炼焦新技术
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将各种经过洗选的炼焦煤按一定比例配合后,在炼焦炉内进行高温干馏,可以得到焦炭和荒煤气.将荒煤气进行加工处理,可以得到多种化工产品和焦炉煤气.焦炭是炼铁的燃料和还原剂,它能将氧化铁(铁矿)还原为生铁.焦炉煤气发热值高,是钢铁厂及民用的优质燃料,又因其含氢量多,也是生产合成氨的原料.焦炭主要用于高炉冶炼,其次供铸造,气化,有色金属生产和制电石,它们对焦炭有着不同的要求,其中高炉炼铁对其用焦(冶金焦)的质量要求是相当高的.冶金焦在高炉冶练过程中起着热源,还原剂,支承物三大作用.高炉炼铁过程发生一系列复杂的物理,化学变化.最主要是铁矿石(氧化铁)转化为金属铁.高炉状况的顺行,焦比,冶炼强度的高低,生铁含硫,磷,硅成分的多少等等,冶金焦都起着很重要的作用,冶金焦是高炉生产不可缺少的主要原料之一.要生产优质冶金焦,必须合理地选择和准备炼焦用煤,正确地掌握炼焦操作.一,炼焦原理及工艺流程(一)炼焦原理1,炼焦原理炼焦生产,基本原料是炼焦煤.将炼焦煤在密闭的焦炉内隔绝空气高温加热放出水分和吸附气体,随后分解产生煤气和焦油等,剩下以碳为主体的焦炭.这种煤热解过程通常称为煤的干馏.煤的干馏分为低温干馏,中温干馏和高温干馏三种.它们的主要区别在于干馏的最终温度不同, 低温干馏在500℃-600℃,中温干馏在700℃-800℃,高温干馏在900℃-1000℃.目前的炼焦炉绝大多数属于高温炼焦炉,主要生产冶金焦,炼焦煤气和炼焦化学产品.这种高温炼焦过程,就是高温干馏.2,炼焦煤的热解过程炼焦煤在隔绝空气高温加热过程中生成焦炭,它具有下列特性:当被加热到400℃左右,就开始形成熔融的胶质体,并不断地自身裂解产生出油气,这类油气经过冷凝,冷却及回收工艺,得到各种化工产品和净化的焦炉煤气.当温度不断升高,油气不断放出,胶质体进一步分解,部分气体析出,而胶质体逐渐固化成半焦,同时产生出一些小气泡,成为固定的疏孔.温度再升高,半焦继续收缩,放出一些油气,最后生成焦炭.。
浅析炼焦化工工艺流程及新工艺应用在我国经济日益发展的当下,资源稀缺问题仍然存在。
在人民的生产生活中,煤炭依然发挥着不可替代的作用。
煤炭作为一种稀缺性大且开采难度高的资源,其重要性主要体现在制造生产过程中。
煤炭的制作需经过较为严格的炼焦工艺,但此时得到的物质并不纯粹,资源浪费现象仍然存在。
为了实现煤炭资源的有效制作和利用,本文对于炼焦工艺做出详细研究,从工艺流程、新工艺应用等方面展开分析,以期推动该技术的推广应用。
标签:炼焦;化工工艺;流程;应用资源稀缺问题是当前世界各国面临的共同问题。
从经济学角度讲,资源的数量是固定的,而人的欲望是无穷的,我们不能够左右人的想法,却能够促进资源被有效开采和利用。
煤炭资源的开采本就不易,现在的技术水平还不能够保证资源被百分之百采用。
因此,在炼焦化工工艺中,技术人员应该严格监督化工的流程步骤,并适时采用新的工艺技术。
从炼焦工艺出发,本文对炼焦工艺、流程步骤以及新工艺的运用部署展开分析,希望能够为广大炼焦工作者提供有效帮助。
1炼焦化工的内容在煤炭生产过程中,炼焦阶段的要求较为严格。
普遍的炼焦化工工艺:首先炼焦化工工艺必须保持无氧,因此需要较高的温度,以1500℃为基本,对炼焦材料进行加工,然后对材料展开干馏措施,得到煤气和焦炭。
对于得到的煤气和焦炭,还需经过热分解环节得到相关的化学产品。
在高温炼焦过程中,气孔凭借自身的强度可以帮助加热炉起到支撑作用,这在炼铁工艺中更为明显。
炼焦工艺的资源浪费性较高,所产生的副产品也较高;面对炼焦工艺,胶质单体仍然是一大难题,由于其本身的粘附性以及挥发性较强,在生产中会受到膨胀压力致使体积变大,在一定程度上提高了炼焦工艺的难度[1]。
2炼焦的原理以及工艺流程2.1炼焦工艺的原理炼焦工艺是获得煤炭资源的主要手段在对炼焦煤进行高温加热之前,要保证炼焦煤处于一个密闭空间内,并且这一密闭空间内不存在空气。
高温加热炼焦煤会吸附附近的气体,产生一定的水分并且释放出热量,通过物理和化学反应产生焦油和煤气,形成固体焦炭,上述该过程属于干馏,通过温度高低不同其有低温、中温和高温三种类型,而多数煤炭企业主要运用的是高温干馏。
炼焦方法捣固炼焦介绍:一.捣固炼焦的价值与意义捣固炼焦技术是一种可根据焦炭的不同用途,配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤,在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后,从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦技术。
