陳國(guó)祥

(山東鐵雄冶金集團(tuán)有限公司，山東 鄒平 256200)

隨著環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格，焦化廠污水指標(biāo)的要求日趨嚴(yán)格，各單位均采用各種技術(shù)確保污水指標(biāo)達(dá)標(biāo)，但是不可避免的造成了生化污泥量的增加，污泥配煤成為獨(dú)立焦化廠現(xiàn)階段的唯一出路。我公司配煤結(jié)構(gòu)以氣煤為主,配入量達(dá)到了50%以上，如何在保證焦炭質(zhì)量穩(wěn)定的同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥的全部回配成為配煤、質(zhì)量管理的重中之重。經(jīng)過(guò)一年半的研究和改進(jìn)，我公司實(shí)現(xiàn)了污泥配入量從0%提至2.5‰，最終穩(wěn)定在5‰，且此技術(shù)已完成了專利申報(bào)。

1 污泥指標(biāo)

根據(jù)污泥指標(biāo)(表1)，污水廠污泥具有水分高、灰分高、硫份高、無(wú)結(jié)焦性、破壞結(jié)焦性等特點(diǎn)，說(shuō)明污泥中的有機(jī)物較少，這與水處理工藝有關(guān)。其中灰分、硫份可以通過(guò)調(diào)劑煤種進(jìn)行調(diào)整； G值和Y值是0，可以選用粘結(jié)性和結(jié)焦性好的煤種進(jìn)行調(diào)整，也可以通過(guò)減少用量以減少負(fù)面作用；因水分大和污泥成分原因，造成了污泥黏性大，不容易均勻摻混，這反而是配煤煉焦的最大難題。

表1 污泥指標(biāo)

2 摻配

解決污泥與煤炭的摻配均勻性是首要任務(wù)，經(jīng)過(guò)對(duì)濕污泥和干污泥進(jìn)行人工、鏟車攪拌試驗(yàn)，污泥均成團(tuán)塊狀，無(wú)法實(shí)現(xiàn)均勻摻混，且造成了工作量大、現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生差等。

經(jīng)過(guò)對(duì)螺旋輸送機(jī)配煤進(jìn)行考察，發(fā)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生較差，且容易受到冬季冰凍期影響，工作效率低下，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)均勻摻配。

鑒于對(duì)混勻摻配工藝的考察，結(jié)合混凝土攪拌的特性，配煤小組選取攪拌站的模式，經(jīng)過(guò)從小攪拌機(jī)至攪拌站的試驗(yàn)結(jié)果，核算出攪拌站的型號(hào)，以最大程度提高工作效率。

3 煤種

鑒于污泥的特征指標(biāo)，對(duì)污泥進(jìn)行不同比例和不同煤種的摻混試驗(yàn)，以檢驗(yàn)對(duì)煤質(zhì)的負(fù)面影響(精煤與污泥摻拌后的產(chǎn)物簡(jiǎn)稱泥煤，A

表2 精煤I試驗(yàn)

精煤∶污泥比例在A∶1～E∶1時(shí)，泥煤均呈現(xiàn)不懂程度的黃色(污泥為黃色)，達(dá)到F∶1以上時(shí)，泥煤顏色可以忽略不計(jì)，且焦渣特征達(dá)到了5型。但因精煤I的G值影響較大，故選取精煤II繼續(xù)進(jìn)行摻配研究。

表3 精煤II試驗(yàn)

選擇精煤II后，直接進(jìn)入F∶1的試驗(yàn)階段，經(jīng)過(guò)F:1和H∶1的比例摻混后，泥煤明顯好轉(zhuǎn)，特別是在H∶1時(shí)，指標(biāo)基本達(dá)到了精煤III的標(biāo)準(zhǔn)，且焦渣特征較好，完全可以作為新煤種單獨(dú)使用。

