降低煉焦配煤質(zhì)量的技術(shù)措施

降低煉焦配煤質(zhì)量的技術(shù)措施

1煉焦廠配煤方案隨著大型焦爐的發(fā)展和高噴煤比的增加，高焦爐生產(chǎn)對焦碳的質(zhì)量要求更高。為此,鞍鋼新軋鋼化工總廠通過采取備煤煉焦技術(shù)和優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了焦炭質(zhì)量的改善。特別是近幾年焦炭質(zhì)量的穩(wěn)步提高,為鞍鋼高爐的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)以及提高技術(shù)經(jīng)濟指標發(fā)揮了重要作用。本文通過回顧鞍鋼備煤煉焦技術(shù)的進步、優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)以及備煤煉焦單元技術(shù)分析,探討了鞍鋼改善焦炭質(zhì)量的途徑。2鋼-焦精煉技術(shù)的進步2.1套煤技術(shù)的進步2.1.1煉焦用煤技術(shù)的進步鞍鋼新軋鋼化工總廠下設(shè)焦化技術(shù)中心,負責煤焦技術(shù)和化工新產(chǎn)品的研發(fā)。焦化技術(shù)中心配有煤巖及常規(guī)分析檢測儀和40kg、200kg實驗焦爐各一座。多年來,焦化技術(shù)中心對煉焦用煤進行了深入細致的研究,取得了豐碩的科研成果,有多項成果已在生產(chǎn)中應用,如用煤巖參數(shù)結(jié)合常規(guī)技術(shù)指標,通過篩選配煤用單種煤、控制來煤質(zhì)量、優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu),使焦炭質(zhì)量穩(wěn)步提高,確保了煉焦生產(chǎn)的穩(wěn)定,滿足了煉鐵生產(chǎn)的需求。在1976~2003年的27年間,鞍鋼的焦炭質(zhì)量有過兩次明顯的提高。第一次是從1978年到1979年,焦炭M2.1.2合煤的v焦炭強度第一次提高焦炭強度采取的主要措施是優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu),減少配煤中氣煤的用量,增加焦肥煤和粘結(jié)性好于氣煤的1/3焦煤的用量,使配合煤的V焦炭強度第二次大幅度提高主要是通過降低配合煤的灰分,同時減少氣煤用量,增加焦肥煤用量達到的。焦炭灰分從1989年的15.08%下降到1992年的13.51%,焦炭硫分從最高時的0.72%降低到2003年的0.59%,氣煤配比降到15%以下,焦肥煤用量增加到52.9%。鞍鋼焦炭質(zhì)量在不同的時期實現(xiàn)了跨越式提高,這主要歸功于煉焦配煤工藝的不斷優(yōu)化和配煤質(zhì)量的提高。2.2準備煤炭開采和焦洗2.2.1生產(chǎn)時按固定量煤的配煤鞍鋼新軋鋼化工總廠備煤系統(tǒng)采用先配合后粉碎工藝,在配煤槽下部設(shè)自動稱量裝置。生產(chǎn)時按給定值控制各單種煤的配量,配煤準確率可達98%以上,可以確保配煤比的穩(wěn)定和準確。焦爐二期工程備煤系統(tǒng)采用了煤預粉碎工藝,使煤巖組成在不同粒度下更均勻、合理,大幅度提高了焦炭質(zhì)量。2.2.2低水分熄焦技術(shù)推廣應用煉焦生產(chǎn)采用單爐裝煤量自動記錄、加熱煤氣量自動記錄、焦爐推焦電流自動記錄和焦爐紅外自動測溫等技術(shù),不僅可減輕工人的勞動強度,也可提高焦炭質(zhì)量,降低煉焦能耗,延長爐體壽命。低水分熄焦技術(shù)在化工總廠三煉焦車間的成功應用,使該項技術(shù)在化工廠焦爐技改工程中得以推廣。煉焦系統(tǒng)采用低水分熄焦,在穩(wěn)定了焦炭水分的同時,也起到了整粒作用,提高了焦炭質(zhì)量。隨著焦爐向大型化發(fā)展,化工總廠煉焦爐技改工程全部采用6m焦爐加干熄焦技術(shù)(一期和二期工程各配一套能力為140t/h的干洗焦裝置)。采用干熄焦技術(shù)既能達到節(jié)能環(huán)保,同時也可改善焦炭質(zhì)量。