干熄焦除尘灰烧结生产实践

烧结配用焦化除尘灰的研究与应用万义东，刘海军(河北邯郸钢铁集团西区炼铁厂河北邯郸056015)摘要：为了减少资源浪费，降低其对环境的影响，邯钢公司开展了烧结工序回收利用焦化除尘灰替代部分固体燃料的研究和应用。

此举实现了废弃物循环利用，在降低烧结固体燃料单耗的同时，烧结矿质量还有所改善，取得了较好的社会效益和经济效益。

关键词：焦化除尘灰；烧结固体燃耗；燃料破碎1 前言邯钢西区焦化厂生产的焦炭采取干熄焦冷却法，在干熄焦冷却过程中产生大量粉尘，经除尘器捕捉、收集，成为焦化除尘灰。

这种除尘灰粒度极细，<1mm比例在87％以上，其灰分较高(在28％左右)且发热值低、含硫高，若回收利用易增加焦炭成品灰分，故不适合焦化厂作为回配煤使用。

西区焦化厂每月产生除尘灰约4500t，2010年之前全部当作废弃物由附企公司无偿外排，这直接造成邯钢燃料损失约5万t／a。

为避免此部分损失，2010年初公司曾尝试将焦化除尘灰加到中速磨中和煤粉混合，一起喷入高炉。

但高炉使用2个月后发现，焦化除尘灰在炉内燃烧后易造成风口严重结焦，进而影响风口面积，造成炉况波动，调控困难。

故也不适宜在高炉回收利用。

2010年四季度，公司希望烧结工序能够回收利用焦化除尘灰，用以替代部分固体燃料，既实现废弃物循环利用，减少含碳资源浪费，同时降低烧结工序能耗和CO2排放量。

2 生产现状及分析焦化除尘灰能否用于烧结生产，对烧结矿质量和生产过程会产生怎样的影响？为此，西区炼铁厂就烧结使用焦化除尘灰的可行性进行了研究。

2．1 配用焦化除尘灰之前烧结固体燃料消耗烧结使用的粗焦粉是高炉入炉焦炭筛分后粒度不合格的筛下物，其预算价格只有800元／t，而外购无烟煤的预算价格为1100元／t，二者的价差在300元／t以上。

因此，烧结配用焦化除尘灰之前，所用固体燃料以粗焦粉为主，无烟煤为辅(粗焦粉供应不足时使用)，见表1。

2．2 配用焦化除尘灰之前固体燃料破碎粒度我厂要求烧结燃料破碎后粒度﹣3mm≥75％，平均粒度2．0mm左右。

2.2.2干熄焦灰来源干熄焦在生产过程中会产生大量的颗粒污染物（主要是焦粉），焦化厂的除尘灰将近90%都来自干熄焦除尘，干熄焦除尘灰是焦化除尘灰的主要组成部分。

为了减少扬尘以及符合大气污染物的排放标准，必须对含尘气体进行净化处理。

干熄焦净化除尘系统包括为保护锅炉、除尘风机而设计的一、二次除尘即工艺除尘和为收集干熄炉顶（高温烟气）、排出装置、皮带、循环风机后放散等处的粉尘的环境除尘。

其中经过一次除尘器分离出的粗颗粒焦粉进入一次除尘器的水冷套管冷却，水冷套管上部设有料位计，焦粉到达该料位后水冷套管下部的排灰格式阀启动将焦粉排出至灰斗。

从一次除尘器出来的循环气体含量约为10-12g/m3，流经锅炉换热后，进入二次除尘器进一步除去细颗粒焦粉。

从二次除尘器出来的循环气体含尘量不大于1 g/m3。

另外除尘地面站通过除尘风机产生的吸力将干熄焦炉炉顶装焦处、炉顶放散阀、预存段压力调节阀放散口等处产生的高温烟气导入管式冷却器冷却；将干熄炉底部排焦部位、炉前焦库及各皮带转运点等处产生的高浓度的低温粉尘导入百叶式预除尘器进行粗分离处理；两部分烟气在管式冷却器和百叶式预除尘器出口处混合，然后导入布袋式除尘器净化，最后以粉尘质量浓度低于100mg/m3的烟气经烟囱排入大气。

