顶装焦炉改捣固焦炉分析1

捣固炼焦的问题分析与改进摘要：我国煤炭资源和煤的种类分布不均匀，近年来随着工业的发展，可用煤炭资源越来越少。

如何开发利用其它新煤种，降低焦炭生产成本是焦化行业一直关注的问题。

在焦化企业中，炼焦用煤成本是焦炭生产的主要成本，通常占焦炭成本的75%～85%，所以，降低焦炭生产成本，主要就是降低装炉煤成本。

利用捣固炼焦技术，在配合煤中配入各种低价煤是降低装炉煤成本的有效途径之一。

捣固炼焦配煤技术具有通用性和特殊性，在满足捣固炼焦入炉煤基本控制条件的情况下，针对各地煤炭资源质量情况的不同，配煤技术方案也不完全相同。

不同企业的生产设备和生产条件不同，捣固炼焦入炉煤适用的控制范围也不完全相同，但入炉煤质量对捣固炼焦生产和焦炭质量的影响规律是基本相同的。

在捣固炼焦生产中，只要是适合企业生产实际，在保证焦炭质量的前提下，能充分利用炼焦煤资源，降低焦炭生产成本，稳定焦炭生产操作的配煤技术都是可行的。

本文分析了配入各种低价煤种应用于捣固炼焦，对焦炭质量及生产成本的影响，并对捣固炼焦技术的发展方向进行了展望。

关键词:捣固炼焦；配煤技术；装炉煤成本相对于顶装焦来说，捣固炼焦具有更大的优势，主要表现在能够提高产量和质量、降低配合煤成本、提高焦炭视密度和堆积密度等。

随着社会经济的飞速发展，捣固炼焦技术也在蓬勃发展，国内很多企业的中小容积焦炉已经逐渐从原本的顶装煤炼焦改造成了捣固炼焦技术，这一项技术正被越来越多的应用起来。

一、捣固炼焦存在的问题及原因分析在实施捣固炼焦工艺技术的过程中，主要会出现四个方面的问题：煤饼的稳定性不够、温度控制的不合理、集气管和焦油盒的运转不顺畅、装煤时机侧易冒大烟。

1.煤饼的稳定性不够，容易垮塌这种问题是捣固炼焦中最常见的一种了，简单说就是煤饼在推出的过程中无法保持稳定，经常在途中出现垮塌现象，造成工作浪费。

煤饼的垮塌具有很严重的后果，散落的煤饼不但会对现场的环境造成影响，而且还会对炼焦的产量及整个流程的操作造成一定的影响，所以我们必须要重视这个问题。

项 目捣 固 炼 焦 顶 装 炼 焦入炉煤水分‎ 严格控制在‎8％～13％。

Dilli ‎n gen 要‎求10％～12％、Tata 要‎求9％～10％才能得到具‎有最理想的‎抗压强度和‎抗剪强度的‎煤饼。

需配置煤棚‎或煤干燥、煤加湿装置‎。

当煤水分接‎近14％时，煤饼倒塌率‎大大增加相对不严格‎ 8%～14％配煤的煤种‎ 必须依据所‎需的焦炭质‎量，对原料煤的‎资源情况和‎经济性进行‎综合评估，通过配煤试‎验选择适宜‎的配煤比相对不严格‎ 入炉煤粒度‎ 捣固焦炉越‎高，对入炉煤粒‎度和粒级分‎布的要求越‎严格。

