陳永軍

（山東省冶金設(shè)計院股份有限公司，山東 濟(jì)南250101）

隨著環(huán)境保護(hù)意識的提高，如何資源化利用焦化企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固廢（焦油渣、污泥）成了一個亟待解決的問題。目前，焦化企業(yè)通過實踐證明，采用焦油渣配型煤煉焦工藝，把煉焦煤和固廢壓制成型煤作為煉焦原料，不僅可以節(jié)省處理固廢帶來的成本支出，還可提升焦炭產(chǎn)品質(zhì)量。

1　固廢來源及成分

焦油渣是一種富含有苯類、酚類、萘類等多種有毒成分的工業(yè)固體廢棄物，對人和動物有致癌作用。其來源于焦油氨水澄清槽、超級離心機(jī)等，其主要成分為煤粉、焦粉和重質(zhì)焦油等。產(chǎn)自焦?fàn)t的煤氣在集氣管和初冷氣冷卻后，高沸點的有機(jī)化合物被冷凝形成煤焦油；同時，煤氣中夾帶的煤粉、焦粉、石墨和灰分也混雜在煤焦油中形成大小不一的團(tuán)塊，這就是焦油渣。焦油渣的主要成分為：固定碳含量60%、揮發(fā)物含量33%、灰分4%。其氣孔率63%，灰分含量極低，碳及有用物質(zhì)含量較高。

污泥主要由焦化廢水處理產(chǎn)生，分別為生物處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥和混凝沉淀過程中產(chǎn)生的絮凝污泥。剩余污泥的特征是有機(jī)物含量相對較高，顆粒較細(xì)，密度較小，不易脫水。絮凝污泥的特征是無機(jī)物含量相對較高，顆粒較粗，密度較大，易脫水。焦化污泥含酚、氰、油、COD等污染物，若處理不好，易造成二次污染。此工藝中的污泥需經(jīng)污泥濃縮池濃縮脫水后使用。

2　工藝及設(shè)備

2.1　工藝流程

型煤是用一種或數(shù)種煤粉與一定比例的黏結(jié)劑或固硫劑在一定壓力下加工形成的。型煤作為煉焦配煤的一部分配入焦?fàn)t煉焦，通過焦?fàn)t高溫炭化，將焦油渣轉(zhuǎn)化為焦炭、焦油和煤氣，實現(xiàn)焦化有機(jī)固廢的無害化處理和資源化利用。工藝流程見圖1。

圖1　焦油渣配型煤煉焦工藝流程

配合好的煉焦煤，通過電液動雙側(cè)犁式卸料器從主皮帶上卸至雙曲線斗嘴的煤槽內(nèi)，槽下口設(shè)電液動閘門。當(dāng)閘門開啟時，配合煤通過電液動閘門進(jìn)入皮帶輸送機(jī)，再經(jīng)皮帶輸送機(jī)卸至雙螺旋混合機(jī)內(nèi)，與焦油渣和污泥進(jìn)行充分的混合。

裝滿焦油渣的搬運箱由叉車運到添加裝置，并將其置于單斗提升機(jī)的料斗上卡緊，開動電動吊車提升至焦油渣槽頂部，同時電液動推桿自動開啟焦油槽蓋，將焦油渣卸到焦油渣槽內(nèi)。卸空的搬運箱返回，槽蓋關(guān)閉。當(dāng)槽底部的電液動閘門開啟時，槽內(nèi)的焦油渣流入螺旋輸送機(jī)。焦油渣槽外設(shè)蒸汽加熱保溫裝置，冬季焦油渣遇冷發(fā)生凝固時通過蒸汽加熱降低焦油渣的黏度，提高流動性，使焦油渣能夠順利通過螺旋輸送機(jī)排出；焦油渣槽上部設(shè)有攪拌裝置，攪拌槳伸入槽體下方，當(dāng)攪拌裝置運轉(zhuǎn)時可增加焦油渣的流動性，輔助伴熱系統(tǒng)，滿足生產(chǎn)操作的需要。

搬運箱由叉車運到添加裝置，并將其置于另一臺單斗提升機(jī)的料斗上卡緊，開動電動吊車提升至污泥槽頂部，將污泥卸到污泥槽內(nèi)。卸空的搬運箱返回。槽內(nèi)的污泥流入另一臺螺旋輸送機(jī)。

雙螺旋混合機(jī)是將配合煤、焦油渣及污泥三者混合的設(shè)備。運行時，需先開啟雙螺旋混合機(jī)，將混合機(jī)內(nèi)填裝配合煤后再混入焦油渣與污泥。三者在雙螺旋混合機(jī)內(nèi)進(jìn)行充分的均勻混合后，輸送至下方的雙輥成型機(jī)內(nèi)。

混合物料經(jīng)雙輥成型機(jī)擠壓成型。雙輥成型機(jī)生產(chǎn)能力可用調(diào)速器調(diào)節(jié)。型煤卸至皮帶輸送機(jī)上，運往斗式提升機(jī)，經(jīng)提升機(jī)提升至上方的主皮帶，運往煉焦室。

2.2　工藝特點

將無機(jī)材料、有機(jī)材料與型煤加工技術(shù)有機(jī)結(jié)合組成焦油渣制備型煤工藝。工藝相對簡單，設(shè)備大多為定型設(shè)備，易于操作、投資少、見效快；利用焦化固廢作為型煤黏結(jié)劑生產(chǎn)型煤，實現(xiàn)焦化有機(jī)固廢的無害化、資源化利用；可以增加裝爐煤的黏結(jié)性，提高焦炭質(zhì)量：抗破碎強度增加M40≥88%，耐磨強度降低M10≤5.6%，反應(yīng)后強度CSR≥70%，反應(yīng)性指數(shù)CRI≤23%。

2.3　主要設(shè)備

焦油渣配型煤煉焦工藝的主要設(shè)備包括：取料設(shè)備（電動雙側(cè)犁式卸料器、單斗提升機(jī)）、儲料設(shè)備（儲煤槽、污泥槽、焦油渣槽）、輸送設(shè)備（螺旋輸送機(jī)、焦油渣推送器、拉式給料機(jī)）、混料設(shè)備（雙螺旋混合機(jī)）、成型設(shè)備（雙輥成型機(jī)）、返料設(shè)備（帶式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)）等。

3　結(jié)　語

焦油渣在煉焦過程中可轉(zhuǎn)化為56%的焦炭、19%的煤焦油及24%的煤氣，發(fā)熱值較高，因此焦油渣是一種有用的二次能源。同時，該工藝減少了環(huán)境污染，增加了裝入煤堆密度，使煤粉在結(jié)焦過程中膠質(zhì)體對煤粉顆粒的浸潤度增加，而且膠質(zhì)體的熱穩(wěn)定性增加，黏結(jié)作用增強，提高了焦炭質(zhì)量，降低了噸焦原料成本，節(jié)省了處理固廢成本支出。