2.2.3干熄焦灰的性质干熄焦除尘灰收集的主要是经过一次除尘、二次除尘和环境除尘得到大量颗粒很小的焦炭，除尘粉是外观为灰黑色的直径小于3mm的颗粒。

其主要成分为固定碳，还含有一些杂质，如SiO2、CaO、MgO、Al2O3等。

其中一次除尘为粗除尘，故其粒级较大，二次除尘粒级较小，由于干熄焦环境除尘主要用于控制和收集干熄焦在装焦、排焦过程以及焦炭在转运过程中散发的粉尘，故其粒度最细。

通过工业分析发现，干熄焦除尘灰水分含量极低，固定碳含量高，一般在80%以上，还具有挥发分低及含硫量低等特点。

由于干熄焦除尘灰本质上为颗粒很小的焦炭，而焦炭是煤经过高温干馏后的产物，高温干馏的过程中，煤的挥发分不断析出，由于煤的结焦性而不断收缩，结构变得更加致密，因此干熄焦除尘灰的硬度比原煤大。

涟钢科技与管理 2018年第1期·23·干熄焦除尘焦粉回配炼焦试验研究彭陈辉1 易 妮2（1.涟钢技术中心；2.涟钢煤化公司）摘 要 涟钢技术人员利用40Kg 小焦炉进行除尘焦粉回配炼焦试验，研究探索除尘焦粉回配对焦炭质量的影响，以及最佳回配比例控制，较好的解决除尘焦粉的去向，实现了环保与经济双重效益。

关键词 干熄焦 除尘 焦粉 回配 炼焦干熄焦技术因其节能减排、促进焦炭质量提高等特点在钢企和焦化企业中应用越来越广泛。

但在干熄炉内，由于焦炭相互位移摩擦以及焦炭的烧损，比湿熄焦多产生一定数量的除尘焦粉，其产量约占焦炭产量的2%~3%。

干熄焦除尘焦粉，因灰分、硫分较高，颗粒细，外卖价格低，存在着二次污染和去向等问题。

国内少数焦化厂曾利用这些焦粉回配炼焦，既降低生产成本，又解决堆放污染生产环境的问题。

2013年根据当时公司生产状况，技术人员利用40 kg 小焦炉进行了除尘焦粉回配炼焦试验，研究探索除尘焦粉回配对焦炭质量的影响，以及最佳回配比例控制。

1 试验用煤及除尘焦粉的质量试验用煤选用的是焦化厂6 m 焦炉使用的生产配合煤，试验焦粉选用的是筛焦除尘焦粉、干熄焦一、二次除尘焦粉和切焦除尘焦粉三者的综合试样，其质量指标见表1。

表1 试验用煤和试验除尘焦粉的常规理化指标质量指标 Ad Vdaf Std G FCd ＜3mm 粒级试验用煤 9.84 28.36 0.62 81 61.75 75.0 除尘焦粉 14.42 3.16 0.90 0 79.8898.52 试验操作过程及相关规定2.1 模拟炼焦试验工艺及相关工艺参数要求模拟炼焦试验设备为煤炭科学院北京煤化工分院研制的双侧电加热40 kg 小焦炉，为保证每炉入炉煤的升温速度一致，每炉入炉配合煤的重量规定为40 kg 干煤，配合煤的水分均控制为10%，堆比重均控制为0.76 kg/m 3。

装煤前炭化室炉墙的初始温度为（700+10）℃，每炉试验规定必须在12 h 之内将炭化室的温度从700℃升至1050℃，在1050℃恒温7 h ，总结焦时间为19 h 。

除尘灰在顶装焦炉回配的炼焦生产实践近几年，随着焦化产能的日益扩大，对炼焦煤的需求量也与日俱增，导致部分炼焦煤煤种供应紧张，炼焦煤价格持续走高，铁矿石原料的涨价以及国家宏观政策的调控也制约了钢铁企业在成本控制上对焦炭价格的要求，因此市场上炼焦煤价格与焦炭价格产生倒挂现象。

在全球金融危机的背景下，全国的炼焦行业陷入前所未有的经营困境，我公司同样面临亏损大、亏损周期长的严峻局面。

适当采用一些低成本原料，成为公司可持续发展的必由之路。

本文论述了近年来八钢焦化分厂为了回收利用除尘焦粉，减少配合煤成本，通过小焦炉试验和大炉生产，在除尘焦粉回配炼焦的生产实践中取得良好效果。

标签：配煤；除尘灰；焦炭质量1 现状、必要性及意义除尘焦粉是炼焦生产过程中的副产品，它具有很高的热值，一般焦化企业都将其作为普通燃料低价出售，不但造成了能源的浪费，而且对环境造成污染。

我公司每年都有大量的除尘焦粉产生，主要来自焦化厂4座焦炉装煤、出焦、筛焦、储焦地面除尘站和干熄焦除尘站，目前焦粉产量约8000吨/年，焦粉回收利用急需解决。

2 采取的主要措施2.1 除尘灰指标分析通过多次取样分析，除尘灰Ad%波动较大，最高可达48.1%，平均23.27%，Vdaf1.72-6.54%平均3.24%，筛分比例其中<0.2mm的高达90%，满足工艺配加条件。

