技术研发TECHNOLOGY MARKETVol. 21,No. 7,2014 解析干熄工艺下大容积焦炉配煤及焦炭性能 (山西焦煤集团五麟煤焦开发有限责任公司, 山西 太原 032200) 要:干熄焦工艺作为一种新型技术,因具有资源可回收利用、有利于环境保护以及能够提高焦炉内焦炭质量等优点,在大型焦炉和富氧喷煤中得到了广泛应用,干熄工艺的深入研究对企业的发展有着重大的意义。 因此,需要不断对工艺 进行改进,提高焦炭性能,促进焦化行业的可持续发展。 该技术的深入研究对钢铁企业的发展有着重大意义。 文章主要 对配煤及焦炭性能的研究进行了简单介绍,并详细阐述了干熄工艺及提升焦炭性能的一系列措施。 关键词: 干熄工艺; 大容积焦炉; 焦炭性能doi:10. 3969 issn.1006 -8554. 2014. 07. 113 引言近几年,随着经济和科学技术的快速发展,大型化焦炉以 及干熄工艺的应用也越来越多,并且随着市场竞争的日趋激 烈,使得焦煤资源供不应求,而且它已经成为可维持焦化这一行 业能够可持续发展的重要方式。 因此,配煤炼焦显得尤为重要, 并且干熄工艺的深入研究对企业的发展有着重大的意义。 需要 不断对工艺进行改进,研究出大容积焦炉的具体配煤情况以及 合理的配煤方案,提高焦炭性能,促进焦化行业的可持续发展, 干熄工艺技术的深入研究也对钢铁企业的发展有着重大意义。 配煤的意义所谓配煤就是将两种或两种以上的单一煤料按照一定的 比例混合在一起,并对其进行加工,目的就是制得所需的焦炭。 将几种单一煤料混合在一起不仅能够提炼出较优质的焦炭,还 可以对煤料中的灰分、硫分等进行相应的调整,主要就是为了 提高煤炭的质量;此外,提炼出的煤炭还能减少不必要的运输 费用、降低生产过程中投入的资金。 为了能够获得高质量的、优质的焦炭资源,配煤时需要遵 守以下几个原则。 首先,在能够满足用户提出要求的前提下, 按照配煤的比例制得的焦炭必须要符合焦炭自身的技术指标。 也就是说如果制成的焦炭不符合规定的技术指标,那么就要调 整配煤的比例,直至符合要求为止。 其次,为了降低生产过程 中所需煤的成本,在提炼出的焦煤符合规定要求的前提下,要 尽可能多的使用气煤或者是粘结性较弱的煤,而且在提炼过程 中还要降低煤的灰分、硫分等,以提高产品的产率,提升企业总 的经济效益。 最后,除了对配煤过程中的这些要求外,还需要 遵循基本的要求,就是要充分利用相应地区的资源和地形,采 取短距离运输,这样既能节省运输时间,又便于合理调配车辆。 配煤对焦炭性能的影响研究配煤的质量指标主要是以两种标准来衡量的,一种是化学 成分指标,主要包括灰分、硫分等物质;另一种质量指标是工艺 性质指标,主要包括细度、煤的粘结程度等。 因此,要使提炼出 的焦炭有较高的质量,配煤的质量指标至少应该能够遵循以上 指标要求。 1)灰分。 配煤的灰分对焦炭有着较高的质量要求。 如果 配煤所含的灰分较高,那么提炼出的焦炭就会有较低的强度, 并且灰分高的焦炭在冶炼过程中会对焦炉的透气性能产生影 响;而且高灰分的焦炭在提炼时会消耗过多的石灰石,无形之 中就会增加投资,也会导致焦炉生产焦炭的量下降。 在这种情 况下,应该严格控制配煤的灰分,以免对提炼出的焦炭质量产生 影响。 多数情况下经常使用弱粘结煤,主要是因为弱粘结煤储 量多,灰分含量也较低。 所以从灰分的角度考虑,在配煤时多会 使用挥发能力高、灰分含量低的煤种混合在一起制得焦炭。 2)硫分。 