焦化基礎知識

焦化基本知識及太鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀分析技術中心齊洪濤2012.8報告目錄焦化生產(chǎn)工藝簡介煤及煉焦煤基本知識我國煉焦煤資源山西省煉焦煤資源配煤基本原理煉焦技術發(fā)展趨勢太鋼焦化生產(chǎn)現(xiàn)狀煉焦生產(chǎn)工藝簡介煉焦生產(chǎn)代表性工藝流程如上圖所示；同時該圖也反映了煉焦生產(chǎn)相關概況。煤及煉焦煤基本知識煤是古代植物經(jīng)過長期復雜地質(zhì)變化而形成的可燃巖。煤主要由石炭紀及與其相鄰地層期中豐富的植物遺骸生成。由于地殼變遷，植物遺骸在地殼深處空氣完全隔絕條件下，氫和氧含量降低的同時，逐漸地炭素富化，轉變?yōu)樗^的腐植煤；而水生植物則變?yōu)楦迕?，許多煤是相混生成的（腐植腐藻煤）。按炭素富化的順序一般可分為四種：泥煤、褐煤、煙煤與無煙煤。煤及煉焦煤基本知識煉焦煤采用中等變質(zhì)程度的煙煤，而煙煤用煤化度和工藝性質(zhì)兩種參數(shù)來確定類別，表征煤化度的指標干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf，表征工藝性質(zhì)的指標采用粘結性能，并根據(jù)粘結性的大小不同以粘結指數(shù)G為主，并輔以膠質(zhì)層最大厚度Y或奧亞膨脹度b指標，來確定煙煤的類別。煙煤共分為12個大類，即：長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤、貧煤、貧瘦煤、貧煤。氣、肥、1/3焦、焦煤、瘦煤是常用的煉焦煤。煤炭基本分類煤炭無煙煤褐煤泥炭煙煤氣煤1/3焦肥煤焦煤瘦煤貧煤焦炭煤及煉焦煤基本知識

氣煤有一定的結焦性，不同產(chǎn)地的氣煤性質(zhì)差別較大，有的具有中等粘結性，有些甚至可以單獨煉成中等強度的焦炭，有的則粘結性較差。氣煤由于揮發(fā)分高，因此在結焦過程中收縮大、焦炭裂紋多，但是正由于這個特點，在配煤中常常用它減緩煉焦過程中的膨脹壓力和增大焦餅的收縮，同時氣煤揮發(fā)分高，還可以增加化學產(chǎn)品的回收率，有利于綜合利用，這都是配用氣煤的原因。

煤及煉焦煤基本知識肥煤受熱時產(chǎn)生大量的膠質(zhì)體，其流動性大，熱穩(wěn)定性較氣煤膠質(zhì)體好，因為它具有很強的粘結能力，所以肥煤是配煤中的重要成分，并可以多配弱粘結性煤而煉成機械強度較好的冶金焦炭。但揮發(fā)分高的肥煤，結焦性較差，煉焦配煤中使用此種煤時，配合煤中氣煤用量就要減少。1/3焦煤是一個過渡性煤種，粘結性較強，結焦性較好，是煉焦基礎用煤之一。但不同產(chǎn)地的1/3焦煤性質(zhì)差異較大。煤及煉焦煤基本知識焦煤具有中等揮發(fā)分與中等膠質(zhì)層厚度。大多數(shù)焦煤單獨煉焦時能得到塊大、裂紋少的焦炭。過去在工業(yè)不發(fā)達時，常用它單獨煉焦。但是在現(xiàn)代煉焦爐中采用它單獨煉焦有如下困難：（1）收縮度小，膨脹壓力大，引起焦爐的損壞。（2）這種煤就其儲量來說是不多的，故在配煤中亦不宜多用，更不宜用它單獨煉焦。煤及煉焦煤基本知識瘦煤的變質(zhì)程度較高，揮發(fā)分低，在加熱時產(chǎn)生的膠質(zhì)體量少。不同瘦煤單獨煉焦時，焦炭的強度和耐磨可以有很大的差別。大多數(shù)瘦煤焦炭塊度大，裂紋少，這種煤加入到配煤中可以提高焦炭的塊度。有些粘結性好的瘦煤具有很大的膨脹壓力。我國煤炭基本狀況在探明儲量中，煉焦配煤比例的要求、不同單種煤質(zhì)量的限制，實際應用和儲量不是對應比例關系。中國煤資源基本情況：中國煤炭探明可采儲量僅次于美國、俄羅斯而居世界第三位。我國的煤炭資源主要分布于華北和西北地區(qū)，各占全國的50%和30%左右。其余四大區(qū)之和也只占全國的20%。中國煉焦煤資源發(fā)布：我國的煉焦煤資源以山西省最多，“查明儲量”達1000多億噸，占全國煉焦煤“查明儲量”的56%多，居第二、第三位的分別是安徽省和山東省，在200億噸左右。其余各省均不到100億噸。其中居第四、五、六、七位的是貴州、黑龍江、河北和河南省，其余各省均在55億噸以下。我國煤炭基本狀況

