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1、炼焦煤气流调湿分级一体化炼焦煤气流调湿分级一体化 工艺技术工艺技术 济钢集团有限公司焦化厂 汇报提纲 一、开发背景 二、核心技术 三、项目技术水平 四、实施效果 五、对行业进步的推动作用 “十一五”期间，国家要求国民经济单位生产总值能 耗降低20%，主要污染物排放总量减少10%；节能减排已成 为我国的基本国策。 钢铁工业是节能减排的重点行业，能源转化率低、污 染严重，特别是低品位的余热余能，基本上没有得到有效 利用。 焦化工序是钢铁企业的能耗和污染大户，特别是焦炉 余热余能没有得到充分利用，含酚废水是钢铁厂最难处理 的污水。 一、开发背景 开发背景 650万吨 标煤/年 3400万吨标煤/年
2、年产废水3860万吨左右， 增加处理成本近20亿元（ RMB） 钢铁工业的迅猛发展，带动了焦化产能的快速扩张，节能 减排压力日益增大。（07年钢产量5亿吨，焦炭2.97亿吨,耗 炼焦煤4.2亿吨） 统配统粉的 炼焦煤 炉体散热 8% 烟气余热 19% 煤调湿和分级破碎技术被国外企业所垄断，中国尚没有工 业化生产的装置。 日本开发了煤调湿工艺 第一、二代分别用热导油和蒸 汽热介质，且设备结构复杂、投资 大，操作费用高。 第三代是用焦炉烟道废气作热 介质，仅在新日铁室兰厂应用，因 其投资费用高昂，未见推广。 俄罗斯开发了风动分级 技术 开发背景 炼焦煤带着较多水分进入焦炉，既需 要多消耗大量能源，
3、又产生大量难处理含 酚废水；而另一方面焦化能源利用率低， 尤其是低品位热源难以利用。 本技术利用焦炉烟道废气余热，实现 对煤的调湿与分级，从而实现焦炉的能耗 降低、环境改善与质量提升。 开发背景 直接接触传热系数：（流化床干燥器） 10000-100000（W/m3静止床层体积） 间接接触传热系数（转筒干燥器） 40-120 （W/m2加热面积） 二、核心技术工艺技术原理 烟道废气高效回收 利用的新途径 气固两相 直接接触 低品位能量高 效利用 气力分级 烟道废气属非可燃 气体,安全可靠 由焦炉总烟道来的热废气进入流化床内，使炼焦煤呈流化状态实现干燥 和分级，炼焦煤水分被干燥至6%左右，分离出
4、的细颗粒直接送焦炉，粗颗粒 煤经粉碎后送焦炉，换热后的烟道气经除尘后排入大气，除尘系统收集的煤 尘经加压成型后送焦炉。 核心技术工艺流程 在该技术的开发过程中，共形成了三大 核心技术：大型移动隔板式流化床、智能 化控制系统和煤尘回收与成型技术，形成8 项发明专利和1项实用新型专利。 核心技术主要创新点 开发了可移动的助推式隔板 ； 流体动力与机械力相结合， 构建出小颗粒均匀流化和大颗粒稳 定移动的双区域，实现了调湿分级 功能和装置大型化，保证了层内料 层厚度均匀。 流化床的高低温两段布局， 提高了调湿与分级的操作弹性。 1、 双区域两段移动隔板式大型流化床开发 核心技术创新点之一 该设备已获国
5、家实用新型专利：ZL 2007 2 0021472.0；申报了国家发明 专利： 200710014386.1 在大连理工大学的实验装置 核心技术创新点之一 2、煤调湿智能化控制技术 焦炉烟道气稳定抽取方法（专利：200710113655.X） 连续的气流与物流的协调控制模型（专利：200710113660.0 ） 核心技术创新点之二 烟道吸力控制建模的依据因素 总管压力 翻板开度 下煤量 刮板速度 建立烟道吸力控制建模实现焦炉压力稳定的智 能化控制，保证了焦炉安全无扰地生产。 烟道吸力控制模型框图 翻板开度 烟道翻板吸 力 控 制 模 型 变 频 器 下煤量 总管压力 刮板速度 调 节 阀 （
6、1）焦炉烟道气稳定抽取技术 核心技术创新点之二 控制下煤流量及刮板速度，保持最佳流化 效果。 通过料位联锁控制，保持流化床顶部微负 压状态。 匹配给料机转速，实现布料均匀。 控制流化床的最佳进气量，避免风机的频 繁波动。 通过对煤水分的在线测量，实现对系统参 数的反馈优化。 （2）连续的气流与物流的协调控制模型 煤料控制模型框图 10个压力调节阀 煤 料 控 制 模 型 刮板机频率下煤流量 流化压力 刮板速度 给料机频率 原 煤 水 份 成 品 煤 水 份 核心技术创新点之二 3、煤尘回收与成型技术 为降低生产过程中产生的粉尘污染，采取了工艺除尘、环境除尘和除 尘灰成型处理相结合工艺，对细粉进