如果生产出的焦炭含硫量越高,那么就会降低焦 炭的质量;在配煤时需要将其含硫量控制在一定的范围内,如 果其波动较大,那么会对焦炉产生较大的影响,不利于焦炉炼 焦炭;所含的硫也具有较强的腐蚀性能。 从多方面考虑也应该 严格控制配煤中的含硫量。 在我国的焦化厂中,不同的焦炉对煤细度的控制也不一样。 一般情况下,对于顶装焦炉而言,煤的细度应控制 在80%的范围内,对于捣固焦炉而言,煤的细度应控制在90% 的范围内,并且不同的焦炉其对细度波动范围的要求是一样 的,都应该低于 1%。 细度过低就会影响提炼出的焦炭的强 度,细度过高会降低焦炉的生产能力,使得焦炭产出的质量较 低,不符合规范的要求。 因此,只有严格控制好煤的细度,才能 保证焦炭内部结构的均匀性。 4)煤的粘结程度。 煤的粘结性主要表现在膨胀压力方面 的,膨胀压力对煤粒的粘结性有影响,并且还能使煤粒的胶质 体能够均匀的分布在其中。 如果煤的粘结性较强,即膨胀压力 大,就会对焦炉的炉墙造成损害,使焦炭不能够正常提炼出来。 所以,要想使每一个环节能够正常进行,就需要通过实验来测 定所需的膨胀压力,以确定好煤的粘结性能。 干熄焦工艺干熄焦工艺是将在焦炉内高温加热以后的焦炭和惰性气 体两者直接接触,将焦炭的高温传递给惰性气体,在焦炉内,惰 性气体再将接收到的热量传递给液态水,从而使液态水转化成 水蒸气过程的一种新型工艺。 因其具有生产的能源可以再次 回收利用、环保等优点而在焦化厂广泛应用。 干熄工艺对焦炭性能的影响干熄工艺能够提高焦炭的强度,有利于焦炉内发生的反 技术研发TECHNOLOGY MARKETVol. 21,No. 7,2014 一个流程的净化效率,对净化的工艺加强管理,通过不断地优 化工艺来进一步地提高净化的效果。 在对硫进行脱除的过程 中,要充分地利用湿法脱硫中脱硫液可以再生的这一特性,选 用对有机硫的脱除效率较高且吸收量较大的吸收剂如 PDS、 NHD 等,把总硫的含量控制在100 mg 甲醇合成氢碳比的调整合成甲醇的有效有成分是 ,但是用CO CO要多出 50% 来,因此在工业的生产原料 中,要求二氧化碳的含量低一些,较为理想的氢碳比是: 15单从分子式来看,要合成单位质量的甲醇需要的氢气和一 氧化碳的比例是2 1,但在实际的工业生产中,这个比例的合成转化效率并不理想。 对于合成转化的反应,因为氢气在催化 剂表面的反应速率比较慢,是影响整个反应过程的控制步骤, 所以在一定的范围内提高氢气的含量对于提高反应速率和反 应进程,减少副反应都有较好的效果。 因此,在合成甲醇的过 程中要适当提高氢气的含量来提高甲醇的产率。 在反应的过程中,提高氢的含量有利于提高其反应的进 程,但是由于在实际的反应中碳和氢还是按照原本的比例生成 甲醇,因此使得出口中的气体中氢的含量较高,使得能耗消耗 增大,设备生产能力降低。 解决这一问题的方法是补碳,用回 收的烟道气中的二氧化碳或者用煤炭制水煤气来进行补碳。 控制较为合理的氢碳比对于提高甲醇的产量和增强资源的利 用有着重要的作用,在实际的生产中要重视此问题。 惰性气体含量的控制在焦炉煤气中含有一定的惰性气体,如氮气等,其会增加 能耗且降低甲醇的产量。 为了减少原料气中的惰性气体,首先 要重视炼焦的过程,做好相关的密封工作,降低空气的吸入;再 者要对转化气中的甲烷含量进行控制,使其保持在 根据实际的情况,一般惰性气体的含量控制在15%~25% 的范围内,氢碳比控制在2. 15 左右的原料气是较适宜进行甲 醇的制备的。 