)代煉焦工藝趨勢探討

        2014-08-15 00:51:32彭勇攀枝花煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司生技部四川省攀枝花市617066
        化工管理 2014年23期
        關(guān)鍵詞:工藝質(zhì)量

        彭勇(攀枝花煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司生技部 四川省 攀枝花市 617066)

        中國是一個(gè)煤炭生產(chǎn)大國,同時(shí)也是一個(gè)焦炭生產(chǎn)和出口大國。2004年末,中國年產(chǎn)焦炭達(dá)到1.8億t,居世界首位。焦炭是高爐的重要原燃料,其生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)程度、產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣,直接影響到高爐的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和生產(chǎn)操作。焦比是高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)考核的重要指標(biāo),現(xiàn)階段高爐為了降低焦比,趨向大型化并廣泛運(yùn)用富氧噴煤技術(shù),對焦炭質(zhì)量提出了更高的要求,在突出焦炭物料骨架作用的同時(shí),要求焦炭在高爐中更長的停留時(shí)間[1]。我國煤炭資源豐富,但煉焦煤蘊(yùn)藏量不大,僅占全國煤炭的36.78%,隨著逐年開采規(guī)模加大,煉焦煤正面臨著資源匱乏、供應(yīng)緊張的局面;我國煉焦煤地區(qū)分配不均,華北地區(qū)約占全國的2/3(其中山西省占全國的50%以上);煉焦煤種齊全,但氣煤多,儲(chǔ)量占56.66%,并且地區(qū)分布不均[2]。在煉焦配煤不變、煉焦生產(chǎn)操作技術(shù)管理水平基本一致的情況下決定焦炭質(zhì)量的關(guān)鍵因素為煉焦工藝。面對焦炭用戶對質(zhì)量提出的更高要求,原料煤分布不均,資源匱乏等情況,有必要分析研究不同煉焦工藝情況下資源利用、焦炭生產(chǎn)、焦炭質(zhì)量的差別,煉焦工藝下一步的發(fā)展趨勢。

        一、原料煤的預(yù)處理

        我國煤炭儲(chǔ)量中非粘結(jié)煤達(dá)60%以上,粘結(jié)煤中氣煤又占55%以上,因此采取各種預(yù)處理技術(shù),節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤,確保高爐用焦質(zhì)量,在焦化生產(chǎn)中具有重要意義。國內(nèi)外已經(jīng)做了大量工作,并取得一定成效,主要措施包括控制和調(diào)整煤料粒度組成,配煤摻油、煤料干燥、預(yù)熱、配型煤、搗固煉焦、添加粘結(jié)劑或瘦化劑等。

        煤的粘結(jié)性不僅取決于煤化度和巖相組成,同時(shí)因煤粒子的大小而異,因此必須調(diào)節(jié)各煤種的粒度,實(shí)現(xiàn)配合煤料最佳粒度分布,改善焦炭質(zhì)量。配煤摻油,可以提高煤料堆比重,從而改善焦炭質(zhì)量。煤料通過干燥或預(yù)熱,可增加堆比重,提高加熱速度,改善焦炭質(zhì)量,多配高揮發(fā)分弱粘結(jié)煤。根據(jù)煤料性質(zhì),煤料粘結(jié)性不足可添加粘結(jié)劑,高流動(dòng)度高揮發(fā)分煤料可添加瘦化劑。將配合煤搗固成煤餅,推入炭化室煉焦,堆比重可以達(dá)到1150kg/m3左右,可以大量配用高揮發(fā)分弱粘結(jié)性煤,改善焦炭質(zhì)量,充分利用煉焦煤資源。將30-40%粉煤成型和粉煤混裝煉焦,可提高焦炭質(zhì)量,擴(kuò)大弱粘煤或不粘煤配用量。

        搗固煉焦與散裝煤煉焦相比投資高,操作復(fù)雜,炭化室有效利用率低,結(jié)焦時(shí)間較長。從擴(kuò)大和增加氣煤用量來分析,他與預(yù)熱、配型煤等相比,設(shè)備簡單,容易操作管理,基建投資少。從全國煉焦煤種儲(chǔ)量看,從增加煤料堆比重改善結(jié)焦性能角度看,搗固煉焦這種有效擴(kuò)大弱粘性氣煤的預(yù)處理方式是煉焦煤預(yù)處理方式的發(fā)展方向,但在具體選擇原料煤預(yù)處理方式時(shí)須參考當(dāng)?shù)丶爸苓吤涸捶植肌@取情況、噸焦原料煤成本、投資及操作管理等情況。

        二、焦?fàn)t爐型

        我國目前在用的焦?fàn)t爐型比較多,焦?fàn)t的基本尺寸相差也較大。20世紀(jì)90年代以來,炭化室高6m焦?fàn)t爐型逐步成為我國煉焦行業(yè)的基本爐型,并逐步在我國焦化行業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。近幾年,我國一些焦化企業(yè)已開始建設(shè)炭化室高7.63m的超大容積焦?fàn)t[3]。