捣固炼焦是炼焦一项新技术。
其优势明显:技术捣固炼焦技术可多用弱粘结性煤,少用强粘结性煤,增大了炼焦煤料的可选范围,降低炼焦成本、改善焦炭质量,捣固炼焦工艺以其显著的经济技术优势,在国内得到迅猛发展。
捣固炼焦技术对我国焦化广大工作者来说,是一个新的课题,有待探索研究,在实践的过程中不断丰富捣固炼焦技术理论,以指导我国捣固炼焦技术的应用和发展。
捣固炼焦工艺是在炼焦炉外采用捣固设备, 将炼焦配合煤按炭化室的大小, 捣打成略小于炭化室的煤饼, 将煤饼从炭化室的侧面推入炭化室进行高温干馏。
成熟的焦炭由捣固推焦机从炭化室内推出,经拦焦车、熄焦车将其送至熄焦塔, 以水熄灭后再放到凉焦台, 由胶带运输经筛焦分成不同粒级的商品焦炭经研究发现:在相同配煤比之下,捣鼓炼焦大幅度提高了焦炭的冷态强度。
捣鼓可以改善焦炭气孔结构,提高焦炭反应强度。
捣固炼焦是用机械力将煤料的粒子压紧,因压紧而导致:①增加煤料堆密度;②因粒子的压紧而使胶质体填充的空隙减少,而相对扩展了粘结范围;③由于堆密度的增加单位体积内析出的煤气量增加,而提高了膨胀压力。
这些因素导致了焦炭多孔体的气孔壁增厚,气孔率降低且趋向均匀,因而M40、M10都有所改善,CRI和CSR也略有改善。
二.我国捣固炼焦的发展现状与发张趋势现状:捣固炼焦技术在我国炼焦生产中已占重要地位,目前,我国捣固炼焦炉分布在陕西、河北、山东等十三个省份,共有捣固炼焦企业81家,捣固焦炉168座,产能已达5035万吨,占焦炭产能的16.07%。
在现生产的捣固焦炉中,以炭化室高4.3米,炭化室宽500mm的焦炉为主,其次是炭化室高3.2米和炭化室高3.8米的焦炉;我国捣固炼焦炉平均炉龄较短,绝大部分焦炉炉龄在五年之内。
我国大型焦炉炼焦工艺技术优化与改进一、引言我国作为世界上最大的焦煤生产和消费国,焦炉炼焦工艺技术一直是焦化企业关注的焦点。
随着煤炭产业结构调整和技术进步,炼焦工艺技术的优化与改进变得尤为重要。
本文将对我国大型焦炉炼焦工艺技术的优化与改进进行深入探讨。
二、我国大型焦炉炼焦工艺技术现状1. 炼焦工艺技术概述我国大型焦炉炼焦工艺技术主要包括焦炭生产的原料选择、炉前处理、煤气利用和焦炉运行等环节。
目前,我国大部分焦化企业依然采用传统的炼焦工艺技术,存在能耗高、环境污染严重等问题。
2. 技术优化的迫切性随着国家对环境保护和能源节约的要求日益提高,炼焦企业迫切需要进行工艺技术的优化与改进,提高炼焦效率、减少能耗和污染排放。
三、技术优化与改进的途径1. 原料选择的优化优化煤炭、焦煤和炼焦助剂的选择,提高炼焦质量和产量,减少炼焦过程中的能耗。
2. 高效环保设备的引入引入先进的高效环保设备,如干熄焦技术、煤气余热利用技术等,降低炼焦过程中的二氧化硫和氮氧化物排放,实现清洁生产。
3. 先进控制技术的应用应用先进的控制技术,进行炼焦过程的自动化和智能化控制,提高设备运行稳定性和生产效率。
4. 节能减排技术的推广推广节能减排技术,如余热发电技术、焦炉废气治理技术等,实现能源的最大化利用和环境污染的最小化排放。
四、技术优化与改进的效果通过对我国大型焦炉炼焦工艺技术的优化与改进,可以实现以下效果:1. 提高焦炭的质量和产量,降低炼焦能耗。
2. 减少炼焦过程的环境污染排放,改善周边环境质量。
3. 提升焦炉设备的稳定性和运行效率,降低生产成本。
4. 实现清洁生产,符合国家的环保政策和节能减排要求。
五、结语我国大型焦炉炼焦工艺技术的优化与改进是一个复杂系统工程,需要从原料选择、环保设备引入、控制技术应用和节能减排技术推广等多个方面进行全面优化。
只有不断地改进和完善炼焦工艺技术,才能实现焦炭生产的可持续发展。
希望随着技术的不断进步,我国大型焦炉炼焦工艺技术能够实现更加环保、高效和可持续的发展。
炼焦新技术作者:苏晓晓化工08-1班19号摘要:在使用常规焦炉炉型的情况下,提高焦炭质量主要集中在对炼焦原料煤的预处理,改善焦炉的加热制度和对焦炭进行后序处理3个方面,本文列举了以上方面的几项新技术。
关键词:原煤预处理改善加热后序处理1 原料煤的预处理技术1.1捣固炼焦技术捣固炼焦,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。
装炉煤料捣固成煤饼后.从焦炉的机侧装入炭化室,其密度可以提高到950kg/ms一1 150kg/m3,质量增加27%,炼出的焦炭比顶装煤焦炉生产的焦炭抗碎强提高1%一6%,耐磨强度肘10改善2%一4%,反应后强度C凇提高1%一6%,在相同焦炭质量下,可多用20%一25%的高挥发分弱黏结性煤.使入炉煤料中高挥发分弱黏结性煤的配入量高达70%~80%。
