【文章內(nèi)容簡介】 濕技術(shù)將入爐煤的水分降低至 6%~7%， 使煉焦耗熱量降低 ， 如果按正 常入爐煤水分為 11， 則采用煤調(diào)濕技術(shù)后水分降低了以干煤為 5% /1kg，基準煉焦耗熱量降低約 300kJ~350kJ。 由于裝爐煤水分的降低 ， 堆密度增加約 %。 焦炭的產(chǎn)量也將有所增加 。同時 ， 由于入爐煤的堆密度 增加和炭化室裝 初期升溫速度的提高都能促使焦炭品質(zhì)的提高 ，焦炭的粒級分布更趨均勻粉焦率 約提高 2%~ %。 c 配添加劑 所謂配添加物就是在裝爐煤中配入適量的黏結(jié)劑和抗裂劑等非煤添加物 ，以改善其結(jié)焦性的一種 焦煤準備特殊技術(shù)措施 。 配黏結(jié)劑工藝適用于低流動度的弱黏結(jié)性煤料 ， 有改善焦炭機械強度和焦 炭反應性的功效 ， 配抗裂劑工藝適用于高流動度的高揮發(fā)性煤料 ， 可增大焦炭塊度 ， 提高焦炭機械強度 ，改善焦炭氣孔結(jié)構(gòu) ， 改進結(jié)焦工藝 。 d 焦爐容積大型化 焦爐的大型化是實現(xiàn)我國煉焦行業(yè)協(xié)調(diào)健康可持續(xù)發(fā)展的一條重要途徑 ， 炭化室加寬 、加高 ， 提高單孔炭化室產(chǎn)焦量 ， 是煉焦技術(shù)的長遠發(fā)展方向 。 由于增大焦爐炭化室的容積在同等生產(chǎn)規(guī)模及外部環(huán)境下使得結(jié)焦時間延長可以大大減少出爐次數(shù)減少裝煤和推焦的陣發(fā)性污染 ， 改善煉焦生產(chǎn)操作環(huán)境大容積焦爐的自動化水平較高 ， 煉焦工序能耗大大降低 ， 勞動生產(chǎn)率也顯著提高 ， 大型焦爐的裝爐煤密度得到提 高降低了 ， 結(jié)焦速率使焦炭成熟均勻冶金焦炭的質(zhì)量便得到改善 ， 以包鋼焦爐為例在同種配煤比及焦爐生產(chǎn)均正常的情況下 JN60 型焦爐 ，提高了 焦炭 質(zhì)量， 降低了煉焦 能耗，煉 焦成本也 8 減少了 。 另外 ， 焦炭質(zhì)量提高后 ， 在高爐煉鐵生產(chǎn)中產(chǎn)生的延伸效益更是巨大的。 e 采用焦爐加熱自動控制系統(tǒng) 在傳統(tǒng)煉焦生產(chǎn)管理中 ， 一旦加熱制度制定后一般不會輕易改變 ， 但因裝煤不足 、 煤的水分波動煤氣的壓力波動 、 天氣變化 、 個別爐號因某種原因延長或縮短結(jié)焦時間等 ， 均對煤的炭化過程有一定的影響 。 如不及時調(diào)整 ， 可使焦爐爐溫產(chǎn)生波動 ， 供熱過量或供熱不 足 。采用加熱控制模型后 ， 可實時測量爐組的各種參數(shù) ， 從而達到使爐組的加熱處于平衡狀態(tài) 爐組的需熱量和能源供給平衡 ， 燃燒室的供熱有可能不一致或爐組在某一段時間供熱產(chǎn)生波動 。 動態(tài)調(diào)度模型和加熱控制模型可以逐漸使全爐組的加熱情況保持一致 。 