        采用加寬、加高碳化室尺寸等大型化及采用焦?fàn)t加熱自動(dòng)控制等熱工高效化技術(shù)的大型焦?fàn)t,在多年的焦炭生產(chǎn)實(shí)踐中表明,具有許多的技術(shù)優(yōu)勢:(1)炭化室容積增大能提高煤的堆密度,優(yōu)化和改善了煤的結(jié)焦工藝,焦炭質(zhì)量明顯提高。(2)炭化室容積增大提高單孔炭化室的焦炭產(chǎn)量,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。(3)生產(chǎn)規(guī)模與外部環(huán)境相同的情況下增大碳化室容積,可以在延長結(jié)焦時(shí)間的基礎(chǔ)上減少焦炭出爐次數(shù),在很大程度上降低了裝煤和推焦對自然環(huán)境產(chǎn)生的陣發(fā)性污染,同時(shí)對降低焦?fàn)t煉焦能耗有著重要作用。

        現(xiàn)階段焦?fàn)t大型化技術(shù)水平已成為衡量一個(gè)國家煉焦技術(shù)水平的主要標(biāo)準(zhǔn),對提高焦炭行業(yè)整體裝備水平、生產(chǎn)效率有著重要作用,焦?fàn)t大型化、高效化是焦?fàn)t下一步的發(fā)展趨勢,超大容積焦?fàn)t將是新建焦化企業(yè)的首選建議參考爐型。

        三、熄焦工藝

        目前國內(nèi)熄焦工藝大致分為四類,其一是傳統(tǒng)的濕法熄焦工藝;二是低水分熄焦工藝,三是穩(wěn)定熄焦工藝;四是干熄焦工藝。濕法熄焦的缺點(diǎn)非常明顯,其一浪費(fèi)紅焦大量顯熱;其二焦炭質(zhì)量降低,水分波動(dòng)大;其三、濕熄焦蒸汽夾帶焦炭殘留腐蝕性介質(zhì),侵蝕周圍物體,污染周圍空氣;其四、濕熄焦蒸汽夾帶焦粉,污染環(huán)境,浪費(fèi)資源。低水分熄焦和穩(wěn)定熄焦是改進(jìn)后的兩種濕熄焦工藝,雖然在某些方面緩解了傳統(tǒng)濕熄焦的不足,但還不能從根本上解決能源浪費(fèi),環(huán)境污染以及焦炭質(zhì)量差等方面的問題。相對濕法熄焦而言,采用惰性氣體將紅焦降溫冷卻的干熄焦工藝具有很多優(yōu)點(diǎn):(一)是焦炭質(zhì)量明顯提高,距有關(guān)資料報(bào)道,干熄焦比濕熄焦焦炭M40可提高3%~5%,M10可降低0.2%~0.5%,反應(yīng)性有一定程度的降低,全焦篩分區(qū)別不大;(二)充分利用紅焦顯熱,節(jié)約能源,同濕法熄焦相比,干熄焦可回收利用紅焦約83%的顯熱,每干熄1t焦炭回收的熱量約為1.35GJ;(三)降低有害物質(zhì)的排放,保護(hù)環(huán)境。干熄焦采用惰性循環(huán)氣體在密閉的干熄爐內(nèi)對紅焦冷卻,可以免除對周圍設(shè)備的腐蝕和對大氣的污染。此外由于采用焦罐定位接焦,焦?fàn)t出焦的粉塵也更易于控制。干熄爐爐頂裝焦及爐底排、運(yùn)焦產(chǎn)生的粉塵以及循環(huán)風(fēng)機(jī)后放散的氣體、干熄爐預(yù)存段放散的少量氣體經(jīng)地面站凈化后再排入大氣。干熄焦因多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)而在焦化行業(yè)中大量推廣[4]。

        結(jié)束語:

        在煉焦配煤不變、煉焦生產(chǎn)操作技術(shù)管理水平基本一致的情況下決定焦炭質(zhì)量的關(guān)鍵因素為煉焦工藝。煉焦工藝主要由煉焦煤的預(yù)處理、焦?fàn)t爐型、熄焦等的工藝決定。面對煉焦煤資源匱乏、分布不均、供應(yīng)緊張,高爐對焦炭提出更高質(zhì)量要求的情況下,具有很多技術(shù)優(yōu)勢的搗固煉焦,焦?fàn)t大型化,干熄焦工藝必將得到長足發(fā)展,推動(dòng)煉焦工藝的發(fā)展,對通過改善焦?fàn)t作業(yè)環(huán)境實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略有著重要意義,所以搗固煉焦、焦?fàn)t大型化、干熄焦在新時(shí)期煉焦事業(yè)發(fā)展中有著重要的地位,必將成為焦化企業(yè)發(fā)展、規(guī)劃、建設(shè)時(shí)的首選工藝。

        [1]姚昭章.煉焦學(xué).冶金工業(yè)出版社.1986.

        [2]鄧淵.煤氣規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊.中國建筑工業(yè)出版社.1992.

        [3]潘立慧,魏松波.煉焦技術(shù)問答.北京:冶金工業(yè)出版社.2007.

        [4]潘立慧,魏松波.干熄焦技術(shù).北京:冶金工業(yè)出版社.2005.

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