1.2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,再与其它的粉煤混合,人炉炼焦。
在配煤比相同的条件下。
配型煤炼焦生产的焦炭与常规粉煤炼焦生产的焦炭比较提高2%一3%,变化不大或稍有改善,JIS转鼓试验指标提高1%-3%,CRI降低5%一8%,CSR提高5%一12%。
焦炭筛分组成有所改善。
大于80ram级产率有所下降,80ram~25ram级显著增加(一般可增加5%。
10%),小于25ram级变化不大.因而提高了焦炭粒度的均匀系数。
1.3煤调湿技术(CMc)“煤调湿”是“装炉煤水分控制工艺”的简称,是将炼焦煤料在装炉前去除一部分水份,保持装炉煤水分稳定在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(150℃~250℃),此时煤的水分为零,然后再装炉炼焦;而煤干燥没有严格的水分控制措施,干燥后的水分随来煤水分的变化而改变;煤调湿有严格的水分控制措施,能确保人炉煤水分恒定。
炼焦新工艺的国内外发展现状高温炼焦是煤气化、液化、炭化等转化技术中最为成熟的工艺,也是高炉炼铁、机械铸造最主要的辅助产业。
近年来,我国实际焦炭产量占世界总焦炭产量的一半左右,已成为全球最大的焦炭生产和出口国。
由此刺激了炼焦技术的快速发展,新建和改造焦炉数量直线上升,焦炉大型化比例显著提高。
干熄焦、捣固炼焦、焦炉信息化改造、炼焦生产自动化等一批新技术得到推广和应用。
扩大弱黏煤利用、配煤专家系统、煤与不同添加物的共焦化以及改善焦炭热性质等应用型研究也取得了可喜的成绩。
中国炼焦技术在国际上的地位也日益提高。
本文介绍了国内外炼焦技术的发展状况并作了简单论述。
1.国内炼焦工艺1.1国内炼焦技术发展的回顾建国初期我国只有日本和德国留下的老焦炉,工艺落后,装备较差,产量很低,根本无法满足新中国建设的需要。
1958年,我国自行设计和建设的第一座58型焦炉在北京焦化厂一次投产成功,标志着我国炼焦工业和城市煤气事业有了革命性的进步。
随之,一大批66型焦炉和70型焦炉如雨后春笋般出现,为推动我国重工业发展发挥了重要作用。
70年代末期和80年代,通过认真学习、吸收国外炼焦新技术,并结合我国国情,设计建设了6m焦炉。
仅在短短几年里,6m焦炉迅速推广应用,现已建成高于5m的焦炉39座(其中6m的27座,5.5m的5座,5m的4座),生产能力1800万t,占全国机焦产量的24%,在我国炼焦工业发展中占据了重要位置。
进入90年代,焦化环保技术、炼焦自控技术、各种新型炼焦技术和装备发展迅速。
我国炼焦工业在设计能力、产品产量、工艺技术水平等方面已逐步跃居国际先进行列。
1.2国内炼焦技术的发展截至1998年底,我国共有炼焦企业170余家,有各类机焦炉753座,炼焦能力8010万t/a,其中炭化室高4m以上的焦炉177座,炼焦生产能力5919万t/a,占全国机焦炉座数的23.5%、占炼焦设计生产能力的73.9%。
1997年全国生产焦炭13902万t,其中机焦7067.2万t,土焦6728.4万t。
智慧配煤炼焦在焦化行业的应用及展望摘要:随着我国焦化行业的发展,炼焦产业也面临着一系列新的挑战。
目前,焦炭产能过剩,价格低迷,煤炭资源供应紧张和经济效益低下等问题已经成为该行业的双重压力。
在炼焦产业中,智慧配煤炼焦技术是一种新型的炼焦工艺,它可以有效地提高焦炭产率和质量,降低生产成本,改善环境污染状况。
基于此,本文将对智慧配煤炼焦在焦化行业的应用及展望进行简单分析。
关键词:智慧配煤;煤炼焦;焦化行业;应用;展望1.智慧配煤炼焦的定义及原理智慧配煤炼焦是一种采用物联网、人工智能等现代信息技术手段,以煤炭、焦炭等为对象,对煤质进行精细化识别和实时监测,通过自主协调、调控、优化等方式,实现煤与焦实时匹配,从而提高煤炭利用率和焦化质量的创新技术。
该技术的核心在于实现智能配煤、炼焦过程的智能化控制和全过程实时数据的监控和管理。
智慧配煤炼焦技术主要基于以下原理:煤炭具有多种物理化学性质,如灰分、挥发分、固定碳含量等,不同的性质对煤的质量和使用价值有着不同的影响;同时,焦化过程是一种复杂的物理化学反应过程,需要平衡煤与焦炭之间的比例、温度和热量等多种因素的作用。
智慧配煤炼焦技术的实现,需要依靠一系列先进的技术手段。
首先,需要利用物联网技术对煤炭主要物理、化学指标进行实时监测,以便及时获得煤的质量信息。
其次,通过大数据分析和人工智能技术,将煤的质量数据进行加工处理,建立起一套完整的智能配煤模型。
最后,在焦炉炼焦过程中,通过配备数据采集系统、自动化控制系统及智能算法等手段,实现炼焦过程智能化控制,以提高焦炭品质和生产效率。