據(jù)資料介紹,采用干熄焦技術(shù)后,焦炭冷態(tài)強度焦爐一期工程中,推焦、裝煤、篩焦和運焦除塵地面站系統(tǒng)與焦爐主體工程同步投入運行,解決了焦爐煙氣及粉塵對環(huán)境的污染問題。3鋼-焦復雜準備技術(shù)3.1焦爐煉焦技術(shù)多樣化我國煤炭資源雖然比較豐富,品種比較齊全,但優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源相對短缺,分布也不均衡,而且不同地區(qū)煤的特性差異較大。我國的煤炭資源中,弱粘結(jié)性煤和結(jié)焦性的品種較多,但具有強粘結(jié)性的煤卻越來越少,能夠單獨滿足煉焦需要的煤種有限。因此,根據(jù)我國煤炭資源的具體情況,煉焦行業(yè)普遍采用配煤煉焦新技術(shù),以滿足煉焦生產(chǎn)的需要。全國可用煉焦的優(yōu)質(zhì)煤資源儲量約為258.4×10東北地區(qū)煉焦煤儲量為12.14×102003年全國新增焦炭產(chǎn)能2100萬t,焦炭生產(chǎn)能力達到17776萬t,約占世界焦炭產(chǎn)量的45%;出口焦炭1472萬t,占世界焦炭出口總量的60%。預計2005年與2006年在建焦爐投產(chǎn)后,機焦生產(chǎn)能力將突破2億t。2005年全國焦、肥煤缺口將達到2000~4000萬t,2010年將達到4000~6000萬t。屆時,全國各大鋼鐵企業(yè)將展開國內(nèi)有限的主焦煤資源的爭奪。鞍鋼地處東北,應充分利用東北地區(qū)的1/3焦煤,生產(chǎn)大高爐用冶金焦炭。3.2焦爐煉焦面臨的形勢鞍鋼焦爐改造除一期工程已投產(chǎn)2座55孔、6m焦爐和二期工程在建的2座55孔、6m焦爐加配套干熄焦外,其它焦爐均采用常規(guī)配煤煉焦工藝,很難適應煤炭市場變化的要求,煉焦生產(chǎn)形勢非常嚴峻。采用成熟的備煤煉焦單元技術(shù),對老煉焦系統(tǒng)進行技術(shù)改造,這是包括鞍鋼在內(nèi)所有大型鋼鐵企業(yè)發(fā)展的最佳途徑。3.2.1中國典型的焦洗機和焦觸質(zhì)量表3所示為鞍鋼和寶鋼配煤煉焦工藝及焦炭質(zhì)量。3.3單元精煉技術(shù)3.3.1搗固煉焦技術(shù)(1)技術(shù)特點搗固煉焦是通過細粉碎煤料來改善焦炭質(zhì)量的。通過搗固,增大裝爐煤的堆密度(由頂裝煤時的0.74t/m(2)搗固煉焦技術(shù)現(xiàn)狀1882年德國首先采用了搗固煉焦技術(shù),至今已有多年的歷史年德國迪林根中心焦化廠投產(chǎn)了炭化室高為6.25m的搗固焦爐,煤餅的高寬比突破9∶1,達到15∶1,同時搗固機械有了質(zhì)的飛躍,搗固錘重量達到450kg,使搗固時間縮短到12min以內(nèi),裝煤采用消煙除塵裝置,煉焦生產(chǎn)環(huán)境得到改善。我國20世紀30年代開始采用搗固煉焦技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計,目前全國建成和在建的搗固焦爐生產(chǎn)規(guī)模已達2769萬t。采用完善的多錘搗固、薄層連續(xù)自動給料、無人操作搗固工藝技術(shù),5min內(nèi)便可搗固一個25~35t的煤餅。裝煤和出焦除塵技術(shù)的采用改善了煙塵污染問題。寶鋼焦爐二期工程建設(shè)曾考慮引進德國6m搗固煉焦爐技術(shù)。最近,鞍山焦耐院和大重聯(lián)合研制開發(fā)出炭化室高度為5.5m的搗固焦爐及搗固機。因此,如果鞍鋼焦爐改造上6m搗固煉焦爐,可考慮引進搗固推焦機和裝爐煙氣凈化系統(tǒng),焦爐爐體及其它設(shè)施可由國內(nèi)自行設(shè)計;如上5.5m搗固焦爐,則設(shè)備可實現(xiàn)國產(chǎn)化。搗固煉焦技術(shù)的發(fā)展概況見表4。鞍鋼新軋鋼化工總廠曾于1994年進行過200kg焦爐搗固煉焦半工業(yè)試驗。試驗結(jié)果表明,搗固煉焦與常規(guī)煉焦比較,焦炭M3.3.2大堆密度煤炭纖維(1)技術(shù)特點配型煤煉焦是將生產(chǎn)配煤取出約30%,在一定的條件下配入粘結(jié)劑,制成型煤,再與剩余煤料混合后裝入煉焦爐進行煉焦。