配型煤与煤调湿技术(改版1)讲述

《配型煤与煤调湿技术(改版1)讲述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《配型煤与煤调湿技术(改版1)讲述（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、配型煤与煤调湿技术 1.炼焦煤供不应求，促使人们考虑煤处理措施 1.1 中国的强粘结性炼焦煤并不丰富 目前中国煤炭探明储量已超过10000亿t，其 中烟煤约占总储量的3/4左右，其中气煤、1/3焦 煤、肥煤、焦煤、瘦煤等炼焦用煤占烟煤储量的 50%左右。在炼焦煤中，以气煤和1/3焦煤的比 例最大，约占炼焦煤资源的一半，焦煤仅占20% ，瘦煤占15%，肥煤和气肥煤的储量在炼焦煤资 源中的比例最少，约占10%。 1.2 炼焦能力的超常发展，使炼焦煤供应紧上加紧 至2004年7月底，全国已建成的大中小机焦生产企业共1304 家，拥有焦炉2710余座，生产能力2.3997亿吨（其中小机焦 约7000万

2、吨）；同时，现在仍有245家焦化企业正在建设， 在建的焦炉共394座，生产能力达1.1815亿吨；即两年后， 中国的机焦生产能力将达到3.5812亿吨，按目前的焦炭消耗 水平，可能生产5亿钢，但预测即使到2020年，我国也不可 能生产5亿吨钢。 3.58亿吨焦炭的年生产能力，意味着每年需要入炉的炼焦精 煤4.83亿吨，而要生产这么多的炼焦精煤，需要9.37亿吨的 炼焦原煤，这实在是一个令人惊讶的数字。 由于国内炼焦精煤供应紧张，2002年中国进口炼 焦精煤26万t，平均价格为53.93美元/t ；2003 年炼焦精煤的进口量猛增至260万吨，平均价格 为53.06美元/t；2004年仅统计到1

3、0月底，我国 就进口炼焦精煤520.83万t，平均价格提高至 65.33美元/t。预计2004年，我国进口炼焦精煤 将突破600万t。 1.3 国际市场炼焦煤价格节节上扬，大钢厂纷 纷投资炼焦煤矿 2003年，全球炼焦精煤总产量6.2亿吨，占全球 煤炭总产量51亿吨的12%。我国是全球最大的炼 焦精煤生产国，2003年的产量是2.5亿吨。2003 年全球炼焦精煤的总出口量2.0亿吨。2004年随 着中国对国际炼焦精煤的需求的剧增、欧盟钢铁 企业对进口炼焦精煤依赖程度的不断提高、印度 对强粘结性炼焦精煤需求的进一步扩大，使国际 市场炼焦精煤的供应日益紧张，价格节节上扬。 1.3 国际市场炼焦煤价

4、格节节上扬，大钢厂纷 纷投资炼焦煤矿 最近，BHP Billiton三菱联盟公司（BMA）以将近130美 元/吨的价格同一家巴西钢铁公司签订了一笔炼焦精煤的 合同，合同价格远远高于之前分析师预测的20052006 年100美元/吨，比BHP Billiton公司2003年的基准价格59 美元/吨翻了一番，也远高于历史最高价71美元/吨。 浦项、新日铁、JFE各收购USA AMCI公司在澳洲炼焦 煤矿5%股份，以各得120万吨/年10年的炼焦煤。 Auglo American和三井公司拟投入6亿美元将澳洲昆士兰 州中部某煤矿从700万吨/年扩大至1200万吨/年。 1.3 国际市场炼焦煤价格节节

5、上扬，大钢厂纷 纷投资炼焦煤矿 2 配型煤炼焦技术 配型煤炼焦，就是将炼焦原料煤中的一部分压块成 型，再与其它的装炉煤混合，入炉炼焦。 2.1 配型煤炼焦发展历史 配型煤炼焦最早的工业生产装置起始于西德 ,五十年 代前苏联亦研究过这项技术，七十年代，日本加速了这 方面的研究，1971年日本八幡钢铁厂建成第一套部分煤 料压块装置。1976年，日本利用这项技术制取的焦炭占 日本总焦炭产量的44%。但90年代以后，日本大力发展 煤调湿，很少再建设配型煤装置。至2000年10月，在日 本现有的15家焦化厂的47组焦炉中，尚有6组焦炉采用 配型煤炼焦技术。 2.2 配型煤炼焦效果 n 焦炭质量的提高 在