煉焦生產(chǎn)發(fā)展的趨勢 目前，焦化行業(yè)面臨挑戰(zhàn)和機遇同在，困難與希望并存的形勢；都要以推進技術(shù)進步，提高經(jīng)濟效益為中心，抓好標準化操作和現(xiàn)代化管理，深化焦爐、化產(chǎn)和環(huán)保的綜合治理，搭理開發(fā)新產(chǎn)品，努力提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)能降耗，降低成本，力爭能出口創(chuàng)匯。同時 要努發(fā)揮我省焦化行業(yè)的整體優(yōu)勢，加強聯(lián)合，搞好技術(shù)交流和協(xié)作，實現(xiàn)焦爐及化產(chǎn)系列的優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、高效、低耗、長壽，使煉焦工業(yè)走上持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展的道路。 我們應該做到： 大力推進焦化企業(yè)的整合 大力推廣新型工藝裝備 積極發(fā)展焦化產(chǎn)品深加工 加大環(huán)保投入 [4]。 煉焦化學工業(yè) 煉焦化學工業(yè)是煤炭的綜合利用工業(yè)。煤在煉焦時，約 75%轉(zhuǎn)化為焦炭，其余是粗煤氣，粗煤氣經(jīng)過冷卻和用各種吸收劑處理，可以從中提取焦油、氨、萘、硫化氫、氰化氫和粗苯等，并獲得凈煤氣 [3] 。 凈焦爐煤氣是鋼鐵等工業(yè)的重要燃料，經(jīng)過深度脫硫后，還可以用作民用燃料或送至化工廠合成原料。 9 焦化廠主要生產(chǎn)流程如下 ： 煉焦化學產(chǎn)品數(shù)量和組成是隨著煉焦過程（主要是煉焦溫度）和原料煤的質(zhì)量不同而波動的。 炭化室的煤在 200176。C 以前，蒸出表面水份，同時析出吸附在煤中的二氧化碳、甲烷等氣體。隨著溫度的升高，煤開始分解，大分子芳香族稠環(huán)化合物側(cè)鏈的斷裂和分解，產(chǎn)生小分子的氣體和液體，煤炭開始軟化和熔融，形成膠質(zhì)體。 約在 600176。C 以前。從膠質(zhì)體析出的和部分從半焦中析出的蒸 氣和煤氣叫做初次分解產(chǎn)物，主要含有甲烷、二氧化碳、一氧化碳、化合水及初次焦油汽，以后溫度繼續(xù)升高，析出的氣體主要是氫及少量苯和焦油汽 [5]。 焦爐煤氣利用現(xiàn)狀及發(fā)展思路 a 焦爐煤氣利用現(xiàn)狀 按 2020 年產(chǎn)焦 12406 萬 噸 計算 ， 全年焦爐煤氣產(chǎn)量約 530 億 噸 。其中與 3 000 萬 噸土焦相伴產(chǎn)生的約 128 億 噸 煤氣在煉焦過程中全部被燒掉 ， 機焦爐產(chǎn)生的煤氣則經(jīng)過凈化后 ， 10 除部分用于焦爐自身加熱外 ， 剩余煤氣均不同程度地得到了利用。 鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中的焦化廠 ， 絕大部分焦爐均為復熱式焦爐 ， 一般采用高爐 煤氣加熱 ， 所產(chǎn)生的焦爐煤氣經(jīng)凈化后供給煉鐵、煉鋼、軋鋼等用戶。