为了得到足‎够强度的煤‎饼，必须将煤料‎细度粉碎至‎＜3mm 级含‎量为90％左右，同时细粒级‎的含量（＜0.5 mm ）在45％～50％ 相对不严格‎。

一般＜3mm 的占‎73％～82％装煤操作 当出现煤饼‎掉角、倒塌等事故‎时，处理复杂，影响焦炭产‎量。

国外某厂捣‎固焦炉投产‎初期时，煤饼倒塌率‎为万分之一‎，生产22年‎后的现在，每天装煤9‎8孔，总有1～2孔的煤饼‎出现问题，煤饼倒塌率‎为1～2％ 。

国外某厂4‎座共230‎孔4.5m 的捣固‎焦炉，每天装煤2‎51孔，平均有10‎孔左右出现‎掉角和局部‎倒塌现象，煤饼倒塌率‎为3.98％。

为此，在机侧操作‎台设置刮板‎机和胶带机‎，以将机侧操‎作台上的余‎煤输送至煤‎塔。

当煤饼掉角‎或倒塌时，将有部分煤‎饼推不进去‎，故特设了煤‎饼切割机简单焦炉机械 重量大(5.5米炉CP ‎机740t ‎/台；6.25米炉S ‎C P 机13‎50t/台，需引进)，结构复杂，备品车几乎‎无法设置，维修费用高‎；捣固机出现‎问题会影响‎装煤操作和‎焦炭产量重量小，简单，维修费用低‎装煤环保 敞开机侧炉‎门推送煤饼‎，产生大量烟‎尘，其中又含大‎量荒煤气、焦油和炭黑‎等可燃物，给烟尘治理‎带来极大困‎难基本解决 炉体寿命 短（一般20多‎年） 长（可达35年‎以上）多用弱粘煤‎ 可多用20‎％～25％弱粘煤；当为大型高‎炉生产高质‎量焦炭时，弱粘煤的配‎入量不能太‎多 必须增加型‎煤、煤调湿等煤‎预处理措施‎，才可多用1‎0％～15％弱粘煤同配比时，焦炭质量 M40提高‎3～5个百分点‎，M10改善‎2～4个百分点‎，CSR 提高‎1～6个百分点‎不变 入炉煤成本‎低（吨焦入炉煤‎成本可低2‎0～45元） 高 吨焦投资 对于5.5m 捣固焦‎炉，国产捣固机‎630元，进口捣固机‎680～750元 600元（6米顶装）捣固炼焦配‎煤入炉挥发‎34%都能保证焦‎炭质量，顶装炼焦配‎煤入炉挥发‎要在29%以内。

顶装与捣固焦炉化产产率的对比分析徐志全 单体刚 (唐山佳华煤化工有限公司)影响化学产品产率（煤热解）的因素很多，有原料煤的影响，它包括煤化程度、岩相组成、煤的粒度等，还有外界条件的影响，包括加热条件（升温速度、热解最终温度、压力）、装煤条件（散装、型煤、捣固、预热等）、添加剂和预处理（氧化、加氢、水解和溶剂抽提）等。

佳华公司顶装焦炉（一期系统）为两座55孔6m顶装焦炉，年生产能力为110万t；捣固焦炉（二期系统）为四座46孔6.25m捣固焦炉，年生产能力为220万t。

捣固焦炉化产系统开工初期焦油、粗苯等产品产率与顶装焦炉产品产率相比始终偏低，捣固系统配合煤挥发份Vdaf：29%，顶装系统配合煤挥发份Vdaf：26%，产率如图1、2。

图1 佳华公司顶装、捣固炼焦焦油产率对比图2 佳华公司顶装、捣固系统粗苯产率对比1 净化工艺对化产产率的影响1.1 焦油产率：捣固系统焦油的平均产率为2.43%，其中9月份焦油产率只有1.81%，与平均产率差距较大的原因：1）由于焦炉导烟系统问题，使煤气含氧高，电捕频繁跳车。

2）可能存在顶装、捣固系统焦油混油现象。

10、11月份焦油分离系统及电捕焦油器运行比较稳定，但与顶装系统焦油计划产率3.30%相比仍然存在很大差距。

在生产过程中发现，捣固系统剩余氨水较顶装系统剩余氨水颜色发暗，静置一天后变黑，目前状况有所好转，但颜色依然发暗，含油偏高（顶装系统：128.6mg/l，捣固系统：252 mg/l，每个月损失焦油约35t），通过目测捣固系统剩余氨水悬浮物较低，剩余氨水分离槽效果较明显。

捣固系统剩余氨水含油相对较高，对焦油产率有一定影响。

1.2 粗苯产率捣固系统粗苯平均产率0.83%（8月份粗苯生产不满一个月，所以未包含在平均产率内），粗苯系统从开工至今各指标控制比较稳定，洗苯效果较好。

每月洗苯塔后煤气含苯平均值如下：表1 化产系统9～11月份洗苯塔后煤气苯含量月份 9月10月11月塔后苯2.15 1.20 1.43（g/m3）洗苯塔后煤气含苯量多少反映煤气中苯的洗涤效果，技术指标要求洗苯塔后煤气含苯≤4 g/ m3。

