CN101148592A - 二段式回转窑热解炭生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冶金行业炼焦生产热解炭的新工艺，此工艺步骤为：将一定规格的块煤经皮带机、筛子、储料斗送入一段回转窑进行干馏热解，鼓风机二次送风，热解后的热解炭进入二段回转窑进行冷却，冷却后经热解炭筛子、热解炭皮带机分粒储存，为高炉做喷吹原料；煤在一段回转窑进行干馏热解产生的煤气直接进入煤气二次燃烧炉，将有害气体进行充分燃烧，燃烧后的废气进入余热锅炉产生蒸汽，再由蒸汽汽轮机发电。本发明工艺先进、技术可靠，流程简单、环保效果好、资源合理利用、产品质量稳定、工艺参数可调、能够生产满足高炉使用的热解炭，可大幅度缓解喷吹煤资源供应紧张的问题。

Description

二段式回转窑热解炭生产工艺

技术领域

本发明涉及冶金行业炼焦生产热解炭技术领域，尤其是一种二段式回转窑热解炭生产工艺技术，并以热解炭替代煤料为高炉提供优质的喷吹原料，可以缓解高炉喷吹优质煤供应日趋紧张的问题。

背景技术

随着炼焦生产能力迅速增加，使炼焦煤的供应趋于紧张。为了缓解这一矛盾，减少高炉用焦量，高炉喷吹粉煤技术得到了迅速发展，高炉喷吹煤粉是高炉节约焦炭、降低生产成本的主要措施，同时也可以改善钢铁工业能源结构。大力推广和发展高炉喷煤技术对降低生产成本，促进冶金企业的发展意义重大。原来出于高炉安全性和技术性考虑，只喷吹无烟煤，喷煤比低，并且煤资源有限；现在各大钢铁企业，都采用复合煤进行喷吹，不但扩大了煤源，而且提高了喷煤比，但由于钢铁行业的发展，采用喷吹技术的高炉增多，喷吹煤需求量增加，而优质的喷吹煤量有限，难以满足高炉炼铁生产的需求。而且目前国内简易直立式炭化炉生产热解炭装置，生产效率低、设备简陋、自控能力低、环境污染严重、产品质量和产量极不稳定，不能为高炉提供可靠优质的热解炭产品。

发明内容

为了克服上述高炉喷吹优质煤供应日趋紧张，小型立式炭化炉生产热解炭而带来的效益低、污染严重、资源浪费大的缺点，本发明提供一种节能环保、余热利用效益高、改善生产热解炭操作环境的二段式回转窑热解炭生产工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

将一定规格的块煤经皮带机、筛子、储料斗送入一段回转窑进行干馏热解，鼓风机二次送风，热解后的热解炭进入二段回转窑进行冷却，冷却后经热解炭筛子、热解炭皮带机分粒储存，为高炉做喷吹原料；

煤在一段回转窑进行干馏热解产生的煤气直接进入煤气二次燃烧炉，将有害气体进行充分燃烧，燃烧后的废气进入余热锅炉产生蒸汽，再由蒸汽汽轮机发电。

所述块煤进入一段回转窑采用内热式加热方式。

所述热解后所产生的热解炭进入二段回转窑采用内喷淋方式进行热解炭的冷却、淋水熄焦后，按产品要求通过热解炭筛子进行热解炭筛分，不同粒级的产品通过热解炭皮带机在焦场分别堆放，为高炉生产提供优质喷吹原料。

所述块煤在一段回转窑中热解产生的低热值煤气送到二次燃烧炉，将有害气体进行充分燃烧，燃烧后其热量经余热锅炉换热后产生的蒸汽送蒸汽汽轮机发电。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明的核心思想是：将一定规格的高挥发分优质块煤先在一段回转窑中热解，再将热解后所产生的热解炭进入二段回转窑(旋转熄焦器)进行冷却后进行热解炭筛分，为高炉提供优质喷吹原料；同时，煤在一段回转窑中热解产生的低热值煤气经二次燃烧炉的充分燃烧，去除有害气体后，燃烧后的废气和热量分别经余热锅炉收集后产生的蒸汽供蒸汽汽轮机发电，使废气和余热得到再利用。