作為城市煤氣氣源廠的焦化廠 ， 絕大部分焦爐也為復熱式焦爐 ， 可采用焦爐煤氣加熱 ， 也可采用發(fā)生爐煤氣加熱 ， 所產(chǎn)生的焦爐煤氣經(jīng)凈化達到城市煤氣標準后供應城市居民用戶或工業(yè)用戶。目前 ， 以生產(chǎn)焦炭為主的獨立焦化廠 ， 如山西在土焦改機焦過程中新建的許多焦化廠 ， 除少數(shù)焦化廠所產(chǎn)的煤氣供應城市煤氣或工業(yè)用途如煅燒高鋁釩土、金屬鎂等外 ， 絕大部分焦化廠所產(chǎn)的煤氣均用于發(fā)電甚至直接燃燒放散 ， 未能得到有效利用 ， 浪費了大量的優(yōu)質(zhì)煤氣資源。 我國將會產(chǎn)生大量剩余焦爐煤氣的主要有 兩類焦化廠 ： 一是以生產(chǎn)焦炭為主的獨立焦化廠 ， 其生產(chǎn)的焦爐煤氣既不能供應城市煤氣 ， 又沒有合適的工業(yè)用戶 ； 二是目前供應城市煤氣的焦化廠 ， 如北京焦化廠、天津煤氣廠、上海焦化廠、青島煤氣廠等 ， 在采用天然氣取代焦爐煤氣供應城市煤氣后 ， 焦爐煤氣沒有合適的用戶。這些過剩的煤氣迫切希望找到經(jīng)濟合理高效的綜合利用途徑 [3]。 b. 焦爐煤氣凈化現(xiàn)狀 目前我國正在運行的焦爐煤氣凈化工藝很多 ， 要包括冷凝鼓風、脫硫、脫氨、脫苯等 ，在凈化煤氣的時回收焦油、硫磺、硫銨或氨水、粗苯等化工產(chǎn)品。我國煤氣凈化一般均采用高效的橫管初冷器冷 卻荒煤氣 ， 幾種不同的煤氣凈化技術(shù)主要表現(xiàn)脫硫、脫氨工藝方案的選擇上。脫氨工藝主要有水氨蒸氨濃氨水工藝、水洗氨蒸氨氨分解工藝、冷法水氨工藝、熱法無水氨工藝、半直接法浸沒式飽和硫銨工藝、半直接法噴淋式飽和器硫銨工藝、間接飽和器硫銨工藝、酸洗法硫銨工藝等。脫硫工藝主有濕式氧化工藝如以氨為堿源的法、 TH FRC 法及以鈉為堿源的 法 和濕 HPF ADA PDS 吸收工藝如氨硫聯(lián)合洗滌的法、索爾菲班法真空碳酸鹽法等。我國煤氣凈化工藝已達到或接近國際先進平。根據(jù)煤氣用戶的不同 ， 可選用不同的工藝流程滿足用戶對不同煤氣質(zhì)量的要求 [6]。 煤氣的冷卻原理及改進 煤氣的冷卻原理 煤氣的初步冷卻分兩步進行：第一步，是在集氣管及橋管中大量使用循環(huán)氨水噴灑，使煤氣冷卻到 80~90176。 C；第二步再在煤氣初冷器重冷卻。 煤氣在橋管和集氣管中的冷卻，通常是將 75176。 C 左右的循環(huán)氨水（在 150~200kPa 表壓下）經(jīng)過噴頭強烈噴灑形成細霧狀液滴，與橋管進口 650~750176。 C 煤氣在直接接觸條件下進行的。 11 細霧狀液滴為氣 液兩相提供了很大的接觸面積；起初，兩相間溫差很大；既存在對流傳熱，又有輻射傳熱，聯(lián)合傳熱系數(shù)很大。 因此，煤氣向氨水的傳 熱速率將會很高，煤氣溫度會迅速下降。但入口高溫煤氣中水蒸氣的分壓卻遠低于氨水溫度下的飽和蒸汽壓，氨水會快速汽化。于是，在氣、液兩相間形成了煤氣向氨水快速傳熱而降溫、氨水向煤氣快速傳質(zhì)而增濕過程。由于煤氣的平均比熱容遠低于水的汽化潛熱以及水的比熱容，所以煤氣溫度雖急劇降低， 而氨水溫升卻不多 [5]。 