智慧配煤炼焦技术的发明,为焦化行业带来了一次技术革新。
其应用将有助于提高焦化质量、降低生产成本、降低环境污染等问题,为促进焦化工业的可持续发展做出了贡献。
在未来,随着人工智能、物联网和大数据技术的快速发展,智慧配煤炼焦技术将在焦化行业中持续发挥着重要作用。
1.智慧配煤炼焦技术在焦化行业的应用2.1在炼焦原料选择中的应用炼焦原料在焦化行业中具有至关重要的作用,如何选择优质的原料可以有效地提高焦炉的生产效率、减少能源消耗、降低炉渣产量和一氧化碳排放量。
炼焦新工艺随着工业的不断发展,需要生产更多优质的高炉用焦炭、铸造用焦炭、电热化学用焦炭及其他用焦炭,为此,摆在焦化工业面前的任务是提高焦炭质量,增强焦炭质量。
炼焦新技术因此得到了广泛的关注成型煤炼焦新工艺成型煤或标部分煤压块配煤,是将炼焦原料煤的一部分( 约3 0 " - - 4 0 %),加一定量的粘结剂混捏( 或不加粘结剂),,压制成具有一定形状,大小的型块,,再按一定比倒和原料煤配合,装入焦炉炼焦。
它是目前炼焦生产中应用最成熟的新技术之一:这种技术可以扩大炼焦煤资源,将弱粘结煤或不粘煤用于炼焦,摆脱或减轻焦炭生产受煤种制约的被动局面,,特别是对于缺少炼焦煤却有非炼焦煤的地区,利用当地煤炭生产型煤,进行配型块炼焦,可以减轻运输负担,降低生产成本,提高经济效益。
1几种压块配煤流程简介和评价1 .1 新日铁成型煤炼焦流程该流程为日本新日铁公司开发.如图1所示,从通常配合粉碎的煤料输送线上,分出约30 %的煤料,先将它粉碎列< 3mm,然后装入混煤机内,再加入6~7%的沥青质粘结剂,搅拌混合后,在混炼机(搅拌机)中用蒸汽加热的同时混炼,最后送至对辊机成型。
压出的型煤在冷却运输机上冷却至常温,经型煤贮槽送至焦炉煤塔。
型煤和粉煤分别放在煤塔不同格内,装炉时用各自的带式给料机按规定的比例送入装煤车煤斗,最后入炉这种流程较简单,在原有厂的煤处理车闻的基础上改建较容易,但在扩大使用非炼焦煤方面有一些局限性。
1 .2 住友成型煤炼焦流程该流程为日本住友金属公司开发,又称住友法或s u mi-C o a I 法。
如图2 所示,将一部分装炉煤与非粘结煤同ASP粘结剂( 减压残油和热裂解沥青)一起经破碎混合后,在带蒸汽加热的混炼机中混炼,再经成型机压成型煤(这部分占总量的30%),最后与70%的装炉煤一起加入焦炉中炼焦。
这种流程可以多用一些非炼焦煤,在总配煤量中不粘煤可配到2 0%以上,而低挥发分强粘结煤用量仅约10%,型煤的配料中不粘结煤达6 5 -7 0%.当成型机的工作与到贮煤塔的设备的操作同步时,可以不建型块贮槽,不设冷却输送带,基建投资可以太大降低。
炼焦新工艺炼焦新工艺随着工业的不断发展,需要生产更多优质的高炉用焦炭、铸造用焦炭、电热化学用焦炭及其他用焦炭,为此,摆在焦化工业面前的任务是提高焦炭质量,增强焦炭质量。
炼焦新技术因此得到了广泛的关注国内外先进的炼焦技术如下:捣固式焦炉提高焦炭质量的途径一、增加捣固时间。
提高煤饼堆比重,改善入炉煤粘结性入炉煤堆比重增加后,煤粒之间间隙减小、接触致密,填充煤粒间隙所需的胶质体液相产物将会减小,可以用较少的胶质体液相产物均匀分布在煤粒表面上,在煤粒之间形成较强的界面结合。
或者在胶质体液相产物量一定的情况下,会填充更多的煤,粒间隙、粘结更多的煤粒和惰性物质,增加弱粘结性煤的配入。
另外,堆比重增加将使煤饼更致密,生成的胶质体中的气态物质不易析出,增加了胶质体内的膨胀压力,迫使软化变形的煤粒更加靠拢,增加了变形煤粒的接触面积。
气体在胶质体内停留的时问延长,气体中带原子团或热分解的中间产物有更充足的时间相互作用,有可能生成稳定的、分子量适中的液相物质。
这样,胶质体不仅数量增加,而且变得稳定,因此增加堆比重能够改善煤料的粘结性。
在捣固设备一定的情况下,只能靠延长捣固时间来增加煤饼的堆比重。
在生产实践中,我们将捣固时间由原来的8分钟延长到12分钟,或者保持锤数×时间为1 10锤*分钟,同时优化了捣固程序,在保证煤饼稳定性的前提下,减小煤饼高向堆比重的差异,使焦炭质量更均一。
在入炉煤堆比重提高后,在保持焦炭质量不变的情况下;可以多配入弱粘结性的气煤和瘦煤(或无烟煤、焦粉等瘦化剂),从而进一步降低生产原料煤成本。
二.提高加热速度。
改善入炉煤粘结性提高加热速度可以增加胶质体的温度间隔,一方面胶质体生成的初期热分解速度大于缩聚速度,使生成的胶质体中液相产物量增加;胶质体的粘度减小、流动度增加,液相产物更易填充煤粒间隙;气态物质来不及析出,增加了胶质体的膨胀压力,使煤粒粘结更加紧密,焦炭结构更均匀。
另一方面,胶质体温度间隔变宽后,配合煤中各单种煤的胶质体软化区间和温度间隔能较好地搭接,胶质层彼此重叠程度变大,在较大的温度范围内煤料处于塑性状态,从而改善了人炉煤的粘结性。