煤料中配入型煤后可增大堆密度,能夠改善焦炭質(zhì)量或多配弱粘結(jié)性煤。(2)配型煤煉焦技術(shù)現(xiàn)狀配型煤煉焦技術(shù)于20世紀70年代由日本開發(fā)并在新日鐵公司得到應用。目前,國內(nèi)寶鋼采用的就是從日本新日鐵公司引進的配型煤煉焦工藝,經(jīng)過寶鋼二期和三期工程完善后,目前運行良好,型煤比例約10%~20%。鞍鋼新軋鋼化工總廠曾在1992年進行了配型煤200kg半工業(yè)試驗。試驗結(jié)果表明,配型煤煉焦適合于多配弱粘性煤,在保證焦炭質(zhì)量不變或略有提高的條件下,弱粘結(jié)性煤可多配約10%~15%。3.3.3日本煤調(diào)濕法(1)技術(shù)特點煤調(diào)濕技術(shù)是在裝爐前將煉焦煤料除掉一部分水分,保持裝爐煤水分穩(wěn)定且相對較低,一般將入爐煤的水分從10%左右調(diào)濕到6%。煤調(diào)濕可改善焦炭質(zhì)量或多配弱粘結(jié)性煤。據(jù)日本專家介紹,入爐煤的水分由10%調(diào)濕到6%時,煤料的堆密度可增大50kg/m(2)煤調(diào)濕技術(shù)現(xiàn)狀由于煤調(diào)濕技術(shù)具有顯著的節(jié)能、環(huán)保和經(jīng)濟效益,并能提高焦炭質(zhì)量或多配弱粘結(jié)性煤,因而受到普遍重視,在日本發(fā)展最為迅速,目前日本85%的焦化廠采用煤調(diào)濕煉焦工藝。煤調(diào)濕工藝主要有以下幾種形式:(1)煙道氣煤調(diào)濕該法是利用煙道廢氣與濕煤在多層圓盤立式調(diào)濕機內(nèi)進行直接熱交換的一種工藝,在日本只有中山制鋼船町廠應用。該方法存在的主要問題是除塵困難和煙道氣供熱量不足,需要用加熱爐供給30%的熱量。(2)熱油煤調(diào)濕該方法利用導熱油吸收上升管煤氣顯熱和煙道廢氣顯熱,然后在回轉(zhuǎn)調(diào)濕機內(nèi)與濕煤進行間接換熱。1996年,我國第一套煤調(diào)濕裝置在重鋼焦化廠投產(chǎn),采用的就是這種方式。它的主要問題是工藝復雜、投資大、操作成本高,在我國并未得到推廣。(3)蒸汽煤調(diào)濕該方法利用蒸汽在多管回轉(zhuǎn)調(diào)濕機內(nèi)與濕煤進行間接換熱。其特點是工藝簡單、投資少、容易控制、生產(chǎn)成本低,是日本推廣使用較多的一種工藝形式。日本躍島煤調(diào)濕設(shè)備制造廠技術(shù)專家曾于2005年1月29日來鞍鋼化工廠針對此技術(shù)進行過技術(shù)交流。日本應用比較成功的煤調(diào)濕方法就是蒸汽法。日本各廠采用煤調(diào)濕技術(shù)后,提高了焦爐生產(chǎn)能力和焦炭機械強度DI日本使用煤調(diào)濕技術(shù)的焦爐的基本情況和效果見表3.3.4m焦爐是污染物大容積(1)技術(shù)特點大容積焦爐具有機械化自動化程度高、焦炭質(zhì)量好、動力消耗低、生產(chǎn)率高、生產(chǎn)環(huán)境清潔以及經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。它具有以下效果:在產(chǎn)量相同的條件下,可減少爐孔數(shù),相應減少焦爐的占地面積;減少每天出爐次數(shù),從而減少污染物的排放。6m焦爐與4.3m焦爐相比,污染物排放量可減少1/3以上,同時可提高勞動生產(chǎn)率和焦炭質(zhì)量(M我國現(xiàn)有大容積焦爐35座,其中5.5m焦爐8座,6m焦爐27座。而國際上自20世紀80年代以來,已建設(shè)許多炭化室高度大于7m的大容積焦爐。表6為近20年歐洲建設(shè)的部分大容積焦爐情況。德國凱澤斯圖爾焦化廠于1992年12月投產(chǎn)了2座炭化室高為7.63m的焦爐,它采用了20世紀90年代初世界最先進的焦化工藝、環(huán)保和自動化技術(shù),焦爐共120孔,年產(chǎn)焦炭20