6、配煤比相同的条件下，配型 煤炼焦与常规粉煤炼焦相比，其所生产的焦炭， 抗碎强度M40提高0.5 1个百分点，耐磨强度M10 降低2 4个百分点，D15015提高2 5个百分点 ，焦炭反应性CRI降低5 8个百分点，反应后强 度CSR提高5 12个百分点。 n 在不降低焦炭质量的情况下，可在炼焦配煤中多 配用10 15%低灰低硫的弱粘结性煤，以降低焦 炭的灰分、硫分和焦炭成本。 2.2 配型煤炼焦效果 n 对焦炭和化产品产量的影响 装炉煤料的散密度 随型煤配比的增加而提高，但随型煤配比的增加 ，结焦时间也相应延长。所以，配型煤炼焦对增 产焦炭的效果不明显。由于型煤添加了粘结剂， 炼焦过程产生的焦

7、油和煤气的产率比常规粉煤炼 焦有不同程度的改变，当软沥青的添加量为6.5% 、型煤配比为30%时，则按每吨干煤折算的焦油 产量可增加7 8kg，每吨干煤的煤气产量约减少 4 5m3 。 2.3 配型煤炼焦基本原理 n配入型煤提高了装炉煤的密度，装炉煤的散密 度约增加10%，这样能降低炭化过程中半焦阶 段的收缩，从而减少焦块裂纹。 n型煤块中配有一定的煤沥青作粘结剂，从而改 善了煤料的粘结性能，对提高焦炭质量有利。 2.3 配型煤炼焦基本原理 n型煤块的视密度为1.11.2t/m3，而一般粉煤装 炉仅0.700.75t/m3。型煤中煤粒互相接触远比 粉煤紧密，在软化熔融阶段，煤料中的粘结组 分和

8、惰性组分的胶结作用可以得到改善，从而 显著地提高了煤料的结焦性能。 n高密度的型煤与粉煤配合炼焦时，在软化熔融 阶段，型块本身产生的膨胀压力对周围软化煤 粒施加的压紧作用大大超过了一般常规粉煤炼 焦，促进了煤料颗粒间的胶结，使焦炭结构更 加坚实。 2.4 配型煤炼焦的实例如下表： 公 司厂 名炼焦能力t/d型煤能力t/d型煤配比% 新日铁 八番3、4炉 1、2炉 2700 2900 240043 新日铁 君津4、5炉 3、4炉 7100 5900 2900 2400 41 41 日本钢管 京滨250080032 福山7400300041 住友金属和歌山3700170046 鹿岛11100470

9、042 神户加谷川7300300041 合计463002090045 2.5 配型煤炼焦工艺流程 2.6 配型煤炼焦在中国的应用 目前在我国采用配型煤炼焦工艺的生产厂家仅宝 钢一家。 宝钢一、二期工程共用一套成型煤装置，其工艺 流程为新日铁流程。该流程由于成型煤原料与入炉 粉煤相同，煤处理系统较为简单，不需另建配煤粉 碎系统，因而，老厂的煤处理车间改建较为容易。 但采用这种流程，型煤在炭化室内易产生偏析会引 起焦炭质量的波动，为减小偏析，在煤塔内，型煤 与粉煤需分别储存；在放料时，需按比例同时放料 ，确保装煤车内型块与粉料配合好。 n抗压强度要达到80100kg/球，为此需设复杂的 成型系统并

10、将型煤进行冷却，宝钢仅型煤冷却装 置设备重量就达1725t，不仅投资及动力消耗大， 而且设备故障率也高。 n型煤的单独输送及储存使其破碎率特别大，煤塔 下10mm以下的碎型煤达55%，降低了配型煤的效 果。 配型煤炼焦在中国的应用 该流程的缺点是： 宝钢三期仍采用配型煤炼焦工艺.我院工程技术人员在对 一期型煤进行剖析、试验研究和创新，于1997年12月设计 建成了三期的配型煤炼焦工艺。 同一期相比，三期型煤系统有了如下较大的改进： n采用了“二合一”的卧式混捏机代替了一期的卧式混煤机和立 式混捏机； n采用同步输送系统，型煤与粉煤同步输送到煤塔，代替型 煤的单独输送，取消了一期的成品槽、粉料返

