【正文】 改善了成型煤的加工工藝和設(shè)備，從而使成型煤煉焦得到了很快的發(fā)展。我國(guó)寶鋼從日本新日鐵公司引進(jìn)了配型煤煉焦技術(shù)和設(shè)備，并在國(guó)內(nèi)首次大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。 一、基本原理 配型煤煉焦，其方法是在裝爐煤料中配入一定比例的型煤，然后裝爐煉焦的方法，該方法煉焦提高焦炭質(zhì)量的基本原理是： 1) 配入成型煤塊后，提高了裝爐煤料的密度。這樣可降低炭化過(guò)程中半焦的收縮，從而減少焦炭的裂紋，提高焦炭的強(qiáng)度。 2) 型煤塊中配有一定量粘結(jié)劑，從而改善了煤料的粘結(jié)性能，對(duì)提高焦炭質(zhì)量有利。 3) 型煤塊的視密度為 ～ ／ m3，而一般粉煤裝爐僅 ～ ／ m3。成型煤中煤粒相互接觸遠(yuǎn)比粉煤緊密，從而顯著地提高了型塊煤料的結(jié)焦性能。高密度型塊與粉煤配合煉焦時(shí)，在軟化熔融階段，型塊本體產(chǎn)生的膨脹，對(duì)周圍煤料施加壓緊作用，促進(jìn) 了煤料顆粒間的膠結(jié)，使焦炭結(jié)構(gòu)更加致密。 二、配型煤工藝 配型煤煉焦有兩種基本工藝，第一種工藝是新日鐵法，第二種工藝是由日本住友金屬公司開發(fā)。 新日鐵法 該工藝粉煤和成型煤采用同樣的配煤比，其基本流程是取出 30％裝爐煤用粘結(jié)劑成型制型煤，然后與其余 70％裝爐煤混合裝爐煉焦。 該工藝由日本新日鐵公司開發(fā)，寶鋼引進(jìn)此工藝，生產(chǎn)能力日處理原料煤約 2022t(成型量 )。該工藝主要設(shè)備包括混煤機(jī)、混捏機(jī)、成型機(jī)和網(wǎng)式冷卻輸送機(jī)，寶鋼選用的 4臺(tái)成型機(jī)每臺(tái)干基成型能力為 40t／ h。 型煤用焦油瀝青作粘結(jié)劑 ，混捏溫度約 100℃ ，熱壓成型。為了提高型煤強(qiáng)度，防止在貯運(yùn)過(guò)程中碎裂和粘結(jié)，成型后的熱煤球需冷卻，使其表面硬化，寶鋼采用網(wǎng)式冷卻輸送機(jī)，機(jī)械通風(fēng)冷卻，既可保證型煤質(zhì)量，又可以縮短冷卻時(shí)間。 住友法 該工藝是將非煉焦煤或弱粘結(jié)性煤?jiǎn)为?dú)添加粘結(jié)劑成型處理，然后按比例將成型煤配合到另外單獨(dú)處理的粉煤中，經(jīng)混合裝爐。其工藝流程如下： 裝爐煤 粘結(jié)劑 混合 裝爐 裝爐煤 +非粘結(jié)煤 混合 加熱混煉 成型 型煤 該工藝可以多用一些弱粘結(jié)煤，在同樣的原料煤配比條件下，由于弱粘結(jié)性煤的集中成型使用，使得住友法較新日鐵法對(duì)于改善煤料的結(jié)焦性能效果更好一些。 第二節(jié) 搗固煉焦 搗固法煉焦至今已有 100多年的歷史，它是各種非常規(guī)煉焦技術(shù)中發(fā)展較為完善的一種煉焦方法。 該方法是將配合煤料在搗固箱內(nèi)搗成體積略小于炭化室的煤餅后，由托板從焦?fàn)t的機(jī)側(cè)推入炭化室內(nèi)煉焦。 由于煤餅搗固后堆密度可由散裝煤的 ／ m3提高到 1.00～ ／ m3，因而煤料顆粒間距縮小，接觸致密，有利于多配入高揮發(fā)分弱粘結(jié)煤，并改善和提高焦炭的質(zhì)量。 一、搗固煉焦的特點(diǎn) 二、搗固煉焦的技術(shù)關(guān)鍵 什么是煉焦搗固技術(shù)？ ? 搗固煉焦是將散煤搗固成體積略小于炭化室的煤餅后，由側(cè)裝煤車托板從焦?fàn)t的側(cè)面推入炭化室內(nèi)高溫干餾。