焦爐煤氣冷凝工藝的改進 回收車間擔負著焦爐煤氣的冷卻、輸送、凈化及回收焦化產(chǎn)品的任務。來自焦爐的高溫荒煤氣的體積大、水汽含量多，必須將煤氣冷卻以便于輸送和后續(xù)工序回收焦化產(chǎn)品。因此，初冷器的穩(wěn)定運行是整個 車間生產(chǎn)的基礎(chǔ)，而對兩段高效橫管式初冷器而言在二段實現(xiàn)連續(xù)除萘是生產(chǎn)工藝得以順行的關(guān)鍵。 a 馬鞍山鋼鐵公司煤焦化公司 的鼓冷工段分兩期建設 一期建 2 號初冷器，每臺冷卻面積為 4300 2m ，實行兩段冷卻，中部無隔液盤。二期建 3~7 號初冷器，每臺冷卻面積24000m ，也實行兩段冷卻，中部設隔液盤 ， 并對 3~7 號初冷器上下兩段分別用冷凝液混合粗焦油進行連續(xù)噴灑洗萘。 焦油氨水及煤氣冷凝液通過機械化焦油氨水澄清槽分離。 由 于萘從初冷器二段中大量凝析出來，為了利用含水 30%的焦油正常連續(xù)洗萘，原設計中 ， 要求運行時必須向混合液槽補充 ，但在實際運行中會帶來以下問題：由于受管道、泵等因素限制，混合液的水分始終很大，而且補充的粗焦油也容易堵塞噴灑孔和管道，運行費用不經(jīng)濟，除萘操作也難以實現(xiàn)連續(xù)運行。為此，我們在 3~7 號初冷器投產(chǎn)前，進行了如下 改造：新建 l 臺 350m 洗萘液槽，并將原 350m 的混合液槽改為混合液中間槽。初冷器一段冷凝液進入混合液中間槽，上層氨水自流到冷凝液槽，下層的油流進洗萘液槽。機械化焦油澄清槽上層的含水焦油也改為自流入洗萘液槽，用洗萘液泵 送往初冷器二段噴灑， 洗萘液槽中多余的混合焦油 滿流到冷凝液槽，電捕焦油器及風機的冷凝液也送入冷凝液槽，用冷凝液泵送往機械化焦油氨水澄清槽。由于初冷器一段沒有必要采用冷凝液混合粗焦油進行連續(xù)噴灑，故改為用熱氨水間歇清掃。 改造完成后，整個鼓風冷凝工序運行穩(wěn)定，效果很好，保證了焦爐生產(chǎn)和后續(xù)煤氣凈化 12 工藝的順行 [7]。 b 南昌鋼鐵公司焦化廠 提高噴灑液的質(zhì)量 將冷凝液中間槽中的部分冷凝液抽送至機械化澄清槽處理，同時往冷凝液中間槽加入適量的輕質(zhì)焦油和氨水，降低噴灑液的含萘量，增加其流動性，以提高初冷器的噴灑效果和減少初冷器的清掃次數(shù)。采取上述措施后，初冷器阻力的上升速度明顯變慢，初冷器和排液管的清掃次數(shù)也明顯減少，較好地穩(wěn)定了鼓風機的操作和降低了初冷器后煤氣的集合溫度。 改造冷凝噴灑泵的管道 。 兩臺冷凝液泵就可同時運行，一臺用于冷凝液噴灑，另一臺將冷凝液送至機械化澄清槽。改造后冷凝液泵的噴灑壓力提高到 ，既增加了冷凝液噴灑量，又提高了噴灑效果，初 冷器的清掃次數(shù)明顯下降。 提高冷凝液噴灑量 。 為 解決冷凝液噴灑量不足的問題。我們將兩臺冷凝液泵的吸入管分別接至冷凝液中間槽的同時，加大了吸 入管的直徑。 從而徹底解決了兩臺冷凝液 。 改進后生產(chǎn)實踐表明，不僅減輕了初冷器操作工的勞動強度，而且很好地控制了鼓冷系統(tǒng)的工藝參數(shù)，同時提高了焦油與粗苯的產(chǎn)率。 