7、行了回收和成型处理。 流化床 中间储灰仓 脉冲布袋除尘器 转运站 陶瓷多管除尘器 煤粉成型机 焦炉烟道气 含粉废气含粉废气 破碎机室 脉冲布袋除尘器 煤灰 煤灰 煤灰 除尘风机 焦炉煤塔 煤粉压块 废气 核心技术创新点之三 （1）陶瓷多管与布袋组合式除尘 （2）煤尘高压成型技术 开发了大型煤尘高压成型机，有效避免了煤 尘二次污染及尘爆。 除尘效率达到99%以上 具有投资省、运行费用低等优点 核心技术创新点之三 序 号 专专利名称专专利/申请请号 1移动动隔板式流化床（工艺艺） 200710014386.1 2煤的气流调调湿分级级分离工艺艺方法 200710014417.3 3一种稳稳定取得焦炉
8、烟气用于煤调调湿分级级的方法 200710113655.X 4炼炼焦煤气流调调湿分级级用流化床布料方法200710113656.4 5炼炼焦煤尘尘成型工艺艺方法200710113657.9 6焦炉烟气的余能回收利用方法200710113659.8 7 煤的气流调调湿与分级级技术术的自动动控制方法200710113660.0 8 移动动隔板式流化床（设备设备 ）ZL200720021472.0 9 陶瓷多管除尘尘器ZL00256971.X 核心技术专利情况 该技术经山东省科委组织 的院士、专家鉴定，认为“该 项目属重大节能减排成套技术 ，首次在国际上实现了工业化 ，处于国际领先水平”。完全 自主
9、开发的“双区域两段移动 隔板式大型流化床”属国内处 理能力最大流化床，填补了国 内外空白。 三、项目技术水平 类类 别别 主要 指标标 日本煤调调湿工艺艺 俄罗罗斯 风风力分级级 工艺艺 济钢济钢 调调湿分级级 工艺艺 一代二代三代 功能调调湿分级级调调湿、分级级 核心设备设备回转圆转圆筒回转圆转圆筒振动动式流化床流化床移动动隔板式流化床 热热介质质热热媒油蒸汽焦炉烟道废废气无焦炉烟道废废气 水分目标值标值666无6 分级动级动力无无无空气焦炉烟道废废气 分级级效果无无无不稳稳定稳稳定 处处理量140t/h270t/h100t/h300t/h300t/h 运行成本高高低低 本工艺技术与国外水平
10、的比较 项目技术水平 1、调湿分级的综合效果 四、实施效果 节能型 增产型 煤炭的装填密 度提高 减少氨水产生量 缩短干馏时间 提高焦炭质量 降低工序能耗 14kgce/kg 降低成本 增产焦炭约8 降低氨水处理费用 减少干馏用热量 消除煤料过粉碎 焦炉运行稳定 开动率炉温降低 装入煤炭的水分 保持一定（6） 分 级 粉 碎 降低破碎负荷 煤料 调湿 改善配合煤的结焦性能 降低破碎负荷电耗 实现煤预热 节省干馏热量约340MJ/t-coal 实现了配合煤的良好分级 ，控制了配合煤的 粒度组成，能够有效避免配合煤中粘结组分的过 细粉碎，可使焦炉生产能力提高约8%，焦炭强度 M40提高1-3%。
11、分级后的粗煤料分级后的细煤料 分级前的煤料 实施效果 2、经济效益显著 本工艺投入使用后，以年运行340天测算，取得经济效益如下： 节约焦炉加热用高炉煤气：8800243400.151077.12万元 提高焦炭产量：155/3658%3401461686.4万元 减少废水处理费：844.8358.4万元 降低备煤粉碎机电耗：630x40%x24x340x0.55=113.1万元 弱粘煤替代高价优质炼焦煤：155/0.755%80826.7万元 以上总计产生经济效益4061.2万元，扣除生产运行、人工及新增 销售税金等费用1390万元，年可创经济效益2671.2万元。 实施效果 减少焦化污水排放
12、，创造环境社会效益 本项目实施后，配合煤水分平均可降低3%，按运行 340天计算，则可减少污水8万吨。 回收低温废热，取得显著节能减排效益 焦炉烟道气温度由240降至60左右，回收热量折 合1.2万吨标准煤。 实施效果 3、具有良好的社会效益 该项技术已经得到同行的广泛关注，包括沙钢、鞍钢、 昆钢、重钢等多家企业已经与济钢接洽移植该项成套技术。 该技术为冶金企业低品位热源高效资源化利用开辟了一 条新的途径。我们正在将这项技术用于球团工艺的精矿粉干燥 、高炉水冲渣干燥等。 按目前全国的焦炭生产规模推算，若在全国推广实施， 按入炉煤水分降低3%计，年可节约300万吨标准煤，年可减 少焦化含酚废水约1500万吨，减排CO2约1600万吨，相当于 年获潜在经济效益约94亿元人民币（按年产焦2.97亿吨）。 五、对行业进步的推动作用 谢谢大家！谢谢大家！