本发明的有益效果在于：

1.具有经济适用投资少，技术可靠污染小，产品稳定销路好，余热利用效益高，节约资源贡献大等优点，使资源得到合理利用；

2.大幅度改善生产热解炭的操作环境，提高环保、节能水平；

3.产品质量稳定、多样，使我国的高炉喷吹原料来源更加广泛和优质，为钢铁企业提供优质的喷吹原料创出一条新路，填补了国内外无热解炭做高炉喷吹原料的空白；

4.开发利用丰富的低灰、低硫、低磷、高挥发分优质长焰煤生产的热解炭进行高炉喷吹，不但扩大了喷吹料的资源范围，而且更有利于高炉稳定生产操作，降低焦炭的使用量，提高钢铁产品质量；

5.该项目的建设，不但可以为高炉提供优质的喷吹原料，而且经过对工艺操作条件及参数的调整，还可生产铁合金焦和电石焦，或经进一步加工处理，生产环保产品一活性焦，供水处理等相关行业使用。

6.替代目前普遍采用的“小型立式炉”，解决了简易直立式炭化炉生产热解炭装置生产效率低、设备简陋、自控能力低、环境污染严重和产品质量和产量极不稳定的问题，使产品的质量得到提高，使低灰、低硫、低磷、高挥发分优质长焰煤得到充分的利用。

附图说明：

图1是本发明的系统流程图。

图中：

1、皮带机；2、筛子；3、储料斗；4、一段回转窑；5、鼓风机；6、二段回转窑(旋转熄焦器)；7、热解炭筛子；8、热解炭皮带机；9、煤气二次燃烧炉；10、余热锅炉；11蒸汽汽轮机；

具体实施方式

本发明的二段式回转窑热解炭生产工艺技术，是目前国内外都没有采用过的新技术。此工艺技术主体工程由备煤车间、热解车间、余热回收发电系统三大部分组成。备煤车间主要由皮带机1、筛子2、储料斗3组成；热解车间主要由一段回转窑4、二段回转窑(旋转熄焦器)6、鼓风机5组成；余热回收发电工程主要由煤气二次燃烧炉9、余热锅炉10、蒸汽汽轮机11等组成(如图1所示)。

备煤车间的主要任务是：原料煤的接收、储运、筛分，为热解车间提供6～40mm粒级原料块煤，保证热解车间的连续生产。

热解车间是本技术的核心，热解工艺由两级回转窑串联组成，一段回转窑4为干燥、热解回转窑，是完成块煤的干燥和热解任务的设施，内衬200mm厚耐火材料。主要由窑体、窑罩头、窑头和窑尾密封装置、主传动系统、辅助传动系统、支承装置等组成。

二段回转窑6为旋转熄焦器，二段回转窑6是完成冷却热解炭任务的主要设施，主要由窑体、窑头和窑尾密封装置、转动系统、支承系统、喷淋装置和水冷却循环系统等组成。

回收发电工程主要是合理利用资源，将一段回转窑4出来的热贫煤气，经过煤气二次燃烧炉9二次燃烧，温度可达1200℃，高温热废气进入余热锅炉10换热产生高压过热蒸汽，过热蒸汽进入蒸汽汽轮机11发电。经余热锅炉10换热后的低温(200℃左右)热废气经袋式除尘后通过引风机排放。

实施例1：

备煤车间通过皮带机1将原料煤送到筛子2进行筛分，块煤为高挥发分优质块煤，其规格为6毫米∽40毫米。小于6毫米的粉煤作为动力煤，大于6毫米的煤通过储料斗3送入热解车间，进入一段回转窑4进行干馏热解，块煤从一段回转窑4的窑尾加入，块煤在一段回转窑4中的热解温度为600∽900摄氏度，热解压力为-0.3Kpa∽-0.45Kpa，热解时间为100∽150分钟。

块煤在一段回转窑4旋转过程中不断地翻动并向窑头运动，同时与燃烧产生的热气流接触，进行煤的热分解过程；窑头设置的鼓风机5二次送风，热分解产生的煤气与由鼓风机5通入的空气在一段回转窑上部空间进行燃烧，其大部分热量又用于煤的热解；块煤在向窑头运动的同时，通过热解生成热解炭。

热解后的热解炭从一段回转窑4窑头出料端进入其底部的二段回转窑6(旋转熄焦器)，采用内喷淋方式进行热解炭的喷淋水熄焦，热解炭进入二段回转窑6中的冷却温度为50∽100摄氏度，冷却时间为40∽60分钟，然后按产品要求通过排料机卸到皮带机上，送至热解炭筛子7进行热解炭筛分，不同粒级的产品通过热解炭皮带机8分粒储存，为高炉生产提供优质喷吹原料。