临沂恒昌顶装焦与捣固焦对比优化目前，捣固炼焦是为了节约紧俏焦煤资源，扩大炼焦用煤范围而开发的技术。

捣固炼焦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，对煤种要求比顶装炼焦宽松。

捣固焦目前只在中小型高炉使用，在2000m3级高炉使用较少，在2500m3以上高炉未见过使用报道。

1、顶装焦与捣固焦质量对比三家顶装焦炭（中润、阳光和兖矿）。

中润是一级焦炭，阳光和兖矿是二级焦炭。

具体质量见表1-1所示：表1-1三家顶装焦炭质量六家捣固焦炭质量见表1-2所示：表1-2六家捣固焦炭质量焦炭成分与焦炭配煤有关，焦炭质量与炼焦工艺有关。

从以上两表我们不难看出。

顶装焦炭灰分在12.24～12.61，挥发分在1.13～1.14，硫分在0.66～0.67；捣固焦炭灰分12.06～12.58，挥发分在1.08～1.17，硫分在0.64～0.69。

捣固焦炭成分分布范围比顶装焦大，这与其炼焦使用的煤种范围相一致。

顶装焦炭CRI（反应性）在26.8～29.4，CSR 在64.5～66.5；捣固焦炭CRI（反应性）在23.8～28.1，CSR在63.6～70.6。

通过反应性和反应后强度范围比较，可以发现，顶装焦炭和捣固焦没有本质上的差距。

这也是为什么现在许多文献提倡使用捣固焦炭的一个原因。

下面我们来比较两类焦炭的粒度差别。

表1-3、1-4给出了目前一铁在用的焦炭粒度分级情况。

表1-3顶装焦炭粒度分级顶装焦炭小于25mm的占6.67%～7.56%，25～40mm的占18.58%～36.66%，40～60mm的占40.51%～45.10%，大于60的占15.52%～28.76%。

表1-4捣固焦炭粒度分级捣固焦炭小于25mm的占7.33%～9.62%，25～40mm的占21.62%～37.22%，40～60mm的占38.28%～57.6%，大于60的占10.4%～23.82%。

通过范围比较，我们能够看出，捣固焦整体粒度比顶装焦小。

顶装与捣固焦炉化学产率比较分析影响化学产品产率的因素很多，有原料煤的影响，包括煤化程度、岩相组成、煤粒度等，还有外界条件的影响，包括加热条件（升温速度、热解最终温度、压力）。

装煤调节（散装、型煤、捣固、预热等），添加剂和预处理（氧化、加氢、水解和溶剂抽提）等。

1、唐山佳华煤化有限公司化学产率比较：顶装6米2X55孔焦炉，配煤挥发分26%时，焦油产率3.3%,粗苯产率0.96%。

捣固4X46孔6.25米焦炉，配煤挥发分26%时，焦油产率2.43%,粗苯产率0.81%。

结论是捣固炼焦比顶装炼焦化学产品产率低。

2、影响化学产品产率重要因素（一）、原料煤影响（1）挥发分影响：在一定炼焦条件下，配煤挥发分越高，焦油、粗苯产率越高；在配煤挥发分相同条件下，焦炉操作温度越高，煤气发生量增加，特别是H2含量增加，焦油、粗苯产率越低。

（2）煤化程度煤化程度对煤的热解影响大，随着煤化程度程度的增加，煤中有机质热解温度逐渐升高。

由于顶装焦炉配煤中，煤化程度低的煤高于捣固焦炉，相应的焦油、粗苯产率高于捣固炼焦，符合公司的生产实际情况。

（3）岩相组成影响焦炭产率以丝质组最高，稳定组最低；煤气的产率以稳定组为最高，丝质组最低；焦油、粗苯产率以稳定组最高，丝质组最低。

（4）热解最终温度随着热解温度提高,焦油产率下降,煤气产率增加(H2增加,芳烃降低),煤气热值降低,700-800℃最适应生产芳烃.因此中心温度过高不利于化学品回收.不同温度干馏产品分布（5）炉顶空间温度和容积影响从化学产品质量产量来说,炉顶空间温度以750℃左右为宜,炉顶空间温度越高.二次热解越剧烈,化学产品越低;炉顶容积越大,煤气停留时间越长,易发生热解,化学产品产率降低.捣固焦炉炉顶容积大,易发生热解,化学产品产率低.（6）加热速度随着加热速度增加(结焦时间缩短),煤气、焦油、粗苯产率增加，所以结焦时间越长越不利于化学产品回收。

（7）最终热解压力（炭化室压力）热解压力增加，阻止化学物质的挥发，不利于化学产品回收。