2.2 除尘灰的配煤炼焦试验试验以八钢焦化厂6米焦炉不同期生产配比为基准，分别进行了配加除尘灰0，0.5%，1.0%，1.5%，3.0%，5.0%不同比例的配煤炼焦试验。

通过试验数据分析，除尘灰配入后，焦炭M40均呈现不同幅度的下降趋势，M10升高。

对焦炭M40和大块焦比例的影响也随配煤结构的不同而不同。

配入0.5-1.0%，焦炭M40下降1.0%，M10升高0.3%。

除尘灰配入1%时焦炭大块焦比例最高，配入1.5%时，焦炭M40变化不明显，但大块焦比例下降；在气肥煤比例较高的情况下，配入3.0%后，焦炭强度恶化明显，M40急剧下降，M10升高，但大块焦率上升，5%的配入量与3%的焦炭质量相当。

焦化除尘灰回配炼焦生产实践摘要：近年来，随着干熄焦技术的推广应用以及装煤、推焦地面除尘，产生的粒度小于3mm的焦化除尘灰占到焦炭成品的4%左右。

目前，焦化除尘灰主要是运到烧结料场用于烧结或是作为瘦化剂回配炼焦。

焦化除尘灰主要成分是焦粉，而焦粉本身是具有一定石墨化程度的碳源，探索焦粉的利用技术对拓宽焦粉的利用途径具有十分重要的意义。

本文基于焦化除尘灰回配炼焦生产实践展开论述。

关键词：焦化除尘灰；回配炼焦；生产实践引言随着焦炉烟尘逸散的治理和干熄焦技术的推广应用，焦化企业在生产过程中产生了大量的除尘灰，除尘灰的主要成分是焦粉，焦粉率约占到焦炭成品的4%左右。

目前，焦化除尘灰主要是运到烧结料场用于烧结，也有部分焦化厂利用焦粉回配炼焦。

近年来，国内外高炉喷吹技术已经由单一喷吹烟煤或无烟煤发展到烟煤和无烟煤混合配吹，适合高炉喷吹的无烟煤资源有限，价格高。

而焦化除尘灰固定碳高，挥发分低，与无烟煤的性质非常相似。

焦化除尘灰代替部分无烟煤用于高炉喷吹，可以降低喷吹混合煤的成本，同时节约喷吹无烟煤资源，具有很好的经济效益。

1除尘灰的工艺指标除尘灰的主要成分是原料煤粉、焦粉或灰尘的混合物，是炼焦所需的炼焦煤和炼焦产品焦炭的混合物，只不过由于其粒度较小，在生产和运输过程中以浮尘形式存在于空气中。

对除尘灰的成分进行分析检验，并与相应的炼焦煤、焦炭指标进行对比，除尘灰灰分较高，硫分符合炼焦煤指标，挥发份远远低于炼焦煤指标，略高于焦炭指标。

煤是由活性组分和惰性组分组成，配煤过程就是将一定的活性成分与惰性成分混合的过程，只要其配比合适，就能生产出质量合格的焦炭。

在变质程度指标控制上，一般大型高炉所用焦炭炼焦配合煤的反射率控制在1．2%～1．3%。

河钢宣钢焦化厂将配合煤反射率指标控制在1．1%～1．3%，所配用煤种的活惰比在0．96～1．46之间，镜质组的平均最大反射率在1．073%～1．661%之间，因此，通过调整各矿点煤的配比，能够保证配合煤的镜质组平均最大反射率控制在1．1%～1．3%，活性组分配惰性组分比例满足焦炭质量要求。

治理炼焦污染的有效⽅法—⼲法熄焦治理炼焦污染的有效⽅法—⼲法熄焦1 前⾔在过去的很长时间内,炼焦⾏业⼀直采⽤湿法熄焦技术,即把炼成出炉的⾼温焦炭在熄焦炉中淋⽔降温。

这种熄焦⽅法的缺陷显⽽易见,上千摄⽒度⾚热焦炭遇冷⽔后,会产⽣携带⼤量含有多种有害物质和粉尘的⽔蒸汽向空中抛洒散落,严重污染周围环境。

⽬前,⼈类对于社会经济的可持续发展⾼度重视,控制环境污染呼声⽇益⾼涨。

在这种背景下,摈弃炼焦⾏业造成严重污染的湿法熄焦⼯艺,代之以⼲法熄焦应是当务之急。

2 ⼲熄焦技术2.1 ⼲法熄焦原理⼲法熄焦(Coke Dry Quenching,简称CDQ)是利⽤温度不⾼的惰性⽓体(⼀般为燃烧废⽓)在⼲熄炉中与⾚热红焦换热,从⽽冷却红焦。