相對(duì)于傳統(tǒng)的焦?fàn)t工藝，搗固型焦?fàn)t采取了原煤預(yù)混搗固、爐頂消煙除塵車、旁插布袋式除塵器，集塵攔焦車以及增大爐門密閉性等措施，可以使焦炭生產(chǎn)過(guò)程中的污染物排放減少 75％，除塵率達(dá) 90％以上。這種技術(shù)可以有效減少主焦煤配比，增大焦炭強(qiáng)度、提高焦炭產(chǎn)量和質(zhì)量，有利于焦化副產(chǎn)品回收等，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益非常顯著。 一、搗固煉焦的特點(diǎn) 1） 擴(kuò)大煉焦煤源 可以多配入高揮發(fā)分煤和弱粘結(jié)煤煉焦，生產(chǎn)高爐用焦；也可滲入焦粉和石油焦粉生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高爐用焦和鑄造用焦，還可用 100％高揮發(fā)分煤生產(chǎn)氣化焦。 2） 焦炭質(zhì)量 在使用同樣的配煤比之下，搗固煉焦的焦炭質(zhì)量比常規(guī)頂裝煤煉焦有所改善和提高 3) 提高焦炭產(chǎn)量 搗固煉焦的裝爐煤堆密度是常規(guī)頂裝爐煤料堆比重的 ，而結(jié)焦時(shí)間延長(zhǎng)僅為常規(guī)頂裝工藝的 ～ ，故焦炭產(chǎn)量增加。 4)搗固煉焦炭化室的錐度 搗固煉焦既要減少煤餅與炭化室兩側(cè)間隙，又要保證能順利推焦，因此一般搗固焦?fàn)t炭化室仍有錐度，但錐度比項(xiàng)裝焦?fàn)t的錐度小得多，如德國(guó)迪林根中心焦化廠 6m搗固焦?fàn)t，其炭化室長(zhǎng) ，高 m, 平均寬 490mm，而錐度只有 20mm。我國(guó)新設(shè)計(jì)的 JN3886 型搗固焦?fàn)t，炭化室主要尺寸為：長(zhǎng) ，高 ，平均寬為 460mm，錐度僅 10mm，有效容積 ，結(jié)焦時(shí)間 19h，生產(chǎn)鑄造焦時(shí)結(jié)焦時(shí)間為 28h。 一、搗固煉焦的特點(diǎn) 第三節(jié) 煤干燥煉焦和預(yù)熱煉焦 一、煤干燥煉焦 二、煤預(yù)熱煉焦 一、煤干燥煉焦 煤干燥后煉焦，是將裝爐煤的水分干燥至 4％～ 5％后，即對(duì)裝爐煤進(jìn)行調(diào)濕，再裝爐煉焦。由于煤料水分降低，降低了煤料間水分表面張力，增加了煤料顆粒之間的潤(rùn)滑，可以提高裝爐煤的堆密度。又因?yàn)樗纸档停Y(jié)焦時(shí)間縮短，煉焦速度提高，改善了煤料的粘結(jié)性，提高了焦炭的質(zhì)量和產(chǎn)量，降低煉焦耗熱量，而且也可以降低火道溫度以減少 NOx排放量，同時(shí)也減少了焦化廠的剩余氨水量。 二、煤預(yù)熱煉焦 煤預(yù)熱煉焦，是指煉焦煤料在爐外預(yù)熱到 200℃ 左右，然后裝入炭化室內(nèi)的煉焦。 煤預(yù)熱煉焦的優(yōu)點(diǎn)明顯：煤預(yù)熱煉焦可以增加氣煤的用量、改善焦炭質(zhì)量；煤預(yù)熱煉焦可以縮短結(jié)焦時(shí)間，提高焦?fàn)t的生產(chǎn)能力，煤料預(yù)熱到 250℃ 裝爐，可以使焦?fàn)t的生產(chǎn)能力增加 35％以上；煤料中無(wú)水分蒸發(fā)吸熱，耗熱量可以節(jié)約 293kJ/kg?？紤]實(shí)際生產(chǎn)中存在其它影響因素，一般認(rèn)為，煉焦耗熱量可以降低 10％。煤料預(yù)熱后不含水分，這樣可大幅度減少焦化廠剩余氨水的處理量和含酚廢水的外排量。 