煤在一段回转窑4进行干馏热解产生的煤气直接进入煤气二次燃烧炉9，燃烧温度为1400∽1500摄氏度，燃烧时间15秒左右，将有害气体进行充分燃烧，燃烧后的废气进入余热锅炉10产生蒸汽，提供给蒸汽汽轮机11发电。电量可供生产和生活使用，也可上网外供。

实施例2：

将6～40mm粒级原料块煤经皮带机1、筛子2、储料斗3送入一段回转窑4进行干馏热解，一段回转窑4中的热解温度为800摄氏度，热解压力为-0.4Kpa，热解时间为120分钟，采用内热式加热方式；鼓风机5二次送风，对块煤进行干燥和热解，煤热解后所产生的热解炭进入二段回转窑(旋转熄焦器)，采用内喷淋方式进行热解炭的冷却、淋水熄焦，冷却温度为70摄氏度，冷却时间为50分钟，然后按产品要求通过热解炭筛子7进行热解炭筛分，不同粒级的产品在焦场堆放，为高炉生产提供优质喷吹料。

煤在一段回转窑中燃烧产生的热废气和煤气混和形成贫煤气，通过窑尾的密封装置进入煤气二次燃烧炉9二次燃烧，回收余热，经余热锅炉10换热后产生的蒸汽送蒸汽汽轮机11发电。

本发明提供的二段式回转窑热解炭生产工艺技术，还可以通过调整回转窑工艺参数(时间、温度)生产铁合金焦或电石焦等；或经进一步加工处理，生产环保产品——活性焦，供水处理等相关行业使用。此工艺可完全替代目前的生产效率低、环境污染较严重、产品质量和产量极不稳定的简易直立式炭化炉生产的热解炭装置，使产品的质量得到提高，使低灰、低硫、低磷、高挥发分优质长焰煤得到充分的利用。

Claims (7)

1.一种二段式回转窑热解炭生产工艺，其特征在于：

将一定规格的块煤经皮带机(1)、筛子(2)、储料斗(3)送入一段回转窑(4)进行干馏热解，鼓风机(5)二次送风，热解后所产生的热解炭进入二段回转窑(6)进行冷却，冷却后通过热解炭筛子(7)进行热解炭筛分，不同粒级的产品通过热解炭皮带机(8)分粒储存，为高炉做喷吹原料；

煤在一段回转窑(4)进行干馏热解产生的煤气直接进入煤气二次燃烧炉(9)，将有害气体进行充分燃烧，燃烧后的废气进入余热锅炉(10)产生蒸汽，再由蒸汽汽轮机(11)发电。

2.如权利要求1所述的二段式回转窑热解炭生产工艺，其特征在于：所述块煤进入一段回转窑(4)采用内热式加热方式。

3.如权利要求1所述的二段式回转窑热解炭生产工艺，其特征在于：所述热解后所产生的热解炭进入二段回转窑(6)采用内喷淋方式进行热解炭的冷却、淋水熄焦后，按产品要求通过热解炭筛子(7)进行热解炭筛分，不同粒级的产品通过热解炭皮带机(8)在焦场分别堆放，为高炉生产提供优质喷吹原料。

4.如权利要求1、2或3所述的二段式回转窑热解炭生产工艺，其特征在于：所述块煤在一段回转窑中热解产生的低热值煤气送到煤气二次燃烧炉(9)，将有害气体进行充分燃烧，燃烧后其热量经余热锅炉(10)换热后产生的蒸汽送蒸汽汽轮机(11)发电。

5.如权利要求1所述的二段式回转窑热解炭生产工艺，其特征在于：所述块煤为高挥发分优质块煤，其规格为6毫米∽40毫米。

6.如权利要求1、2或3所述的二段式回转窑热解炭生产工艺，其特征在于：所述块煤在一段回转窑(4)中的热解温度为600∽900摄氏度，热解压力为-0.3Kpa∽-0.45Kpa，热解时间为100∽150分钟。

7.如权利要求1、2或3所述的二段式回转窑热解炭生产工艺，其特征在于：所述热解炭进入二段回转窑(6)中的冷却温度为60∽80摄氏度，冷却时间为40∽60分钟。