试述炼焦节能环保新技术及其联合工艺1 炼焦节能环保新技术1.1 煤预热技术煤预热技术是炼焦前对煤料进行预处理的有效措施,可以脱除煤表面的水分,降低炼焦耗热量,还可增加装炉煤堆密度,提高焦炉生产能力。
20 世纪20 年代,煤预热炼焦技术在美国实验室开始研究,20 世纪50 年代末,法国、英国、德国等国家相继进行大规模的试验研究。
20 世纪70 年代,该技术迅速发展,相继出现了考泰克法、普列卡邦法和西姆卡法等煤预热技术并实现了工业化,相继在欧美及日本多个焦化厂建成投产。
1.2 煤调湿技术煤调湿技术是将炼焦煤料在装炉前除掉一部分水分,并保持装炉煤水分稳定的一种工艺。
煤調湿技术以其显著的节能、环保和经济效益受到普遍的重视,并得到迅速发展。
煤调湿技术起源于日本并得到了长足发展,日本先后开发应用了三代煤调湿技术,即热煤油干燥技术、蒸汽干燥技术和采用焦炉烟道废气的流化床干燥技术。
美国、德国等国家也进行了煤调湿装置的试验和生产实践,均取得较好的经济效益。
1996 年,我国第一套煤调湿装置在重钢焦化厂投产,采用的是热煤油干燥方式,但该装置已停产。
2008 年l2 月,太钢采用蒸汽干燥技术的煤调湿装置投产。
山东省冶金设计院股份有限公司研发设计了“调破一体化煤调湿技术”,采用干燥粉碎一体化工艺,流程短,投资及运行费用低,占地面积小,且适合于老厂区改造,以其独到的技术优势具有广阔的推广前景。
(1)节能效益。
采用煤调湿技术后,煤料含水量每降低1%,炼焦耗热量降低62.0MJ/t (干煤)。
当煤料水分从11%下降至5% 时,炼焦耗热量相当于节省372 MJ/t (干煤)。
太钢煤调湿项目装炉煤水分可由10%降为6.5%,结焦时间缩短4%,焦炉生产能力提高7%,每年可节能9226t 标准煤。
(2)环境效益。
新日铁认为,第三代煤调湿技术平均每吨入炉煤可减少CO2 排放量35.8kg 。
另外,煤料水分的降低,可减少1/3 的剩余氨水发生量,每吨煤能减少剩余氨水44kg 。
近年来,焦炭供应紧张,质量下降,成份不稳定,给高炉炼铁生产带来了负面影响。
先进炼焦技术有:1、煤粉碎工艺采用炼焦选择粉碎煤工艺:避免把各种煤先混合再粉碎,而要根据不同煤种,按不同粒度要求进行粉碎和筛分。
这种工艺能够提高煤的结焦性和减少焦炭裂纹,进而提高焦炭质量。
2、煤的调湿煤的调湿是将煤在装炉之前除掉一部分水分,一般控制水分在6%左右。
脱湿有显著的节能、环保和经济效益,同时可以提高焦炭质量。
煤脱湿可使用流化床技术,也可以用干熄焦发电机抽出的蒸汽为热源,热交换进行。
3、配添加剂在炼焦煤中适量配入粘结剂、抗裂剂等非煤添加剂,可以改善煤的结焦性能。
配入粘结剂工艺适用于低流动性的弱粘结的煤种,抗裂剂使用工艺适用于高流动性的高挥发性煤种。
4、煤的捣固把煤捣固,可以提高转炉煤料的密度,当配入30-50%的型煤时,其煤的密度可达到800kg/m3,可以显著改善焦炭质量,可以允许增加10-15%的弱粘结性煤的用量。
5、降低结焦速度或闷炉降低结焦速度和闷炉是为延长结焦时间。
对于粘结性能好的煤,延长结焦时间可以提高焦炭的强度。
6、干熄焦采用惰性气体熄灭红热焦炭的熄焦方法称之为干法熄焦。
与湿法熄焦相比,焦炭反应性降低,粒度均匀,使焦比降低2%,产量提高1%。
7、新型炼焦方法采用低水分熄焦工艺:在喷淋量和控制方法上进行改进,即可熄焦,又使焦炭水分降低(2-4%)、稳定,粒度均匀,裂纹减少,实现提高焦炭质量。
8、煤预热工艺将装炉煤预热到150-200℃后再装炉,不但可以降低煤中的水分,而且可以提高煤的流动性进而提高装炉煤的密度。
这样有利于煤的表面粘结和界面反应,进而改善焦炭的气孔结构,实现焦炭质量的提高。
课题名称:§3.5炼焦新技术课题时限:3学时授课类型:单一课的传授教学目的:了解煤的选择性破碎、煤干燥预热和调湿和干法熄焦的流程;掌握捣固煤炼焦、成型煤炼焦、煤的选择性破碎、煤干燥预热和调湿和干法熄焦的原理方法和特点。
教学方法:讲授、提问、讨论、教学内容:1.改进炼焦备煤2.捣固煤炼焦3.成型煤4.煤的选择性破碎5.煤干燥预热和调湿6.干法熄焦7.干法熄焦和煤预热联合8.预热压块分段炼焦9.热回收焦炉教学重点:捣固煤炼焦、成型煤炼焦、煤的选择性破碎、煤干燥预热和调湿和干法熄焦的原理方法和特点教学难点:煤的选择性破碎、煤干燥预热和调湿和干法熄焦的流程教学资源:媒体素材、课件、教学过程:教学计划、备课、上课(1、激趣导入;2、新授;3、小结)、作业处置、参考资料:《煤化工基础》李玉林化学工业出版社 2006北京《煤化工工艺学》陈启文化学工业出版社 2008北京《煤化学产品工艺学》肖瑞华冶金工业出版社 2006北京思考题:煤的选择破碎有何意义?(要求:课下讨论,并作出总结)作业题:干法熄焦的原理和流程?小结:1.改进炼焦备煤2.捣固煤炼焦方法和原理3.成型煤方法和原理4.煤的选择性破碎方法和原理及流程5.煤干燥预热和调湿方法和原理6.干法熄焦原理、优点以及流程7.干法熄焦和煤预热联合8.预热压块分段炼焦9.热回收焦炉教学内容详细资料如下:§3.5炼焦新技术炼焦新技术的发展方向:优化资源利用,扩大弱粘煤的使用率。