山西省國土面積15.7萬平方公里，含煤面積5.7平方公里，占近40％。全省118個縣級行政區(qū)中，94個縣地下有煤。共有六個煤田：大同煤田：大同和鵝毛口2個礦區(qū)。寧武煤田：平朔、朔州、軒崗和嵐縣4個礦區(qū)。西山煤田：西山、古交和青交3個礦區(qū)。沁水煤田：東山、陽泉、潞安、長治、晉城等17個礦區(qū)。霍西煤田：靈石、汾孝、霍州、克城等5個礦區(qū)。河東煤田：離石、柳林、鄉(xiāng)寧等6個礦區(qū)。

山西省煤炭基本狀況山西省煤炭基本情況山西省煤資源豐富，煤種齊全，煤種分布具有地域的特點配煤基本原理定義：為了生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的焦炭，把不同煤牌號的煉焦煤，按適當?shù)谋壤浜掀饋砼涿耗繕耍罕ＷC焦炭質(zhì)量；煉焦化學品產(chǎn)率；煉焦生產(chǎn)穩(wěn)定配煤控制指標：水分、灰分、硫分、揮發(fā)分、細度、散密度、粘結性、膨脹壓力配煤基本原理制定配煤方案的依據(jù)可歸納為：各種可能利用煤種開采情況、運輸條件、運輸距離等，由此評定各種煤近期和遠期供應的可能性；對焦炭質(zhì)量的要求和對化學產(chǎn)品產(chǎn)量的要求，以及焦化廠備煤車間條件、焦爐爐體狀況等；各煤種的牌號、粘結性、結焦性、灰分、硫分和可選性等，由此評定各種煤對煉焦的適用程度，進而考慮它的配用量。制定配煤方案就是以上述資料和所要求的指標為前提，根據(jù)收集的煤種數(shù)據(jù)，進行試驗并作出合理的選擇。配煤基本原理合理配煤方案應滿足以下各項要求：焦炭質(zhì)量應達到規(guī)定的指標，滿足使用部門的要求；最大限度地符合區(qū)域配煤的原則，根據(jù)本區(qū)域煤炭資源的近期平衡和遠景規(guī)劃，充分利用本區(qū)域的粘結煤和弱粘結煤；不會產(chǎn)生對爐墻有危險的膨脹壓力和引起推焦困難；在滿足焦炭質(zhì)量的前提下，有較高化學產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量；合理調(diào)整煉焦用煤運輸流向和盡量防止對流，并盡可能縮短平均運距。配煤指標配煤指標化學指標工藝性質(zhì)指標煤巖指標硫、灰分、磷揮發(fā)、粘結性、結焦性煤巖顯微組分、鏡質(zhì)組最大平均反射率、鏡質(zhì)組反射率分布曲線煤資源調(diào)查初步確定用煤方案煤樣煤質(zhì)分析擬定配煤試驗方案試驗焦爐焦炭質(zhì)量評定半工業(yè)試驗工業(yè)試驗配煤試驗程序貯煤廠進煤配煤槽粉碎機（裝煤預處理）入爐煉焦配煤生產(chǎn)焦炭用途種類冶金焦氣化焦電石焦焦炭種類高爐焦鑄造焦鐵合金焦焦炭使用焦炭使用領域的需求與變化，既是焦炭生產(chǎn)的動力，也是其制約條件。煉焦技術發(fā)展趨勢從以上可以看出，煉焦技術的發(fā)展，需要考慮以下方面的影響：符合國家產(chǎn)業(yè)政策；滿足產(chǎn)品用戶需求；調(diào)整資源配置；與技術進步相適應；節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。焦爐大型化管理控制自動化技術控制智能合理操作安全簡便生產(chǎn)效率提高節(jié)能環(huán)保發(fā)展趨勢：煉焦設備進步炭化室長Mmm188001598014080炭化室有效長mm180001514013280炭化室高mm763060004300炭化室有效高mm718056504000平均寬mm590450450炭化室有效容積m376.2538.523.9錐度mm505050炭化室中心距mm165014301280立火道中心距mm500350290爐頂空間高度mm450300280設計結焦時間h25.21817單孔出焦量t45.2529.518.4炭化室墻厚mm95105100火道數(shù)362828爐頂厚度mm176815381320底板到炭化室底mm5500354032207.63米焦爐與其它焦爐比較發(fā)展趨勢:資源的優(yōu)化研究結焦機理開發(fā)使用新煤資源煉焦煤新技術搗固煉焦配型煤煉焦預熱煤煉焦連續(xù)煉焦技術………….發(fā)展趨勢：節(jié)能環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展?jié)M足準入條件發(fā)展趨勢：煉焦熱回收利用提高熱效率發(fā)展趨勢：能源新技術焦爐煤氣制甲醇發(fā)展趨勢：煉焦煤預處理煉焦煤預處理蒸氨廢水其它酚、氰水焦爐熄焦煉鐵沖渣處理后吸水井調(diào)節(jié)池浮選池厭氧池缺氧池好氧池實現(xiàn)零排放發(fā)展趨勢：環(huán)保生產(chǎn)焦化生產(chǎn)環(huán)保舉例：污水處理

