搗固煉焦中干燥煤煉焦技術(shù)的開發(fā)

1、搗固煉焦中干燥煤煉焦技術(shù)的開發(fā)（王育紅）（圖） #)GL%Oa    l yFE  !-U5d9!  河南天宏焦化公司(以下簡稱公司)自2×30孔HN38-96型搗固焦?fàn)t投產(chǎn)以來,一直在探索提高焦炭質(zhì)量的新途徑。現(xiàn)有的煉焦和備煤工藝因入爐煤的水分較高,直接影響焦炭的質(zhì)量、產(chǎn)量、焦?fàn)t爐體的使用壽命等。干燥煤煉焦技術(shù),是將煉焦煤料裝爐前除掉一部分水分,保持裝爐煤水分恒定的一項(xiàng)技術(shù),可提高焦炭質(zhì)量、穩(wěn)定焦?fàn)t操作、減少污水排放。 Gi6sl_"q  近年來,為了降低煉焦能耗和提高焦炭質(zhì)量,日本、德國、美國和俄羅斯等國競相開展干燥煤煉

2、焦技術(shù)的研究。1983年9月,日本第一套利用上升管荒煤氣與煙道廢氣的顯熱,在多管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)內(nèi),通過間接熱交換對煤進(jìn)行調(diào)濕,并在新日鐵大阪分廠投產(chǎn);此后中山制鋼廠利用煙道廢氣在多層圓盤式干燥機(jī)內(nèi),與煤進(jìn)行直接熱交換;千葉廠、福山廠、君津廠采用干熄焦發(fā)電機(jī)背壓蒸汽在多管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)內(nèi)與煤進(jìn)行間接熱交換的煤調(diào)濕裝置相繼投入運(yùn)行,均取得了良好的效果。德國利用焦?fàn)t煙氣余熱加熱瓷球,以瓷球?yàn)闊彷d體對濕煤進(jìn)行直接加熱調(diào)濕。俄羅斯利用熾熱焦炭對濕煤進(jìn)行間接加熱調(diào)濕。但是,國外的技術(shù)都存在造價(jià)高的問題。公司研究的干燥煤煉焦技術(shù)與國外相比,具有成本低、運(yùn)行穩(wěn)定、操作安全等優(yōu)點(diǎn),居國內(nèi)領(lǐng)先水平。 iFevAx;m &

3、#160; 1技術(shù)方案 ? Z.p.v  公司下屬的平頂山市城市煤氣氣源廠,隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,城市用氣不能完全消化焦?fàn)t煤氣。公司利用富余的焦?fàn)t煤氣為燃料,采用以燃?xì)馐綗犸L(fēng)爐為熱動(dòng)力裝置的節(jié)能型滾筒作為干燥設(shè)備。根據(jù)公司搗固焦?fàn)t的實(shí)際情況,在保證入爐煤水分的體積分?jǐn)?shù)控制在9% 11%的前提下,布置緊湊,盡量減少占地面積,保證技術(shù)安全,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)約成本,保護(hù)環(huán)境。 ">v76%>Z7  1.1工藝流程 !X 5  煤干燥車間由膠帶運(yùn)輸機(jī)送料,犁式卸料器由膠帶運(yùn)輸機(jī)截取煤后經(jīng)溜槽給入密封式刮板輸送機(jī),通過溜槽進(jìn)入干燥機(jī)內(nèi)。煤在干燥

4、機(jī)內(nèi)完成質(zhì)熱交換過程后,由排料箱排入密封式排料刮板輸送機(jī),經(jīng)溜槽送入皮帶機(jī),再經(jīng)過2條皮帶機(jī)轉(zhuǎn)載,返回原輸送系統(tǒng)。 CDK0 $W n  干燥煤所用的熱介質(zhì)在熱風(fēng)爐內(nèi)制備,由鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)風(fēng)管送入的空氣和煤氣管送入的煤氣經(jīng)燃燒器混合后進(jìn)行燃燒。產(chǎn)生的熱煙氣到節(jié)能轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)內(nèi)加熱濕煤餅并蒸發(fā)吸收水分,廢氣經(jīng)排料箱、風(fēng)管進(jìn)入一次旋風(fēng)除塵器進(jìn)行煤粉回收,初步凈化后的煙氣由引風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管送至濕式除塵器進(jìn)一步凈化,最后由煙囪排放。由一級旋風(fēng)除塵器收集下來的細(xì)煤粉經(jīng)螺旋輸送機(jī)和星型排料器閥送到出料刮板輸送機(jī),匯入原輸送系統(tǒng)。二級濕式除塵器所排黑水回選煤廠集中處理。煤調(diào)濕系統(tǒng)采用智能控制及監(jiān)測,產(chǎn)品完全