改善焦炭质量,以适应高炉大型化的要求。
节约回收能源;改善环保条件,有利于建设环境友好型社会。
提高自动化水平;提高产能,以提高劳动生产力1.改进炼焦备煤⑴合理配煤、煤破碎优化扩大炼焦煤源,改善焦炭的物理和化学性质⑵提高装炉煤堆密度改善焦炭质量,提高生产能力,增加弱黏结性的煤的用量等。
方法:捣固装煤部分配煤成型和团球配煤配有有机液煤干燥预热和调湿2.捣固煤炼焦⑴方法原理利用高挥发份弱粘结性或中等粘结性煤为炼焦煤的主要配煤组分,将配合煤在入炉前在捣固机内捣实成略小于炭化室的煤饼后,从焦炉机侧推入炭化室内的炼焦方法原理:因为通过对煤粉的捣固,使炼焦煤堆密度增加,有利于提高煤料的膨胀压力和粘结性。
“SCOPE21” 炼焦技术简介1 “SCOPE21” 炼焦技术发展情况SCOPE21工艺是一种符合21世纪要求的创新工艺开发,该技术与传统炼焦技术相比,具有节能环保、增产降耗和扩大炼焦煤资源范围等优势,日本煤炭利用综合中心与日本钢铁联盟从1994年到2003年,历时10年共同开发了“21世纪新焦制造技术(SCOPE21)”。
日本新日铁公司其位于Ohita厂的5号焦炉在世界上首次采用了“SCOPE21”炼焦技术,投资总计约370亿日元。
这座64孔焦炉2005年4月投入建设,2008年2月份建成投产,年产焦炭约100万吨。
随着该焦炉的投产,Ohita铁厂的焦炭年产能将增至420万吨。
该5号焦炉采用“SCOPE21”技术后,弱黏结性煤配比可提高到50%,与传统焦炉相比,每年二氧化碳排放可降低约40万吨。
2008年年初,攀钢启动了“SCOPE21炼焦新技术”课题研究,力促炼焦工序生产更加经济、节能、环保。
据悉,攀钢是国内第一家开始进行SCOPE21炼焦新技术研究的企业。
该课题研究组已完成了国内外信息资料调研和初步实验的准备工作,包括实验样煤的采集和工业分析,以及按实验要求制备炼焦用煤等,下一步,将就加热方法、加热速度等参数对煤焦性能的影响进行试验研究。
2 传统焦炭生产工艺简介2.1 煤炭干馏现行焦炭生产工艺是在焦炉内对煤进行干馏,入炉煤为水分9%左右或者是预热后将水分调湿到6%左右的煤,在炉内加热至950℃-1050℃干馏。
干馏过程分为4个阶段:(1)脱水软化区域,约加热到380℃,入炉煤先脱水,再出现软化;(2)热分解温度区:加热到460℃左右时,煤开始出现热分解,同时软化融熔,进一步升温后,形成半焦;(3)炭化温度区域:随着加热温度的上升,半焦收缩,在900℃时基本完成干馏反应:(4)焦炭生成区域:为了避免焦炉内出现加热不均,使焦炭质量产生偏差,通常加热到1000℃左右。
2.2 传统焦炭生产工艺中存在的问题及相应的改进措施现有的焦炭生产工艺,通常使用资源紧缺的一些强黏结性煤,生产效率较低、热效率较差,同时,还有煤气泄漏污染环境等问题。
炼焦新技术—煤调湿技术我国现有焦炉生产能力较大,占世界第一位,炼焦煤水分偏高,而且优质炼焦煤日益短缺,围绕现有焦炉和炼焦生产工艺,开发提高焦炭质量和利用炼焦余热的新工艺、新技术是适应企业发展,提高企业经济效益的有效途径。
煤调湿技术可降低入炉煤水分,降低炼焦耗热量,增加入炉煤堆密度,提高焦炭质量。
近几年来,煤调湿技术在国内外炼焦行业异军突起,得到了广泛的应用,究其原因是煤调湿技术具有其独特的优越性:可使焦炭和化工产品增产11%,提高经济效益;焦炉加热用燃料降低,减少耗热量;焦炭质量得到提高;充分利用了焦炉余热,取得了明显的经济和社会效益。
一、煤调湿(Coal Moisture Control ,简称“ CMC ”)技术简述煤调湿技术是通过直接或间接加热来降低并稳定控制入炉煤的水分,该技术不追求最大限度地去除入炉煤的水分,而只把水分稳定在相对低的水平,既可达到增加效益的目的,又不因水分过低而引起焦炉和回收系统操作的困难,使入炉煤密度增大、焦炭及化工产品增产、焦炉加热用煤气量减少、焦炭质量提高和焦炉操作稳定等效果。
二、煤调湿的基本原理利用外界热能将入炉煤在焦炉外干燥,控制入炉煤的水分,从而控制炼焦耗热量、改善焦炉操作、提高焦炭产量或扩大弱粘结性煤的用量。
三、工艺流程及发展煤调湿技术通过直接或间接加热来降低并稳定控制入炉煤水分,并不追求最大限度地去除入炉煤气的水分,而只是把水分稳定在相对较低的水平,就可以达到增加效益的目的,又不会因水分过低而引起焦炉和回收系统操作困难。