7.63米焦爐設置出焦除塵地面站，收集出焦煙氣中的粉塵，粉塵捕集率達到99%以上。同時配備推焦機車載除塵器，處理機側摘開爐門/推焦瞬間的陣發(fā)性煙塵。發(fā)展趨勢：環(huán)保生產(chǎn)太鋼焦化廠目前有2×70孔7.63m焦爐兩座，焦炭產(chǎn)量225萬噸/年，使用洗精煤300萬噸/年。配套2×150噸/小時干法熄焦裝置，低水分熄焦裝置備用。備煤系統(tǒng)采用大煤罐存煤并配煤，同時配置了處理能力為400噸/小時的煤調(diào)濕裝置。采用先配合后粉碎，再進行煤調(diào)濕，最后帶入焦爐煤塔等待裝煤入爐的備煤工藝流程。化產(chǎn)回收工藝包括初冷工序、硫銨工序、粗苯工序、脫硫脫氰工序及廢水處理工序。焦爐裝煤、推焦、干熄焦以及運焦系統(tǒng)都配備除塵裝置，全廠每天除塵量達180噸。太鋼焦化廠現(xiàn)狀煉焦用煤情況所使用煤種、比例及產(chǎn)地表煤種肥煤焦煤1/3焦煤瘦煤氣煤比例35429122產(chǎn)地古交霍州靈石其它古交柳林其它霍州其它潞安寧武配煤總體方針：首先保證焦炭質(zhì)量，盡量降低配煤成本，兼顧工藝生產(chǎn)順行。煤資源選擇：固定骨干煤種資源；不斷研究、開發(fā)新的煤資源，以補充資源不足；靈活配用或提高質(zhì)量差、價位低的資源配比。配煤技術：常規(guī)和煤巖配煤相結合的技術，根據(jù)太鋼焦化廠的工藝特點，制定了一套配煤工藝參數(shù)。過程管理：嚴把單種煤質(zhì)量關，杜絕復雜混煤進廠。根據(jù)煤質(zhì)波動、工藝變化，動態(tài)大調(diào)或微調(diào)調(diào)整配煤比。配煤技術隨著高爐的大型化，對焦炭質(zhì)量的要求愈來愈高，而優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源越來越緊張，低灰、低硫煤接近枯竭，洗煤廠為了降低灰分、硫分，一般都進行混洗，混洗情況比較復雜，從2010年，骨干、大礦煤種也不斷出現(xiàn)混煤現(xiàn)象，給焦化配煤工作帶來了一定難度。今年由于全球經(jīng)濟衰退及進口煤資源的影響，省內(nèi)煉焦煤資源呈現(xiàn)出近十年少有的現(xiàn)象，煤價一直下調(diào)，煤質(zhì)也有一定的提高。煉焦煤資源變化2009.6.25屯蘭煤反射率圖2010.11.22屯蘭煤反射率圖2009.12.8柳林聯(lián)鑫煤反射率圖2010.12.22柳林聯(lián)鑫煤反射率圖企業(yè)名稱M40/%M10/%Ad/%Std/%CRI/%CSR/%武鋼88.46.112.570.7226.366.3首鋼89.65.912.220.6923.968.4鞍鋼87.46.912.480.6725.366.4