煤氣的鼓風工藝 焦爐煤氣作為高熱值氣源與其他氣源混摻后外供，焦爐煤氣經(jīng)初冷器冷卻后至電捕焦油器除去焦油，通過羅茨風機向外輸送。 鼓風機是焦化廠極其重要的設備，俗稱之為焦化廠的“心臟”。對其操作管理必須予 以高度重視。由于鼓風機的轉(zhuǎn)速和負載很大，為保證運轉(zhuǎn)正常，減少軸承磨損，要使軸承得到很好的潤滑，并在較低的溫度下進行工作，為此，軸承入口油溫為 25~45176。C ，出口油溫小于60176。C 。此外，對鼓風機的冷凝液排出管應按時用水蒸氣吹掃，否則，焦油黏附到葉輪上，使鼓風機超負荷運轉(zhuǎn)，影響煤氣的正常輸送?？赡軙?焦爐煤氣管道頻繁發(fā)生堵 塞，因此我們應該做好 防范措施 ： （ 1） 保證電捕焦油器開工率及捕集效率 降低煤氣中焦油含量 。 （ 2） 控制好初冷溫度 初冷后煤氣溫度不要超過 20℃ ， 防止萘在后續(xù)工段析出結(jié)晶 。 （ 3） 定期清掃煤氣 管路 保證管路坡度要大于 5‰ [2]。 13 鼓風工藝的改進： a 長治鋼鐵集團有限公司 ， 在煉鐵高爐生產(chǎn)中 ， 為降低焦炭耗量和生鐵成本、提高生產(chǎn)效率 ， 我國開創(chuàng)了高風溫、低富氧、大噴煤技術(shù)路線。目前國內(nèi)大部分高爐均已廣泛采用富氧鼓風技術(shù) ， 該技術(shù)的優(yōu)點是 ： 高爐富氧 1%,可使實際產(chǎn)量增加 3%～ 4%， 風口理論燃燒溫度升高 35～ 45 ℃ ， 高爐煤氣發(fā)熱值提高 %， 允許高爐噴吹煤粉 12～ 20 kg/t。 轉(zhuǎn)爐吹煉進入回收期 ， 達到煤氣回收的各項技術(shù)條件后 ， 即自動進行煤氣回收 。 回收時 ， 轉(zhuǎn)爐的活動煙罩下降 ，轉(zhuǎn)爐煉 鋼產(chǎn)生的高溫含塵煙氣經(jīng)過活 煙罩 ， 固定煙道進行冷卻 。即由轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)將煤氣冷卻 1000 以下 然后通過一文定徑溢流文氏℃ 管重力脫水器進行第 1 次洗滌除塵 再經(jīng)過 RD 閥可調(diào)喉口調(diào)節(jié)閥控制煙氣量 ， 經(jīng) 90176。 彎頭脫水器 ， 濕旋脫水器脫水后由鼓風機抽出 ， 再通過三通閥 ， 水封逆止閥進入煤氣柜 。 在回收條件不滿足時 ，則通過放散煙筒高空點火燃燒后排放掉 。 變壓吸附裝置技術(shù)特點及適用性 與傳統(tǒng) 技術(shù)相比 ， 變壓吸附制氧技術(shù)特點主要是 ： 工藝流程簡單 ， 不需要復雜的預處理裝置 ， 自動化程度高 。裝置運行獨立性強 ， 穩(wěn)定性好 ， 可靠性高 ， 可連續(xù) 供氧 ； 開停車時間短 一般 30 min 內(nèi)可達使用要求 ； 在常溫常壓下運行 ， 安全性能好 。 b 濟寧市某焦化廠鼓風機的改進 原設計與 66 型焦爐配套的鼓風工段設有三臺 F = 1200 2m 立管初冷器， 一臺 F =760 2m 橫管初冷器 ，采用 D320 離心風機兩臺，同時還備用三臺 LGA80 500 l 羅茨鼓風機，機后設有兩臺同心圓