煤调湿技术于20世纪80年代初在日本开始应用,历经了3 种工艺技术的变革:第一代是热媒油干燥方式;第二代是蒸汽干燥方式;第三代是最新一代的流化床装置,设有热风炉,采用焦炉烟道废气或焦炉煤气对其进行加热的干燥方式。
1、第一代煤调湿技术第一代CMC是热煤油干燥方式,其工艺见下图。
热媒油式煤调湿工艺流程图利用热油回收焦炉上升管煤气显热和焦炉烟道气的余热,温度升高到195℃的热油通过干燥机将常温的煤预热到80℃,煤的水分由9%左右降到5.7%,调湿后的煤在运输过程中水分还将降低0.7%,装入煤水分保持在5%±0.7%。
2、第二代煤调湿技术第二代CMC是蒸汽干燥方式。
利用干熄焦蒸汽发电后的低压蒸汽或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。
其基本的工艺流程见下图,来自原料煤工序的湿煤经过进料螺旋输送机进入多管回转式干燥机,在干燥机体内,煤料与逆流运行的1.3MPa 饱和蒸汽环管充分接触,并进行热量交换。
煤料从干燥机入口向出口方向移动,当物料到达干燥机出口时水分降至6.5%,经出料口排出,与收尘器分离下来的粉尘混合后一起送至煤塔。
从入口处进入的220℃烟道气作为携湿气在携湿的同时利用自身热量也给物料提供部分热量进行调湿。
携湿后的烟道气由多管回转式干燥机的集尘罩顶部排出,排出的烟道气及夹带煤粉尘被引风机抽吸到布袋除尘器内进行气固分离。
气固分离净化后的烟道气经引风机引至安全地点排放。
调湿煤经输送、调湿等过程以后,采取了必要的除尘措施,防止粉尘飞扬。
在输送过程中,带式输送机设防尘机罩进行全封闭,头部落料点处设收尘设施。
1 螺旋进料机;2 环管分体式蒸汽回转干燥机;3 布袋除尘器;4 干燥引风机;5 出料螺旋输送机;6 皮带输送机环管分体式蒸汽回转煤调湿工艺流程图多管回转式干燥机是在普通回转圆筒干燥机内部安置了蒸汽加热管,加热管贯穿整个干燥机,以同心圆方式排成1-3 圈,干燥所需热量由蒸汽加热管提供,是间接连续干燥机。
加热管随筒体转动,进入干燥机的物料在转筒内受到加热管的升举和搅拌作用,被加热管提供的热量干燥,再借助于干燥机的倾斜度从加热口向出料口移动,从出料口排出。
物料中汽化的二次蒸汽从排气口进入尾气处理系统,除去粉尘后放空;对易燃易爆易氧化工况,还可采用惰性气体闭路循环,多管回转式干燥机传热面积大,热效率高,因此适用于处理量大、连续干燥的物料。
多管回转式干燥机内部的换热管组件为特制部件,采用直管与环管相结合,与采用直管固定换热管的蒸汽回转干燥机相比,增大了相同空间内的换热面积,保证了蒸汽与物料之间的充分热量交换,提高了干燥机的调湿效率。
每一组换热管组件均可单独从进料端抽出,可以及时实现换热管的更换和维护。
环管分体蒸汽回转干燥机的主要特点有:(1)、传热面积大,热效率高,热效率高达80%~90%;(2)、填充率高、处理能力大,适用于连续操作;(3)、干燥温度低,操作简单,使用方便;(4)、气体仅作为带走挥发组分的携带气,气体用量小,粉尘回收设备简单;(5)、密闭性能好,非常适用于易燃易爆易氧化的工况;(6)、使用方便,易于检修,结构简单,加工成本低。
3、第三代煤调湿技术第三代是最新一代的流化床装置。
在对前二代CMC技术实践和总结的基础上,新日铁开发投产了第三代也是最新一代的流化床CMC装置,取得了显著降低炼焦耗热量、提高焦炉生产能力和改善焦炭质量的效果,其工艺见下图。
流化床式煤调湿工艺流程图水分为10%-11%的煤料由湿煤料仓送往2个室组成的流化床干燥机,从分布板进入的热风直接与煤料接触,对煤料进行加热干燥,使煤料水分降至6.6%。
第三代CMC干燥用热源是由抽风机抽吸的焦炉烟道废气,其温度为180-230℃。
本装置还设有热风炉,当煤料水分过高或焦炉烟道废气量不足或烟道废气温度过低时,可将抽吸的烟道废气先送入热风炉,用焦炉煤气点火,使高炉煤气燃烧,提高烟道废气的温度。
入炉煤料含水量设定为6.0%是为了防止调湿后煤料产生过多的粉尘。
将CMC出口煤含水量设定略高于6.0%,是因为从CMC出口到焦炉的运输过程中会蒸发一部分水分。
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,防止发生爆炸等不安全事故。
经过多年的生产实践,第三代 CMC 技术的效果是:采用 CMC 技术后,煤料含水量每降低 1%,炼焦耗热量就降低约50.0MJ/t(干煤)。
当煤料水分从 10%下降至 6%时,炼焦耗热量相当于节省了200MJ/t。
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,焦炉生产能力可以提高约 4~10%。