结语在甲醇的制备过程中涉及到了大量的较为重要和关键的 技术,其连续操作的工艺使得企业在生产的过程中要严格把控 每个环节的操作,任何一个工序出现差错都有可能产生一系列 的连锁反应,对甲醇的制备带来重大的影响,使得甲醇的制备 情况不理想。 为了使企业能够实现高产且稳定的运行,要在工 作中加强各工序之间的配合。 重视焦炉煤气的净化工作,这是 高效生产制备甲醇的重要前提。 在每个工艺环节控制好相关 的工艺指标,避免生产中不利于合成和转化的因素产生,实现 资源的利用,并使得企业获得较好的经济效益。 参考文献: 焦炉煤气制甲醇的工艺与探索[J].河北化工. 2010,10(4):27 -28. 30万吨/ 年焦炉煤气制甲醇工艺在工业中的应 天然气化工,2012,6(4):5-6. 武振林,李华,王维刚.30 万吨/ 年焦炉煤气制甲醇装置 转化工段工艺条件的优化[J]. 天然气化工. 2012,1(5): 40 -41. 四极杆质谱仪在焦炉煤气制甲醇工艺中的应用[J]. 现代仪器,2011,11(3):40 -43. (上接第178 因此,在缺少强结焦性煤的情况下,如果利用干熄工艺就可以用弱粘结性煤代替强结焦性煤,该工艺能够明显改善焦炉 内提炼焦炭的质量。 在大型的焦炉中应用干熄工艺效果更明 显,它能够在获得经济效益的同时也能获得可观的社会效益。 和干熄工艺相对应的是湿熄工艺,两者相比干熄工艺能够 提高焦炉的利用率,而且在反应过程中的反应性较低、机械强 度低,这些都有利于焦炭质量的提高;当湿焦工艺中的湿焦块 表面中的液态水变成水蒸气蒸发掉以后,会沉积大量的盐,降 低了焦炭的反应性能,不利于焦炉内焦炭的提炼。 原料煤预处理提高焦炭性能在干熄工艺下大容积焦炉提炼出的焦炭性能容易受到多 种因素的影响。 因此,应该针对这些因素对焦炭作相应的改 进,以提升焦炭的性能。 对原料煤进行预处理以提升焦炭性能有以下几种方式。 首先,煤调湿技术。 所谓煤调湿技术就是降低进入焦炉中煤的 水分,使其水分降低至原来的6% 7%,这样就会使焦炉中的煤在提炼过程中降低其耗热量。 焦炉中煤的水分降低,一方面 能够使提炼出的焦炭量大幅度增加,还能使在焦炉中的焦炭粒 度分布更均匀,使焦炭的性能得到提升。 其次,在进入焦炉之 前,对煤进行预粉碎。 前面提到煤的细度能够影响产生焦炭的 质量。 因此,在进入焦炉之前对煤进行预粉碎的目的就是为了 能够有效地改善煤料的细度,使粒度可以均匀分布。 适宜的预 粉碎细度可以有效提高焦炉中焦炭的质量。 最后,在焦炉中添 入添加剂。 添入添加剂主要目的就是为了改善煤的性能。 其中配粘结剂工艺在弱粘结性煤料中应用较多,它能够有效改善焦炉中焦炭的机械强度,提升焦炭的质量;配抗裂剂 工艺在高挥发性的煤料中应用较多,配抗裂剂的添加也可以改 善焦炭的机械强度,提高焦炭的质量。 结语面对日趋激烈的市场竞争,干熄焦工艺作为一种新型技 术,加之其具有资源可回收利用、有利于环境保护以及能够提 高焦炉内焦炭质量的众多优点,使得其已经成为钢铁企业获 得经济效益以及社会效益的主导方式,并且在大型焦炉和富 氧喷煤中应用更为普遍、更为广泛。 因此,提高焦炭的质量、 性能成为钢铁企业面临的重大问题,需要不断地、积极地研发 出新的技术和方法,以提高其质量,促进钢铁企业更好、更快 的发展。 参考文献: 捣固焦炉配套干熄焦工艺优化初探[J].酒钢科 技[J],2013,3(14):24 –26. 燃料与化工,2013,5(2):24–25,29. 潘国建,苏轮忠.改善干熄焦工艺和管理,降低焦炭烧损 中国金属学会炼焦化学分会.2012 术交流研讨会论文集.北京:中国金属学会炼焦化学分 会,2012.