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3.第三章 炼焦煤料的预处理

该方法始于上世纪50年代,当时在西德采用在煤塔下部将装炉煤无粘结剂 冷压成型后,直接放入装煤车装炉炼焦,由于型煤强度低,装入炉内已大量破 碎,效果不大。至上世纪60年代初,日本采用加粘结剂冷压成型的型煤进行配 型煤炼焦,取得了提高焦炭质量、扩大弱粘煤用量的明显效果。自1971年在新 日铁八幡厂建成第一套型煤装置以来,该技术在日本得到广泛应用,至70年代 末,日本采用配型煤炼焦工艺生产的焦炭已约占总焦炭量的50%。70年代中后 期,该技术出口到韩国、澳大利亚、前苏联等国。我国宝钢也从日本新日铁引 进了该技术,达到了多配华东弱粘结煤、满足4500立方米大型高炉对焦炭质量 的要求。并在装备、工艺和粘结剂的选择等方面取得了某些发展。
我国的鞍钢、本钢、马钢、包钢、首钢等都进行了半工业试验,准备采用 该生产工艺。
配型煤炼焦工艺流程
型煤
2、机理
配型煤炼焦改善焦炭质量的原因是多方面的。 (1)提高了装炉煤的堆密度
一般粉煤的堆密度为 0.72—0.75t/m3,型煤密度 1.1—1.2t/m3。配30%型煤后装 炉煤堆密度可达0.8t/m3以上, 显 然,堆密度的提高可改善煤 料的粘结性,改善焦炭质量。但 是,配30%型煤炼焦所得焦炭的强 度远比堆密度相同的压实煤炼焦 所得焦炭强度要高,如图所示。 这说明提高装炉堆密度不是配型 煤炼焦改善焦炭质量的唯一原因。
氨水中间槽
出焦
脱硫
硫磺
焦油
蒸氨
熄焦
终冷
脱苯
净煤气
生化
筛焦
粗苯
生化水
焦炭
焦化工艺流程图
第一节 煤料预处理过程的基本工艺 概述
1、工序组成:来煤、接收、贮存、倒运、配合、粉 碎、混合等工序。 有时还包括:洗选、解冻、干燥、调湿、预热、 成型、添加(剂)等工序。 2、生产目的:向焦炉提供数量充够、质量合格的炼 焦煤料。 “让焦炉吃饱、吃好!”
储煤场和配煤槽
干煤棚
1、接收(卸煤)
卸煤机械包括:卸车机械和卸船机械。 卸车机械包括:翻车机、螺旋卸车机、链斗卸车机、 装卸桥、门式抓斗起重机等。 卸船机械:卸船机。
翻车机
桥式螺旋卸车机
链斗卸车机
装卸桥
门式抓斗重机
卸船机
2、倒运 倒运机械包括:抓取类和堆取类两种。 抓取类:门式抓斗机等。 特点:笨重、生产能力小。 堆取类:堆取料机。 特点:轻便、生产能力大。 回煤率——经煤场储存的煤量占整个炼焦用煤 量的百分数。
贮煤场
堆取料机
一、原料煤的接受与储存
概述: 场所:接收与储存均在储煤场进行。 储煤的目的: (1)保证焦炉连续生产; (2)单种煤混匀,稳定装炉煤质量; (3)沥水,稳定装炉煤水分。 储煤场构成:卸煤机械、倒运机械、转运皮带 运输机、受煤坑(斗槽)、储煤场地等。 有时还有:室内煤库(干煤棚)等。
第五节
装炉煤的密实工艺
包括:捣固炼焦、配型煤炼焦等。
一、捣固炼焦
1、概念:将配合煤在入炉前用捣固机捣实成体积 略小于炭化室的煤饼后,从机侧炉门推入炭 化室的炼焦称为捣固炼焦。 见图。
2、意义:
1)可以扩大炼焦煤资源,多配用粘结性较差的煤料; 2) 对于粘结性较差的配合煤料,可以提高其焦炭强 度; 3)由于我国的煤炭资源可选性的特点,捣固炼焦可 以降低焦炭的灰分和硫分; 4) 由于粘结性较差的煤一般价格较低,捣固炼焦可 以降低原料成本。因此国家鼓励采用捣固法炼焦,对新上 捣固法炼焦项目给予部分减免所得税的支持。 适用于以高挥发分弱粘结煤为主的配煤炼焦。
(2)先粉后配流程
将不同煤种按性质分别粉碎到不同细度,再进行配合 和混合的工艺。
特点:可以按煤种特性分别控制适合的细度,有助于 提高焦炭质量或多用弱粘结性煤。但工艺复杂,需多特困 户粉碎机,配合后还需设混合装置,故投资大操作复杂。
(3)部分硬质煤预粉碎流程
当炼焦用煤只有1~2种硬度较大的煤时,可先将这种 硬质煤预粉碎,然后再按比例与其配合、粉碎。
(4)分组粉碎流程
将组成配合煤的各单种煤,按不同性质和林求,分成 几组进行配合,再分组分别粉碎到不同的细度,最后混匀 的工艺。 特点:这种流程可按炼焦煤的不同性质分别进行合理 粉碎,较先粉后配流程简化了工艺,减少了粉碎设备;但 与先配后粉流程相比,配煤槽和粉碎机多,工艺复杂,投 资大。一般适合生产规模较大,煤种数多而且煤质有明显 差别的焦化厂。
• 3、效果
• (1)改善焦炭质量
压 实
露 天 露 天 露 天 露 天
35
25 50 60 60
气 煤 肥 煤 焦 煤 瘦 煤
冬 季
夏 季 冬 季 夏 季 冬 季
露 天
露 天 压 实 露 天 露 天
80
60 90 90 150
贮煤场、配煤槽、堆煤操作
(2)储煤场的质量管理 1)来煤调配 2)质量检验 3)合理堆放和取胜 4)环境保护
二、装炉煤的配合与粉碎
1、配煤工艺与设备
配煤工艺:煤场配煤和配煤槽配煤。 我国常用配煤槽配煤。 (1)配煤槽的个数与容量 个数一般比煤种多2~3个。 容量一般为焦炉一昼夜的用煤量。
表3-6 配煤槽的数目与容量
规 模 /万t/a焦炭 10~20 46~60 90 120 180 180 配煤槽直径 /m 6 7 8 8 8 10 每个槽的容量 /t 200 350 500 500 500 800 槽的个数 4~6 4~7 7~8 10~12 12~14 10~12 适用煤种数 3~4 <5 5~6 5~6 6~7 5~6
2)电磁振动给料机
构成:给料槽体、激振器、减振器等。 调节:槽体开度、振幅。 特点:结构简单、布置紧凑、投资少、耗电量小、调节 方便;但,安装、调整要求严格、噪音大。
2、粉碎设备与操作
粉碎设备:反击式粉碎机、锤式粉碎机、笼型粉碎机 等。 (1)反击式粉碎机 构成:转子、锤头(板锤)、前反击板、后反击板、 外壳等。 细度调节:转子线速度、反击板与锤头之间的间隙。
(3)增强了装炉煤内的膨胀压力
型煤和粉煤加热软化时,型煤内部 的气体压力远大于粉煤,故型煤的体积 膨胀率也比粉煤大得多,如图所示;堆 积密度1.18t/m3的型煤总膨胀率达88%, 而堆密度0.72t/m3的粉煤总膨胀率只有2%, 因此型煤的膨胀将压缩周围粉煤,促进 其挤压,增强了装炉煤内部的膨胀压力,
并使型煤和粉煤互熔,生成结构统
一的焦块。
(4)粘结剂有改质作用
型煤中配有一定量的粘结剂,它不仅增加了煤料表面 的熔融成分,而且有助于改善焦炭的光学组织。
