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?fàn)t的發(fā)展和高噴煤比的增加，高焦?fàn)t生產(chǎn)對(duì)焦碳的質(zhì)量要求更高。為此,鞍鋼新軋鋼化工總廠通過(guò)采取備煤煉焦技術(shù)和優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu),實(shí)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(jì)指標(biāo)發(fā)揮了重要作用。本文通過(guò)回顧鞍鋼備煤煉焦技術(shù)的進(jìn)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(jìn)步2.1套煤技術(shù)的進(jìn)步2.1.1煉焦用煤技術(shù)的進(jìn)步鞍鋼新軋鋼化工總廠下設(shè)焦化技術(shù)中心,負(fù)責(zé)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(cè)儀和40kg、200kg實(shí)驗(yàn)焦?fàn)t各一座。多年來(lái),焦化技術(shù)中心對(duì)煉焦用煤進(jìn)行了深入細(xì)致的研究,取得了豐碩的科研成果,有多項(xiàng)成果已在生產(chǎn)中應(yīng)用,如用煤巖參數(shù)結(jié)合常規(guī)技術(shù)指標(biāo),通過(guò)篩選配煤用單種煤、控制來(lái)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(guò)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(qiáng)度第一次提高焦炭強(qiáng)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(qiáng)度第二次大幅度提高主要是通過(guò)降低配合煤的灰分,同時(shí)減少氣煤用量,增加焦肥煤用量達(dá)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(shí)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(shí)期實(shí)現(xiàn)了跨越式提高,這主要?dú)w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(zhǔn)備煤炭開(kāi)采和焦洗2.2.1生產(chǎn)時(shí)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(dòng)稱(chēng)量裝置。生產(chǎn)時(shí)按給定值控制各單種煤的配量,配煤準(zhǔn)確率可達(dá)98%以上,可以確保配煤比的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。焦?fàn)t二期工程備煤系統(tǒng)采用了煤預(yù)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(yīng)用煉焦生產(chǎn)采用單爐裝煤量自動(dòng)記錄、加熱煤氣量自動(dòng)記錄、焦?fàn)t推焦電流自動(dòng)記錄和焦?fàn)t紅外自動(dòng)測(cè)溫等技術(shù),不僅可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,也可提高焦炭質(zhì)量,降低煉焦能耗,延長(zhǎng)爐體壽命。低水分熄焦技術(shù)在化工總廠三煉焦車(chē)間的成功應(yīng)用,使該項(xiàng)技術(shù)在化工廠焦?fàn)t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(shí),也起到了整粒作用,提高了焦炭質(zhì)量。隨著焦?fàn)t向大型化發(fā)展,化工總廠煉焦?fàn)t技改工程全部采用6m焦?fàn)t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(dá)到節(jié)能環(huán)保,同時(shí)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(qiáng)度焦?fàn)t一期工程中,推焦、裝煤、篩焦和運(yùn)焦除塵地面站系統(tǒng)與焦?fàn)t主體工程同步投入運(yùn)行,解決了焦?fàn)t煙氣及粉塵對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題。3鋼-焦復(fù)雜準(zhǔn)備技術(shù)3.1焦?fàn)t煉焦技術(shù)多樣化我國(guó)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(duì)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(guó)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(qiáng)粘結(jié)性的煤卻越來(lái)越少,能夠單獨(dú)滿足煉焦需要的煤種有限。因此,根據(jù)我國(guó)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(guó)可用煉焦的優(yōu)質(zhì)煤資源儲(chǔ)量約為258.4×10東北地區(qū)煉焦煤儲(chǔ)量為12.14×102003年全國(guó)新增焦炭產(chǎn)能2100萬(wàn)t,焦炭生產(chǎn)能力達(dá)到17776萬(wàn)t,約占世界焦炭產(chǎn)量的45%;出口焦炭1472萬(wàn)t,占世界焦炭出口總量的60%。預(yù)計(jì)2005年與2006年在建焦?fàn)t投產(chǎn)后,機(jī)焦生產(chǎn)能力將突破2億t。2005年全國(guó)焦、肥煤缺口將達(dá)到2000~4000萬(wàn)t,2010年將達(dá)到4000~6000萬(wàn)t。屆時(shí),全國(guó)各大鋼鐵企業(yè)將展開(kāi)國(guó)內(nèi)有限的主焦煤資源的爭(zhēng)奪。鞍鋼地處東北,應(yīng)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?fàn)t煉焦面臨的形勢(shì)鞍鋼焦?fàn)t改造除一期工程已投產(chǎn)2座55孔、6m焦?fàn)t和二期工程在建的2座55孔、6m焦?fàn)t加配套干熄焦外,其它焦?fàn)t均采用常規(guī)配煤煉焦工藝,很難適應(yīng)煤炭市場(chǎng)變化的要求,煉焦生產(chǎn)形勢(shì)非常嚴(yán)峻。