改善焦炭质量,其 DI 值可提高 1~1.5 个百分点。
煤料水分的降低可减少 1/3 的剩余氨水量,相应减少剩余氨水蒸氨用蒸汽 1/3。
同时也减轻了废水处理装置的生产负荷。
节能的社会效益是减少温室效应,平均每吨入炉煤可减少约35.8kg 的CO2排放量。
因煤料水分稳定在 6%的水平上,使得煤料的堆密度和干馏速度稳定,有益于改善高炉的操作状态,有利于高炉的降耗高产。
煤料水分的稳定可保持焦炉操作的稳定,延长焦炉寿命。
采用流化床 CMC 所带来的问题是:煤料水分的降低,使炭化室荒煤气中的夹带物增加,使粗焦油中的渣量增加 2~3 倍,为此,设置了三相超级离心机,保证了焦油质量。
炭化室炉墙和上升管结石墨有所增加,为此,设置了除石墨设施,有效地清除了石墨,保证了正常生产。
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1.5 倍。
四、技术适用条件煤调湿技术是煤预热技术发展而来的。
与第一代和第二代CMC相比,第三代流化床CMC 技术工艺流程短,设备少且结构简单,具有投资省、操作成本低、便于检修、占地面积小及节能减排效果明显等优点。
根据煤调湿技术项目投资经济效益分析得知,只有炼焦煤水分含量超过9.5%的焦化企业,煤调湿技术投资内部收益率才能超过8%社会投资收益率,建设煤调湿装置才是经济的。
为此,从投资回报率角度看,我国南方、沿海及东北地区比较适合建设煤调湿装置。
三种煤调湿技术的适用范围下:导热油煤调湿技术操作环节多、投资高。
因此,现有导热油煤调湿技术需经改进后,才可以在独立焦化企业推广。
蒸汽煤调湿技术不节能还耗能,不能作为节能技术大力推广。
可以用于有富余低压蒸汽的钢铁联合企业。
烟道气煤调湿技术(第三代煤调湿技术)已经成熟,是比较理想的节能环保技术,符合国家节能方针政策。
五、CMC技术的优点及节能减排效果随着国内炼焦行业的快速发展,主炼焦煤即焦煤越来越紧张,因此增大弱粘结煤的配比势在必行。
而CMC技术从工艺以及实际操作经验上,可以解决此问题。
CMC具有以下主要优点:(1)、入炉煤堆密度增加据计算,每降低1%的水分,堆密度相应增加1.0%~1.5%,从而达到在炭化室有效容积不变的情况下,可以多装煤,从而达到增产的效果。
按水分降低4%计,可增产4~6%。
(2)、焦炉结焦时间缩短每降低1%的水分可以缩短结焦时间为0.5~1.0%,据此可以增加每天的出焦孔数。
因此也能增加焦炭产量。
(3)、每降低1%的水分,焦炭强度可以增加到0.15~0.2%,在保持原来的焦炭强度条件下,可以增加弱粘结煤的配煤比例。
一般情况下,可以增加5~8%的弱粘煤,具体数值要根据生产过程中对煤种进行试验确定。
(4)、由于入炉煤水分的降低,可以降低炼焦耗热量,每降低1%的水分可以节省41.8~83.6MJ∕t 煤的能源。
(5)、由于入炉煤总水分的降低,剩余氨水量降低,可以减少焦化污水的处理量。
节能减排效果(1)、改善炼焦煤的粒度组成,各粒级煤质变化趋于均匀;(2)、装炉煤堆积密度提高约5%,提高焦炉生产能力4%~10%;(3)、提高焦炭强度:M40提高1%~2.5%,M10改善0.5%~1.5%;(4)、焦炭反应性降低0.5%~2.5%,反应后强度提高0.2%~2.5%;(5)、降低炼焦耗热量约5%;节约焦炉加热煤气,装炉煤含水量每下降1个百分点,炼焦耗热量可降低45~60MJ/t。
当装炉煤含水量下降4个百分点时,可节省炼焦耗热量180~240MJ/t,相当于节约焦炉加热煤气 (混合煤气热值4000kJ/m3)45~60m3/t,折合标煤6.1~8.2kg/t。
(6)、减少废水排放,可减排蒸氨废水30~40kg/t,节约蒸氨用蒸汽6~8kg/t。
(7)、提高高炉生产能力1%~2%。
六、技术推广应用情况由于煤调湿技术显著的节能效果,近二十年来,日本先后开发了三代煤调湿技术,煤调湿技术在日本得到普遍的应用和推广。
各厂煤调湿装置基本都是将装炉煤水分由9%降到5%~6%。
截至2009年12月,日本共有15家焦化厂,47组(座)焦炉,其中有33组(座)焦炉配置煤调湿装置,占炉组(座)总数的70.2%,其中流化床4套,间接加热回转式10套。
1983年9月,第一代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1993~1996 年在我国重庆钢铁(集团)公司实施的―煤炭调湿设备示范事业‖就是第一代煤调湿技术。
处理能力140t/h,干燥器入口煤的水分11.0%,干燥器出口煤的水分6.5%,此套系统经调试后,由于多种原因没有顺利运行,现已闲置荒废。