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1、2005中国煤炭加工与综合利用技术、市场、产业化发展战略研讨会论文集1捣固炼焦技术炼焦新技术及应用郑文华于振东(中冶焦耐工程技术有限公司)11基本原理捣固炼焦，一般是用高挥发份弱粘结性或中等粘结性煤作为炼焦的主要配煤组份，将煤料粉碎至一定细度后，用机械捣固成煤饼，送入焦炉炭化室内炼焦。12工艺流程气煤 瘦化剂囊摹焦煤k配煤细粉碎+煤塔要一焦瘦煤_J 调湿13实施效果煤料捣固成煤饼后推入炉内，其体积密度可以提高到9501150kgm3，重量增加27。煤料体积密度的增大和煤粒之间间隙的减少，均有利于改善煤料的粘结性。这样炼出的焦炭比顶装焦炉生产的焦炭M*提高1-6个百分点、Mm降低24个百分点、反
2、应后强度(CSR)提高1-6个百分点。或在保证焦炭质量不变的情况下，可多用20一25的高挥发份弱粘结性煤。14技术要点用60一70的高挥发份气煤或13焦煤，配以适量的焦煤、瘦煤，使其挥发份在30左右、粘结指标Y值为1l一14mm，这样的煤料捣固效果最好。煤料的粉碎度应保持在：粒度3ram的占90一93，粒度O5mm应在4050之间。对难于粉碎煤料要在配煤前先行预粉碎。捣固煤料最合适的水份为811，最好控制在9-10。15应用与开发上个世纪，我国只有炭化室高3，2m和38m的小型捣固焦炉。2000年我国开发了炭化室高43m、宽500mm JNDK4399D型捣固焦炉，近几年已在全国推广建设了几十
3、座。2005年底，我国即将开发出炭化室高55m、宽550ham大型捣固焦炉，55ram捣固桃也在紧张地开发之中，这将大大推进我国捣固技术的发展。现在还正将两座炭化室高43ram、宽450mm80型顶装焦炉和两座炭化室高43m、宽500mm顶装焦炉，改造成捣固焦炉，年内即将完成。2配型煤炼焦技术21基本原理配型煤炼焦，就是将炼焦原料煤中的一部分压块成型，再与其它的粉煤混合，人炉炼焦。22技术要点I)配入型煤提高了装炉煤的密度，其散密度约增加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。2)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。3)型煤块的视
4、密度为1112trn3，而一般粉煤装炉仅070075tm3。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。4)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。23工艺流程我国工程技术人员，在总结国内外配型煤工艺的基础上自主开发了既不同于新日铁，又不同于日本住友的新工艺，其特点是：设备少、漉程筒单、占地少、投2005中国煤炭加工与综合利用技术、市场、产业化发展战略研讨会论文集资省。其工艺流程如下
5、：成型煤系统采用型煤与粉煤混合同步输送的工艺流程。从煤处理系统运来的配合好的粉煤，通过带式输送机首先进入缓冲槽内暂时贮存。在缓冲槽下，将其中的30用带式输送机送到成型机室的分配槽内，然后用带式给料器将粉煤送到卧式混练机。在混练机的人口处，设有喷洒粘结剂装置，并通人蒸汽加热，使煤和粘结剂混合均匀，然后直接送到成型机。成型后的型煤直接落到从缓冲槽来的其余70的粉煤上，同步输送到煤塔。成型机、卧式混练机、粘结荆添加装置等拟选用进口设备。24实施效果1)改善焦炭质量在配煤比相同的条件下，配型煤炼焦与常规粉煤炼焦相比，可改善焦炭质量。根据宝钢配型煤炼焦的实际生产得出，在焦炭强度D18-s为85的条件下，