吸收了红焦热量的惰性⽓体的温度⼤⼤升⾼,可⾼达900℃,将其送⼊蒸汽锅炉⽣产蒸汽。

然后,再把经过锅炉被冷却的惰性⽓体由循环风机⿎⼊⼲熄炉冷却红焦。

⼲熄焦锅炉产⽣的蒸汽或并⼊⼚内蒸汽管⽹或送去发电。

如此往复循环,在实现了清洁熄焦的同时,回收利⽤余热。

2.2 ⼲熄焦的⼯艺流程⼲法熄焦的⼯艺流程和主要设备如图1所⽰。

装满红焦的焦罐车由电机车及横移牵引装置输送到提升机井架底部。

提升机将焦罐提升到⼲熄炉炉顶,然后把焦炭装⼊⼲熄炉。

在⼲熄炉冷却室中,焦炭与惰性⽓体直接进⾏热交换。

焦炭冷却⾄230℃以下后,经排焦装置卸到带式输送机上,再转输去筛焦系统。

冷却焦炭的惰性⽓体由循环风机通过⼲熄炉底的供⽓装置⿎⼊⼲熄炉,在冷却室与红焦进⾏换热,当排出⼲熄炉时,⽓体温度约为900℃。

热的惰性⽓体经⼀次除尘器除尘后进⼊⼲熄焦锅炉换热,再经⼆次除尘器除尘后,由循环风机加压通过冷⽔预热器冷却⾄150℃,最后送⼊⼲熄炉循环使⽤。

除尘器分离出的焦粉,由专⽤输送设备将其收集在储槽内,以备外运。

⼲熄焦的装⼊、排焦、预存室放散及风机后放散等处的烟尘均进⼊⼲熄焦地⾯站除尘系统,进⾏除尘后放散。

3 ⼲法熄焦的优越性⼲熄焦⼯艺具有三⼤优点:避免湿熄焦对环境的污染,回收红焦显热和提⾼焦炭质量。

随着我国经济的快速发展和工业化进程的加快，焦炭产业作为重要的基础原材料产业，其节能减排和环境保护的要求日益严格。

干法熄焦技术作为一种先进的熄焦方式，因其节能减排、环保高效的特点，得到了广泛的应用。

为了深入了解干法熄焦技术的原理、工艺流程以及在实际生产中的应用，我于2023年XX月XX日至XX月XX日，在XX焦化有限公司进行了为期两周的实习。

二、实习单位及实习内容1. 实习单位：XX焦化有限公司2. 实习内容：- 了解干法熄焦技术的原理和工艺流程；- 参观干法熄焦生产线，观察生产过程；- 学习干法熄焦设备的操作和维护；- 参与干法熄焦生产线的调试和运行；- 调研干法熄焦技术在焦炭产业中的应用现状。

三、实习过程1. 实习初期：- 通过查阅资料和与技术人员交流，了解了干法熄焦技术的原理和工艺流程；- 参观了干法熄焦生产线，对干法熄焦设备进行了初步的认识。

2. 实习中期：- 在技术人员的指导下，学习了干法熄焦设备的操作和维护方法；- 参与了干法熄焦生产线的调试和运行，掌握了干法熄焦生产线的运行原理和操作技巧；- 对干法熄焦生产线的节能减排效果进行了调研和分析。

3. 实习后期：- 总结了实习过程中的收获和体会，撰写了实习报告。

1. 理论知识的提升：- 通过实习，对干法熄焦技术的原理、工艺流程以及设备操作有了深入的了解，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。

2. 实践能力的提高：- 在实习过程中，亲身参与了干法熄焦生产线的调试和运行，提高了自己的实践操作能力。

3. 团队协作能力的培养：- 在实习过程中，与团队成员共同完成了各项任务，培养了团队协作能力。

4. 环保意识的增强：- 通过实习，深刻认识到节能减排和环境保护的重要性，增强了环保意识。

五、实习体会1. 干法熄焦技术的优势：- 节能减排：干法熄焦技术可以节约大量的水资源和能源，减少污染物排放；- 环保高效：干法熄焦技术可以有效降低环境污染，提高生产效率；- 提高焦炭质量：干法熄焦技术可以提高焦炭的质量，降低焦炭的水分。