5、能夠達(dá)到用戶的要求。其技術(shù)參數(shù)如下:處理能力(煤的濕基)為80 t/h,入料粒度為050 mm,入料(煤的濕基)水分的體積分?jǐn)?shù)20%,出料(煤的濕基)水分的體積分?jǐn)?shù)約11%,蒸發(fā)水量為7. 278. 00 t/h,蒸發(fā)強(qiáng)度為65. 672. 2kg/(m3·h),熱風(fēng)爐發(fā)熱量為6. 97MW。 /v U$62KA  1.2主要設(shè)備的選型 BDp t3y  節(jié)能型滾筒干燥機(jī) QpBgGh"  滾筒干燥機(jī)是應(yīng)用最早,且目前運(yùn)行數(shù)量最多的一種可靠性較高的干燥設(shè)備。其主要缺點(diǎn)是用于干燥細(xì)粒級煤時(shí),內(nèi)壁粘料量大,產(chǎn)生增灰現(xiàn)象影響干燥產(chǎn)品的質(zhì)量,熱效率低,

6、來料不均時(shí)易發(fā)生反料使入料口處發(fā)生著火現(xiàn)象。 z4HIDb  公司所要干燥的煤是洗選末煤和浮選精煤的混合物,其特點(diǎn)是粒級細(xì)、黏性高、水分大。根據(jù)物料特點(diǎn),對筒體內(nèi)部及外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),開發(fā)了節(jié)能型滾筒干燥機(jī),其特點(diǎn)是筒體外表面溫度由4249降低到2025,使其表面散熱損失減小,減少或杜絕了筒體內(nèi)壁粘料的問題,干燥產(chǎn)品無增灰現(xiàn)象,進(jìn)一步降低了排煙熱損失,干燥熱效率為80%。改進(jìn)設(shè)計(jì)的導(dǎo)料裝置使粒度細(xì)、水分大和黏度高的物料能夠順利進(jìn)入滾筒內(nèi),運(yùn)行更安全。滾 *Cz>rW  筒干燥機(jī)的技術(shù)參數(shù)見表1。 2RFYnDN  干燥機(jī)的干燥效果取決于物料與熱介質(zhì)的接觸

7、和傳熱形式。干燥機(jī)內(nèi)部主要是帶清掃裝置的圓弧型揚(yáng)料板,這種揚(yáng)料板可在滾筒橫截面上形成均勻的料幕,全面提高對流傳熱效果。圓弧形狀的揚(yáng)料板便于懸掛鏈條對其進(jìn)行清掃,防止和減少物料在滾筒壁或揚(yáng)料板上的粘結(jié)。清掃裝置(即懸掛鏈條)在上部時(shí)可以吸收熱量,在下部時(shí)可以放出熱量加熱物料,提高了傳熱效果。揚(yáng)料板的結(jié)構(gòu)還有盲板和孔板之分,使物料得到充分的干燥,尤其適用于干燥細(xì)粒級含量高的黏濕物料。 Nv,1F  燃?xì)鉄犸L(fēng)爐 )M<"YI)g  熱風(fēng)爐是干燥熱介質(zhì)的生產(chǎn)設(shè)備,公司利用富余的焦?fàn)t煤氣為燃料設(shè)計(jì)了燃?xì)鉄犸L(fēng)爐。公司研發(fā)的RQL燃?xì)鉄犸L(fēng)爐,成功地把富余的煤氣應(yīng)用于煤炭干

8、燥領(lǐng)域,既節(jié)約能源,又環(huán)保。它和目前使用的燃煤熱風(fēng)爐相比,燃燒效率高,干燥熱介質(zhì)(煙氣)質(zhì)量好,對干燥產(chǎn)品無增灰現(xiàn)象;煙氣溫度控制靈活、方便、準(zhǔn)確,可確保干燥產(chǎn)品質(zhì)量;燃燒環(huán)境潔凈,無二次污染;設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,熱效率高,自動(dòng)化程度高。 -y5xR  RQL燃?xì)鉄犸L(fēng)爐主要由鋼結(jié)構(gòu)框架爐體和燃燒系統(tǒng)組成。爐體內(nèi)砌耐火磚,外砌保溫磚,再包鋼板,并用型鋼加固。這種結(jié)構(gòu)內(nèi)壁耐磨損,爐體蓄熱量大,有利于穩(wěn)定燃燒。燃燒器具有熄火保護(hù)、點(diǎn)火自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行所需的聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。燃?xì)鉄犸L(fēng)爐系統(tǒng)見圖1。 P(l$5xg,  燃?xì)鉄犸L(fēng)爐系統(tǒng)主要包括燃燒系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)和安全控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)