一般粘结剂为煤质软沥青,其用量占型煤的 6~7% 。 当配 30% 型煤时,其软沥青用量要占入炉煤的 1.8~2.1% 。 软沥青的对炼焦煤料的改质作用巨大,即使在配煤中添加 同量的软沥青对焦炭质量也有不可忽视的影响。
第三章 炼焦煤料的预处理
本章内容: 第一节 煤料预处理过程的基本工艺 第二节 配煤质量与控制 第三节 装炉煤的干燥、调湿与预热 第四节 配添加物炼焦 第五节 装炉煤的密实工艺 安排:2学时
概述:焦化工艺流程
来煤 接收 储存 倒运 配合 粉碎
电捕
输送
初冷

气液分离 液
冷却
炭化
脱氨
硫铵
焦油中间槽
油水渣分离 焦油渣
3、粉碎工艺
包括: 先配后粉工艺 先粉后配工艺 部分硬质煤预粉碎工艺 分组粉碎工艺 选择粉碎工艺。
(1)先配后粉流程
是将各单种煤先按规定比例配合后再粉碎的工艺。 特点:工艺流程简单、布置紧凑、设备少、投资省、操 作方便,但不能按各种煤的不同特性控制不同的粉碎粒度。 仅适用于煤料粘结性较好、煤质较均匀的情况,当煤质差 异较大,岩相不均匀时不宜采用。 这种工艺确定适宜的粉碎细度可在一定范围内改善粒 度分布,提高焦炭质量。 我国焦化厂配合煤的细度一般为73~82%,捣固炼焦时 细度大于90%。
(2) 捣实的煤料结焦过程中产生的干馏气体 不易析出,煤粒的膨胀压力增加,这就迫使变形 的煤粒更加靠拢,增加了变形煤粒的接触面积,
有利于煤热解产物的游离基与不饱和化合物进行
缩合反应。
(3) 热解产生的气体逸出时遇到的阻力增大, 使气体在胶质体内的停留时间延长,这样,气体 中带自由基的原子团和热分解的中间产物有更充
分的时间相互作用,有可能产生稳定的、分子量
适度的物质,增加胶质体内不挥发的液相产物,
结果胶质体不仅数量增加,而且还变得稳定。
这些都有利于增加煤料的粘结性,改善焦炭
质量。
4、捣固炼焦的效果
二、配型煤炼焦
1、概述
概念——将一部分装炉煤在装入焦炉前,配入粘结剂加压成型煤,然后与 散装煤按一定比例混合装入焦炉炼焦,叫配型煤炼焦。
• (2)增大了装炉煤的塑性温度区间
• • 所谓塑性温度区间是指煤料从软化熔融到固化的 温度间隔。塑性温度变宽有利于煤料的粘结。 配有型煤的装炉煤中,型煤致密,其导热性能比 粉煤好,故升温快,较早达到软化温度,且处于软化 熔融的时间长,从而有助于与型煤中的未软化颗粒以 及周围的粉煤相互作用,当型煤中的熔融成分流到粉 煤间隙时,可增强粉煤间的表面结合,并延长粉煤的 塑性温度区间。
装卸桥
门式抓斗重机
堆取料机
堆取料机——取煤操作
3、储煤场
(1)储煤场的容量及储存时间 储煤的容量一般为焦炉15 ~ 20天的用煤量。 储存天数见表:
表3-3 各种煤的允许储存时间
煤种 堆煤季节 夏 季 堆煤类型 未压实 储存期限/d 25~30
长焰煤
夏 季
冬 季 夏 季 冬 季 夏 季
(2)按加热特性区分煤粒子
活性组分:受热软化熔融的组分。多存在于粘结性强 的肥煤、焦煤中,易粉碎而宜粗粉碎。 惰性组分:受热不发生软化熔融的组分。多存在于粘 结性差的气煤、瘦煤中,难粉碎而宜细粉碎。
(3)装炉煤粒度分布原则
1)装炉煤的细粒化和均匀化 2)装炉煤的粉碎:选用不同的粉碎机 3)控制装煤粒度的上限和下限 4)装炉粒度分布的堆密度最大原则
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