采用成熟的備煤煉焦單元技術(shù),對(duì)老煉焦系統(tǒng)進(jìn)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(guó)典型的焦洗機(jī)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(diǎn)搗固煉焦是通過(guò)細(xì)粉碎煤料來(lái)改善焦炭質(zhì)量的。通過(guò)搗固,增大裝爐煤的堆密度(由頂裝煤時(shí)的0.74t/m(2)搗固煉焦技術(shù)現(xiàn)狀1882年德國(guó)首先采用了搗固煉焦技術(shù),至今已有多年的歷史年德國(guó)迪林根中心焦化廠投產(chǎn)了炭化室高為6.25m的搗固焦?fàn)t,煤餅的高寬比突破9∶1,達(dá)到15∶1,同時(shí)搗固機(jī)械有了質(zhì)的飛躍,搗固錘重量達(dá)到450kg,使搗固時(shí)間縮短到12min以?xún)?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(guó)20世紀(jì)30年代開(kāi)始采用搗固煉焦技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前全國(guó)建成和在建的搗固焦?fàn)t生產(chǎn)規(guī)模已達(dá)2769萬(wàn)t。采用完善的多錘搗固、薄層連續(xù)自動(dòng)給料、無(wú)人操作搗固工藝技術(shù),5min內(nèi)便可搗固一個(gè)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(wèn)題。寶鋼焦?fàn)t二期工程建設(shè)曾考慮引進(jìn)德國(guó)6m搗固煉焦?fàn)t技術(shù)。最近,鞍山焦耐院和大重聯(lián)合研制開(kāi)發(fā)出炭化室高度為5.5m的搗固焦?fàn)t及搗固機(jī)。因此,如果鞍鋼焦?fàn)t改造上6m搗固煉焦?fàn)t,可考慮引進(jìn)搗固推焦機(jī)和裝爐煙氣凈化系統(tǒng),焦?fàn)t爐體及其它設(shè)施可由國(guó)內(nèi)自行設(shè)計(jì);如上5.5m搗固焦?fàn)t,則設(shè)備可實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。搗固煉焦技術(shù)的發(fā)展概況見(jiàn)表4。鞍鋼新軋鋼化工總廠曾于1994年進(jìn)行過(guò)200kg焦?fàn)t搗固煉焦半工業(yè)試驗(yàn)。試驗(yàn)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(diǎn)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?fàn)t進(jìn)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(jì)70年代由日本開(kāi)發(fā)并在新日鐵公司得到應(yīng)用。目前,國(guó)內(nèi)寶鋼采用的就是從日本新日鐵公司引進(jìn)的配型煤煉焦工藝,經(jīng)過(guò)寶鋼二期和三期工程完善后,目前運(yùn)行良好,型煤比例約10%~20%。鞍鋼新軋鋼化工總廠曾在1992年進(jìn)行了配型煤200kg半工業(yè)試驗(yàn)。試驗(yàn)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(diǎn)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(duì)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(zhuān)家介紹,入爐煤的水分由10%調(diào)濕到6%時(shí),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(jì)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(pán)立式調(diào)濕機(jī)內(nèi)進(jìn)行直接熱交換的一種工藝,在日本只有中山制鋼船町廠應(yīng)用。該方法存在的主要問(wèn)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(dǎo)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(jī)內(nèi)與濕煤進(jìn)行間接換熱。1996年,我國(guó)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(wèn)題是工藝復(fù)雜、投資大、操作成本高,在我國(guó)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(jī)內(nèi)與濕煤進(jìn)行間接換熱。其特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)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(zhuān)家曾于2005年1月29日來(lái)鞍鋼化工廠針對(duì)此技術(shù)進(jìn)行過(guò)技術(shù)交流。日本應(yīng)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?fàn)t生產(chǎn)能力和焦炭機(jī)械強(qiáng)度DI日本使用煤調(diào)濕技術(shù)的焦?fàn)t的基本情況和效果見(jiàn)表3.3.4m焦?fàn)t是污染物大容積(1)技術(shù)特點(diǎn)大容積焦?fàn)t具有機(jī)械化自動(dòng)化程度高、焦炭質(zhì)量好、動(dòng)力消耗低、生產(chǎn)率高、生產(chǎn)環(huán)境清潔以及經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。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(yīng)減少焦?fàn)t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?fàn)t與4.3m焦?fàn)t相比,污染物排放量可減少1/3以上,同時(shí)可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和焦炭質(zhì)量(M我國(guó)現(xiàn)有大容積焦?fàn)t35座,其中5.5m焦?fàn)t8座,6m焦?fàn)t27座。而國(guó)際上自20世紀(jì)80年代以來(lái),已建設(shè)許多炭化室高度大于7m的大容積焦?fàn)t。表6為近20年歐洲建設(shè)的部分大容積焦?fàn)t情況。德國(guó)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?fàn)t,它采用了20世紀(jì)90年代初世界最先進(jìn)的焦化工藝、環(huán)保和自動(dòng)化技術(shù),焦?fàn)t共120孔,年產(chǎn)焦炭20