6、配15型煤，DI可提高07个百分点；配20型煤DI“。，可再提高1个百分点左右。鞍钢、本钢等的半工业试验表明，配型煤炼焦其焦炭的M。增加051个百分点，M。降低24个百分点，DI。5提高25个百分点，反应性降低58个百分点，反应后强度提高512个百分点。2)在不降低焦炭质量的情况下，可在炼焦配煤中多配用10一20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。3)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。然而，由于型煤添加了粘结剂，炼焦过程产生的焦油和煤气的产率比常规粉煤炼焦有不同程度
7、的改变，当软沥青的添加量为65、型煤配比为30时，则按每吨干煤折算的焦油产量可增加78kg，每吨干煤的煤气产量约减少45m3。3煤调f,显(Coal Moisture Control简称CMC)31基本原理“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238-稳定在6左右，然后装炉炼焦。煤调湿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；煤调湿有严格的水份控制措施，能确保人炉煤水份
8、恒定。32工艺流程依据干燥设备的不同，目前世界上主要有两种煤调湿工艺流程。(1)回转式多管干燥机煤调湿煤料经胶带运输机送人回转式多管干燥机中。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热源。在回转式多管干燥机中，煤料在管内与管外的蒸汽(或煤料在管外与管内的蒸汽)逆流间接换热。煤料中的水份被加热蒸发，而被排出。(2)流化床干燥机煤调湿水分为10一11的煤料由湿煤料仓送往流化床干燥机，煤料在气体分布板上与从分布板下进人的热风直接接触，煤料被加热干燥，使煤料水分降至66。干燥后，煤料中7090的粗粒煤(相对而言)从干燥机排人螺旋输送机，剩下的10-30粉煤随热风进人袋式除尘器，回收的粉煤排
9、入螺旋输送机。粉煤和粗粒煤混合经管道式皮带机输送至焦炉煤塔。干燥用的热风，绝大部分是采用在加热炉内用焦炉煤气点火、高炉煤气燃烧产生的高温热废气。只有一个厂是采用温度为180230qC的焦炉烟道废气。采用流化床干燥机煤调湿工艺，其煤料与热废气直接换热效率高。尤其是以焦炉烟道气作热源时，充分利用了废热，既节能，又减少了燃烧高炉煤气放出的C02，减少温室效应。33实施效果(1)煤料含水量每降低1，炼焦耗热量就降低62OMJt(于煤)。当煤料水分从11下降至6时，炼焦耗热量相当于节省了62ox(11-6)=310MJt(干煤)。(2)由于装炉煤水分的降低，使装炉煤堆密度提高，干馏时间缩短，因此，焦炉生
10、产能力可以提高7一1l。(3)改善焦炭质量，其DI：可提高115个百分点，焦炭反应后强度CSR提高13个百分点；在保证焦炭质量不变的情况下，可多配弱粘结煤8一10。(4)煤料水分的降低可减少13的剩余氨水量，相2008中国煤炭加工与综合利用技术、市场、产业化发展战略研讨会论文集应减少l3剩余氨水蒸氨用蒸汽，同时也减轻了废水处理装置的生产负荷。(5)节能的社会效益是减少温室效应，当用焦炉烟道废气做为热源时。平均每吨入炉煤可减少约358kg的c02排放量。(6)煤料水分的稳定可保持焦炉操作的稳定，有利于延长焦炉寿命。34需注意的问题(1)煤料水分的降低，使炭化室荒煤气中的夹带物增加，造成粗焦油中的
11、渣量增加23倍，为此，必需设置三相超级离心机，以保证焦油质量。(2)炭化室炉墙和上升管结石墨有所增加，为此，必需设置除石墨设施，有效地清除石墨，以保证正常生产。(3)调湿后煤料用皮带输送机送至煤塔过程中，散发的粉尘量较湿煤增加了15倍，为此应加强输煤系统的严密性和除尘设施。(4)词湿后煤料在装炉时，因水份低很容易扬尘，必须设置装煤地面站除尘设施。因此，对已投产的焦炉，若因总图紧张或其它原因不能设置装煤地面站除尘设施时，则不易补建煤调湿装置。4干法熄焦41基本原理干法熄焦(COKE DRY QUENCHING缩写为“CDQ”)简称“千熄焦”，是相对于用水熄灭织热焦炭的传统湿熄焦而言的，其基本原理