第四節(jié) 其它煉焦方法 一、型焦生產(chǎn) 二、歐洲巨型煉焦反應(yīng)器 (JCR) 三、連續(xù)層狀煉焦法 四、帶熱回收的無(wú)副產(chǎn)回收煉焦技術(shù) 一、型焦生產(chǎn) 型焦就是利用非粘結(jié)性煤，通過(guò)不同的工藝成型后，再進(jìn)一步炭化制成型焦，用以代替普通冶金焦。正在研究開發(fā)的型焦方法有許多種，其中發(fā)展較快的有德國(guó)的 BFL法和 Ancit法、美國(guó)的 FMC法及日本的 DKS法等。 型焦成型工藝按成型時(shí)煤料狀態(tài)可分為冷壓成型和熱壓成型。前者煤料在遠(yuǎn)低于塑性狀態(tài)溫度下成型，后者煤料在塑性狀態(tài)溫度下成型。 冷壓成型又分為粘結(jié)劑成型和無(wú)粘結(jié)劑成型兩種。熱壓成型因加熱方式不同分為氣體熱載體和固體熱載體兩種類型，按配料不同又有單一煤種和配煤型焦之別。一般熱壓型焦的煤料必須具有一定的粘結(jié)性，而不依賴于外加粘結(jié)劑。 型焦生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)是可以利用高揮發(fā)份煙煤或部分利用低揮發(fā)份弱粘結(jié)煤生產(chǎn)符合高爐生產(chǎn)要求的冶金焦。因此對(duì)于擴(kuò)大煉焦煤源具有重要意義。 二、歐洲巨型煉焦反應(yīng)器 (JCR) 巨型煉焦反應(yīng)器是歐洲在煉焦技術(shù)作出的開創(chuàng)性研究項(xiàng)目，該技術(shù)在保護(hù)環(huán)境和煤資源兩方面都具有獨(dú)到之處。 巨型煉焦反應(yīng)器以相互獨(dú)立的單一炭化室的工作原理為基礎(chǔ)。第一座巨型煉焦反應(yīng)器的炭化室尺寸為寬 850mm，高 10m，長(zhǎng) 20m，炭化室有效容積為 150m3,單孔生產(chǎn)能力為 100t／ d，預(yù)熱煤溫度 189℃ ，火道溫度 1350℃ ，結(jié)焦時(shí)間 24h，炭化室錐度為零，爐墻用高密度硅磚砌筑，厚 60mm，每孔炭化室兩側(cè)是獨(dú)立的燃燒室，有獨(dú)立的加熱系統(tǒng)，以便調(diào)節(jié)加熱溫度，燃燒室三段加熱。蓄熱室有底置式和側(cè)置式兩種，炭化室爐墻用剛性墻 (鋼或混凝土 )錨定。采用預(yù)熱煤裝爐技術(shù)。 這種煉焦方法具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn) : 1)炭化室容積大大提高，充分發(fā)揮了大容積焦?fàn)t及寬炭化室所具有的優(yōu)勢(shì)，環(huán)境效益好。 2) 由于炭化室增寬并取消錐度，減少了炭化室錐度帶來(lái)的許多不利因素。 3) 炭化室采用剛性墻錨定，故適于較高的膨脹壓力。 4)煤料預(yù)熱裝爐和爐墻厚度減薄，煉焦用煤范圍寬，熱效率提高。 二、歐洲巨型煉焦反應(yīng)器 (JCR) 有關(guān)不同規(guī)模的煉焦?fàn)t及操作數(shù)據(jù)的對(duì)比見表 42。表中焦?fàn)t的年產(chǎn)量均按 200萬(wàn) t／ a生產(chǎn)能力進(jìn)行對(duì)比。 從表中數(shù)據(jù)可以看出，隨炭化室有效容積的增加，焦?fàn)t的密封面長(zhǎng)度、每天出爐數(shù)、每天打開各開孔總次數(shù)及清掃的密封面長(zhǎng)度等都顯著降低，這將大大減少煉焦生產(chǎn)操作中污染物的排放和改善操作環(huán)境。 