9、。燃燒系統(tǒng)為外混擴(kuò)散式強(qiáng)制混合燃燒頭,保證空氣與燃?xì)獬浞只旌?使燃燒平穩(wěn)高效;供風(fēng)系統(tǒng)由進(jìn)風(fēng)口、風(fēng)機(jī)及風(fēng)門調(diào)節(jié)閥構(gòu)成,為燃燒提供所需的空氣,并能根據(jù)燃燒狀況按比例自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量;安全控制系統(tǒng)由火焰探測器、點(diǎn)火器、可編程序控制器(PLC)、安全電磁閥、調(diào)節(jié)閥組成,具有自動(dòng)吹掃、自動(dòng)點(diǎn)火、熄火安全保護(hù)、燃?xì)饬颗c空氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)等功能。 aHNR0L3$  濕式除塵器 UOJx-o!c?  采用水浴過濾式除塵器,含塵氣流在除塵器內(nèi)經(jīng)過2道除塵,除塵效率高,用水量少。一級除塵器采用螺旋頂板式旋風(fēng)器,這種機(jī)構(gòu)的旋風(fēng)除塵器消除了上灰環(huán),使進(jìn)入除塵器的含塵氣體順利地向下螺旋推進(jìn),其除灰效率

10、為85%。二級除塵系統(tǒng)選用SL-10型濕式除塵器,除塵效率為98. 5%。公司有煤泥水系統(tǒng),所以排出的污水可以通過地溝進(jìn)入煤泥水系統(tǒng),使成本大大降低。 qjFz6  1.3運(yùn)行效果 P;uQ!  系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行后,對生產(chǎn)的波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng),處理能力可達(dá)到100120 t/h,降低了滾筒干燥機(jī)筒體表面熱損失,減少或杜絕了筒體內(nèi)壁粘料問題,干燥產(chǎn)品無增灰,降低了排煙熱損失,干燥機(jī)熱效率為80%。改進(jìn)設(shè)計(jì)的導(dǎo)料裝置使物料能夠順利進(jìn)入滾筒內(nèi),系統(tǒng)運(yùn)行更為安全可靠。燃?xì)鉄犸L(fēng)爐操作靈活方便,燃燒效率高,干燥產(chǎn)品質(zhì)量好,除塵器除塵效率為98%,性能穩(wěn)定,煙氣排放達(dá)到國家環(huán)保要求。 VCSHq&

11、amp;p8   2效益 J3fk3d2  節(jié)約成本。原設(shè)計(jì)煤場儲煤量應(yīng)保證搗固焦?fàn)t用15 d以上的精煤,擬建2個(gè)煤場,使用2臺裝卸橋,精煤場地坪鋪設(shè)34層透水石、矸石和中煤層,另外排水要通暢。采用煤干燥設(shè)備后,只需建1個(gè)1×104t的煤場,煤場地坪為200 mm厚的矸石中煤層,煤場排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也降低了。少建1個(gè)煤場可節(jié)約資金約20×104元,公司原有一臺閑置的26 m裝卸橋準(zhǔn)備改造后使用,改造及安裝節(jié)約費(fèi)用約8×104元。運(yùn)輸系統(tǒng)土建及設(shè)備費(fèi)用節(jié)省15×104元,煤場地坪節(jié)省7. 8×104元,合計(jì)共節(jié)約50.&

12、#215;104元。 2BZYC5jy  提高經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)裝爐煤的水分由17%20%通過煤干燥技術(shù)降至9%11%時(shí),搗固煤餅的堆相對密度增加7%,爐溫降低25或縮短結(jié)焦時(shí)間4%,可使焦炭和化產(chǎn)品增產(chǎn)10%,年可創(chuàng)效750×104元/a。 L.ScC  焦?fàn)t加熱用燃料減少。入爐煤的水分由17%降為12%,按1 kg水消耗的熱量為5. 05MJ,年產(chǎn)30×104t/a焦炭計(jì)算,每年少消耗熱量1×108MJ/a。煤氣低熱值取17. 89MJ/m,熱效率取73%,每年可節(jié)約煤氣用量771×104m3/a, 1 m3煤氣按0. 15元計(jì)算,可增

13、加效益115. 65×104元/a。 ZJ9g(X.g  焦?fàn)t煤餅倒塌率由0. 3%減少到0. 1%。按滿負(fù)荷生產(chǎn)每天70孔,每年25 550孔,減少倒塌的煤餅為51. 1孔。每孔裝煤20 ,t倒塌后清煤的勞務(wù)費(fèi)為10元/,t每年節(jié)省勞務(wù)費(fèi)為1. 02×104元/a。 '3TwrY?-  提高了焦炭質(zhì)量。煤干燥后,由于搗固煤餅堆相對密度增加,焦炭強(qiáng)度增加1%2%,焦炭成熟均勻;焦炭粒度組成也有較大變化,大于100mm和小于15 mm的比例減少, 2540 mm和1525 mm的比例增加。在保證焦炭質(zhì)量不變的情況下,可多配弱黏結(jié)性煤8%10%。 f4UnLig  煤料水分的降低可減少1/4的剩余氨水量,NH3隨之減少,大大減少了污水處理量