12、是利用冷的惰性气体(燃烧后的废气)，在干熄炉中与赤热红焦换热，从而冷却熄灭红焦。42工艺流程从炭化室中推出的9501050红焦经导焦栅落人运载车上的焦罐内。运载车由电机车牵引至提升机井架底部，由提升机将焦罐提升至于熄炉炉顶，通过装入装置将焦炭装入于熄炉。炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换，冷却至250。C以下。冷却后的焦炭经排焦装置卸到皮带输送机上，再经炉前焦库送筛焦系统。180的冷惰性气体由循环风机通过干熄炉底的供气装置鼓入炉内，与红焦炭进行热交换。出干熄炉的热惰性气体温度约为85012。热惰性气体夹带大量的焦粉，经一次除尘器进行沉降，气体含尘量降到69m3以下，进入废热锅炉换热，在这里惰性气
13、体温度降至200。C1)2下。冷情性气体由废热锅炉出来，经二次除尘器，含尘量降到lgm3以下后由循环风机送人干熄炉循环使用。废热锅炉产生的蒸汽或并人厂内蒸汽管冈或送去发电。43工艺特点1)节能出炉红焦的显热约占焦炉能耗的3540。这部分能量相当于炼焦煤能量的5。采用干熄焦可回收约80的红焦显热，平均每熄1吨焦炭可回收39MPa，450。C蒸汽045055t。国外某公司曾对其企业内部炼铁系统所有节能项目进行效果分析，结果干熄焦装置节能占总节能的50。根据宝钢的生产实绩，平均可降低能耗5060Kg(标煤)t(焦)左右，从而促进吨钢能耗的降低。2)减少环境污染炼焦若采用湿熄焦，每熄1吨红焦就要将04
14、5吨含有大量酚、氰化物、硫化物及粉尘的蒸汽抛向天空，严重地污染了大气及周围的环境。这部分污染占炼焦对环境污染的三分之。干熄焦则是利用惰性气体，在密闭系统中将红焦熄灭，并配备良好的除尘设施基本上不污染环境。此外，由于干熄焦能够产生蒸汽，并可用于发电，因此，避免了生产等量蒸汽而燃煤对大气的污染(56吨蒸汽需要1吨动力煤)，尤其减少了soz、coz向大气的排放。对规模为100万ta焦化厂而言，采用干熄焦技术，每年可以减少810万吨动力煤燃烧对大气的污染，即每年少向大气排放144180吨烟尘、l280-1 600吨SO：，特别是少向大气排放8-10万吨CO：，减少了温室效应。3)改善焦炭质量干熄焦与湿
15、熄焦相比，焦炭Mm提高3-8个百分点，Mm改善0308个百分点。这对降低炼铁成本，提高生铁产量极为有利，尤其对采用喷煤粉技术的大型高炉，效果更加明显。国际上公认：大型高炉采用干熄焦炭可使焦比降低2，高炉生产能力提高1。按现在的市场价格，每吨干熄焦炭对炼铁的延伸效益是22元。在保持原焦炭质量不变的条件下，采用干熄焦可以降低强粘结性的焦、肥煤配人量1020，有利于保护资源，降低炼焦成本。2005中国煤炭加工与综合利用技术、市场、产业化发晨战略研讨会论文集4)节水采用传统的湿熄焦，每熄灭1t红焦要消耗045t水。宝钢用干熄焦，在将环境粉尘控制在小于30mgm3的同时，也节约了数量可观的熄焦用水。依据
16、其2003年的实绩，平均节水043t吨焦。5)投资和能耗较高干熄焦与湿熄焦相比，确实存在投资高及本身能耗高的问题。目前，干熄焦装置工程费投资在110120元吨焦左右，而传统湿熄焦装置工程费投资为1015元吨焦左右。干熄焦本身能耗约为29kwh吨焦(同时，干熄焦可回收能源168kWh吨焦)，而湿熄焦约为2kWh吨焦。但干熄焦带来的经济效益、环境效益、资源效益和节能效果完全可以抵消其投资高和本身能耗高带来的不足，特别是随着国家对环保要求越来越严格、能源价格越来越高、能源供应越来越紧张的情况下，干熄焦的优点就越发的显著。44推广应用2004年3月底，国产化示范工程马钢125th于熄焦装置投产，其国产化率为90。2004年7月，国产化另