11、回系统和型 煤冷却装置，不仅工艺简单、设备少，而且占地小，投资 省； n采用防止型煤偏析技术，解决了型煤的偏析问题； n宝钢三期型煤系统全部由国内设计，除成型机、卧式混捏 机等关键设备从日本引进外，其余设备全由国内解决。自 投产以来运行稳定可靠，动力消耗及维修费用大幅降低。 3 煤调湿（Coal Moisture Control简称CMC） “煤调湿”是“装炉煤水份控制工艺”的简称，是 将炼焦煤料在装炉前去除一部分水份，保持装炉 煤水份稳定在6%左右，然后装炉炼焦。 CMC不同于煤预热和煤干燥：煤预热是将 入炉煤在装炉前用气体热载体或固体热载体快速 加热到热分解开始前温度（150250），此

12、时煤的水份为零，然后再装炉炼焦；而煤干燥没 有严格的水份控制措施，干燥后的水份随来煤水 份的变化而改变。CMC有严格的水份控制措施 ，能确保入炉煤水份恒定。 3.1 煤调湿的种类 煤调湿设备 1）多管回转式干燥机 a)导热油 b)蒸汽 2) 流化床式干燥机 a)高炉煤气燃烧废气 b)焦炉烟道气 3.2煤调湿应用实例如下表： 年 份厂 名 生产能力 t/h 干燥机尺寸 mm m2 （直径长度，面积） 1982 新日铁 284 380024000，3950 1992 川崎制铁 440 420035500，3502 1992 川崎制铁 440 420035500，3502 1995 中国重庆 140

13、 360022000，1620 1997 韩国浦项 480 420035500，3502 发展最快的是日本，截止2000年10月，在日本现 有的15家焦化厂的47组焦炉中，共有28组焦炉采用 CMC技术。 3.3 多管回转式煤调湿 3.3.1导热油为热媒的多管回转式煤调湿 最早的CMC是采用导热油干燥煤。利用导热油回 收焦炉烟道气的余热和焦炉上升管的显热，然后，在多 管回转式干燥机中，导热油对煤料进行间接加热，从而 使煤料干燥。1983年9月，第一套导热油煤调湿装置在 日本大分厂建成投产。“日本新能源产业技术开发机构” （简称NEDO），于1993年1996年在我国重庆钢铁（ 集团）公司实施的

14、“煤炭调湿设备示范事业”就是这种导 热油调湿技术。 3.3 .2 蒸汽为热媒的多管回转式媒调湿 利用干熄焦蒸汽发电后的背压汽或工厂内 的其它低压蒸汽作为热源，在多管回转式干燥 机中，蒸汽对煤料间接加热干燥。这种CMC最 早于上世纪90年代初在日本君津厂和福山厂投 产。目前，在日本运行的CMC绝大多数为此种 型式。 日本JFE西日本制铁所（福山地区）蒸汽 煤调湿流程如图2。 其设备规格参数如表1 JEF西日本制铁所（福山地区）CMC设备规格 表1 调湿前水分9.0%传热管径125 、 100、 90、80A 调湿后水分6.0%传热管长度25m 装入时水分5.6%传热管数量216根 调湿能力270

15、Dry-T/Hr传热面积1800m2 干燥机本体尺寸3.8m25mL传热系数60kcal/m2hr 本体倾斜8/1000蒸气压力0.712 收集灰尘机喷射型除尘机（930m3/hr） 这种蒸汽加热的多管回转式干燥机有两种结构型式： 一种是蒸汽在管内、煤料在管外，这种结构可适应煤料中 杂物多的状况，见图3。 3.4 硫化床式煤调湿 3.4.1以BFG燃烧废气为热媒的硫化床式煤调湿 硫化床式煤调湿大部分是以FBG燃烧废气为热媒。热废气与 湿煤在硫化床上直接换热，湿煤被干燥。 3.4.2以焦炉烟道气为热媒的硫化床式煤调湿 1996年10月日本在北海制铁（株）室兰厂投产了采用焦炉 烟道气对煤料调湿的流化床CMC装置。其流程如图5。 流化床干燥机内的分布板是特殊钢材制作的筛板，干燥机 的其他部分均可用普通碳钢材制作。在CMC的几个部位上设置 有氧监测仪 ，自动报 警，以保证生产安全平稳。 这种采用烟道废气的流化床CMC装置工艺流程短，设备 少 且结构简单 ，具有投资省、操作成本低，便于检修、占地面积 小等优点。煤料与烟道废气直接换热 ，效率高，但是，因有 10% 30%的细煤粉被废气携带出