二、歐洲巨型煉焦反應(yīng)器 (JCR) 三、連續(xù)層狀煉焦法 該方法是由烏克蘭煤化所研究開發(fā)的，它是利用直立式的炭化室進(jìn)行連續(xù)層狀煉焦，煤料由炭化室的上部分批給料并由專門的推料裝置推入炭化室，炭化成熟的焦炭由炭化室的下部排出。由于煤料受熱膨脹，炭化室在高度方向上具有錐度。 在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，在烏克蘭的哈爾科夫試驗(yàn)煉焦廣建設(shè)一套雙室連續(xù)層狀煉焦的工業(yè)裝置。工業(yè)試驗(yàn)裝置的基本尺寸為：炭化室寬 350mm，總長(zhǎng) ，有效長(zhǎng) 4m，高 ；有效容積 。每批加煤量， 400～ 420kg，壓至 950～ 1000kg／ m3之后推入垂直炭化室，每次以 300mm的距離下落，推料間隔為 20～ 30min，推力為 ～ a，生產(chǎn)能力 ≤ 30t／ d。 該方法具有以下主要優(yōu)點(diǎn)： 1) 改變煤料推移速度和時(shí)間間隔，從而適用不同的煤料及不同煉焦階段的加熱； 2) 爐內(nèi)煤料的堆密度可提高達(dá) 1000kg／ m3； 3) 擴(kuò)大了煉焦煤源，它與傳統(tǒng)煉焦工藝相比，可節(jié)約 70％的優(yōu)質(zhì)煉焦煤； 三、連續(xù)層狀煉焦法 四、帶熱回收的無(wú)副產(chǎn)回收煉焦技術(shù) 該方法是美國(guó) Jewell煉焦公司開發(fā)的一種生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冶金焦的煉焦技術(shù)。此技術(shù)不產(chǎn)生有害或有毒排放物，焦?fàn)t排出來(lái)的熱煙氣可用來(lái)干燥原料煤，并采取了回收廢熱產(chǎn)蒸汽發(fā)電的措施。 美國(guó)費(fèi)吉尼亞州 Vansant市建設(shè)生產(chǎn)的 2座 Jewell— Thompson焦?fàn)t組采取了回收廢熱發(fā)電的煉焦技術(shù)，不僅生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)焦炭，而且有毒物的排放量為零。此套焦?fàn)t 發(fā)電機(jī)綜合裝置主要有焦?fàn)t、熱回收和蒸汽生產(chǎn)設(shè)備、煙氣凈化設(shè)備和發(fā)電機(jī)組成。 煤干餾產(chǎn)生的揮發(fā)物在系統(tǒng)中燃燒，燃燒煙氣進(jìn)廢熱鍋爐，所有熱量以蒸汽形式回收，用以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。燃燒產(chǎn)生的廢氣經(jīng)充分冷卻、洗滌、使 SO2和粉塵達(dá)標(biāo) 后排放。 該焦?fàn)t的主要技術(shù)數(shù)據(jù)為：炭化室長(zhǎng) ，炭化室寬 ，炭化室中心距離 ，炭化室裝煤量 25～ 50t，結(jié)焦時(shí)間 24～ 48h。 JewellThompson煉焦裝置的優(yōu)點(diǎn)：可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)焦炭，人力工操作量少，整個(gè)煉焦期間無(wú)爐門泄漏，裝煤孔蓋或上升管有微量有毒排放物，簡(jiǎn)化了耐火磚型，程序裝煤減少了機(jī)器周轉(zhuǎn)時(shí)間等。 四、帶熱回收的無(wú)副產(chǎn)回收煉焦技術(shù)