圖1 污泥對(duì)精煤I灰分的影響

通過(guò)對(duì)圖1數(shù)據(jù)分析可以，隨著精煤I的配入量增加，泥煤的灰分逐漸接近精煤I。說(shuō)明使用低灰煤摻配是可以調(diào)劑灰分的。

圖2 污泥對(duì)精煤I的G值影響

通過(guò)對(duì)圖2二數(shù)據(jù)分析可以，隨著精煤I的配入量增加，泥煤的G呈現(xiàn)總體上升趨勢(shì)。說(shuō)明使用低灰煤摻配是可以調(diào)劑G值。

圖3 污泥對(duì)精煤I的G值影響

根據(jù)圖3數(shù)據(jù)可以看出，更換煤種后，隨著污泥摻配比例的下降，再達(dá)到H∶1時(shí)，污泥對(duì)G值的影響力已非常弱。說(shuō)明污泥對(duì)煤中指標(biāo)的影響程度與煤質(zhì)關(guān)系較大。

4 40KG小焦?fàn)t試驗(yàn)

為查看污泥對(duì)焦炭質(zhì)量的影響，確定適當(dāng)?shù)膿脚浔壤?，故將精煤II與泥煤X(精煤II∶污泥=H∶1)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，見(jiàn)表4、表5。

表4 奧亞膨脹度指標(biāo)

根據(jù)表四分析，泥煤X雖然表觀指標(biāo)接近，但結(jié)焦性下降較為嚴(yán)重。

表5 小焦?fàn)t試驗(yàn)指標(biāo)

根據(jù)表五分析，加入污泥的泥煤，焦炭質(zhì)量出現(xiàn)下滑，尤其是CSR下降幅度達(dá)到37%。說(shuō)明污泥或者泥煤的用量需要進(jìn)行控制，以減少對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響程度。

5 精煤II與泥煤X光學(xué)分析

表6 精煤II的巖相分析

表7 泥煤X的巖相分析

表8 焦炭光學(xué)結(jié)果分析

根據(jù)表6、表7、表8分析，加入泥煤后，鏡質(zhì)組分布圖出現(xiàn)變化，泥煤的明顯變窄。焦炭光學(xué)組織結(jié)構(gòu) 中，泥煤的焦炭絲碳明顯增多，說(shuō)明污泥的配入導(dǎo)致精煤II出現(xiàn)劣化。

6 焦炭質(zhì)量

根據(jù)精煤I和精煤II的試驗(yàn)結(jié)果，將按照H∶1摻配的泥煤與精煤III直接進(jìn)行替代，比例為2.5%，自2018年1月-9月份投用以來(lái)，在此用煤結(jié)構(gòu)和方案下，焦炭質(zhì)量保持質(zhì)量穩(wěn)定，焦炭CSR均在60%以上。因公司生化工藝調(diào)整，自2018年10月份污泥用量由約2.5‰提升至5‰，在成本約增加2元的情況下，實(shí)現(xiàn)焦炭CSR繼續(xù)保持在60%以上。

表9 精煤III指標(biāo)

7 結(jié)論

(1)與污泥摻配的煤種需選擇好，充分結(jié)合皮帶秤的運(yùn)行量程，確保當(dāng)日產(chǎn)生的污泥當(dāng)日消耗完畢，同時(shí)不影響產(chǎn)品質(zhì)量。

(2)按照2‰～5‰的污泥摻配量，以150萬(wàn)噸的焦化廠核算,完全可以消耗焦化廠污泥產(chǎn)生量，同時(shí)最大可減少煤炭用量約1萬(wàn)t/a。

(3)具體的污泥摻拌量需要根據(jù)企業(yè)配煤結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)、焦質(zhì)、生產(chǎn)管理等全流程進(jìn)行分析后確定，以制定切合企業(yè)實(shí)際的用量和用法。

(4)污泥配煤前提是污泥配入的均勻性，否則焦炭質(zhì)量穩(wěn)定性難以保證。