CN105176554A - 一种控制高原炼焦焦炭品质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制高原炼焦焦炭品质的方法，属于煤炭炼焦领域，用于解决高原地区的炼焦难题，所述方法包括将炭化室底部压力控制为25-30Pa，将集气管压力控制为80-110Pa；将看火孔机侧压力控制为20-25Pa，看火孔焦侧压力控制为22-27Pa；将机侧烟道吸力控制为150-160Pa，焦侧烟道吸力控制为140-150Pa；将机侧温度控制为1320-1340℃，将焦侧温度控制为1330-1350℃；和将空气过剩系数控制为0.95-1.05。本发明克服了高原地区低气压、低气温、低氧含量等不利因素，生产的焦炭通过了权威部门的化验、测试，理化指标达到了国家二级以上冶金焦标准，使“高原炼焦”这一难题在青海高原取得了突破。

Description

一种控制高原炼焦焦炭品质的方法

技术领域

本发明属于煤炭炼焦领域，具体涉及一种控制高原炼焦焦炭品质的方法。

背景技术

目前，公知的焦化厂都建设在平原地区,气温及气压相对稳定，炼焦工艺技术相对成熟。然而，在高原地区，由于空气稀薄、昼夜温差大以及冬季风大且风向不定等高原因素都可能对焦化厂的正常生产产生影响，导致平原地区相对成熟的炼焦工艺在高原地区“失灵”，因此，焦化企业要想在高原立足，需要重新投入大量人力物力进行技术攻关，使得高原炼焦技术门槛高。

然而，高原炼焦在技术困难之外，却也有着诱人的前景。在我国青海，位于柴达木盆地的木里煤田优质煤炭资源含量极高，如果有适应高原气候的煤化技术和设备，这里将成为很有潜力的煤化生产基地，而且可以为当地长期相对贫乏的经济注入活力，减小我国地区之间发展严重不平衡的矛盾。该地区海拔3100米以上，气候属典型的内陆干旱气候类型，干旱、少雨、多风，蒸发强烈，冬季寒冷而漫长。历年平均气温1.5℃，极端最高气温34℃，极端最底气温-29.4℃。年平均大气压709.7hPa，最高大气压723.0hPa，最低大气压685.9hPa，年最大风速24.0m/s。在此条件下，平原地区的一些焦炉工艺参数已经不符合现有条件下进行焦炉炼焦生产。除中国庆华集团外，目前鲜有企业可以解决之一本领域长期渴望而又难以解决的问题。为了对该地区优质的煤炭资源进行煤化加工，针对以上气候条件，青海庆华集团决心研发出能克服高海拔、空气含氧量低、昼夜温差大等恶劣因素的高原炼焦技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制高原炼焦焦炭品质的方法，以解决高原地区的炼焦难题，从而生产出合格的冶金焦。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种控制高原炼焦焦炭品质的方法，包括：

-将炭化室底部压力控制为25-30Pa，将集气管压力控制为80-110Pa；

-将看火孔机侧压力控制为20-25Pa，看火孔焦侧压力控制为22-27Pa；

-将机侧烟道吸力控制为150-160Pa，焦侧烟道吸力控制为140-150Pa；

-将机侧温度控制为1320-1340℃，将焦侧温度控制为1330-1350℃；和

-将空气过剩系数控制为0.95-1.05。

本发明所提供的控制高原炼焦焦炭品质的方法主要包括上述几方面的技术措施。在上述措施的共同作用下，可以有效保证高原炼焦的焦炭品质，达到国家二级以上冶金焦标准。但本领域技术人员可以理解，上述各项措施之间并无先后顺序。

在本发明的方法中，将炭化室底部压力控制为25-30Pa，将集气管压力控制为80-110Pa。本领域技术人员理解，炭化室是煤隔绝空气干馏的地方，炭化室顶部设有上升管口，通过上升管、桥管与集气管相连。在本发明中，可以通过调整集气管翻板开度，控制集气管压力及炭化室底部压力，保证焦炉在高原地区的正常生产。优选地，将炭化室底部压力控制为27-30Pa，将集气管压力控制为90-105Pa。

在本发明的方法中，将看火孔机侧压力控制为20-25Pa，看火孔焦侧压力控制为22-27Pa。本领域技术人员理解，看火孔设置于焦炉燃烧室顶部，可以用于观察燃烧室内的燃烧及温度情况。在传统炼焦行业中，根据长期积累的操作经验，通常认为看火孔的压力应保持0-5Pa，过高或过低均会对炼焦产生不利影响，然而，实践证明这一传统的经验参数并不适于高原炼焦。在本发明中，可以通过对总煤气量、两侧空气量和废气盘空气口开度进行看火孔压力调节，其中，看火孔机侧压力和看火孔焦侧压力可以进一步通过两侧(机侧、焦侧)空气量的调节实现。在本发明中，优选地，使看火孔机侧压力低于看火孔焦侧压力；进一步优选地，将看火孔机侧压力控制为20-23Pa，看火孔焦侧压力控制为24-27Pa。

在本发明的方法中，将机侧烟道吸力控制为150-160Pa，焦侧烟道吸力控制为140-150Pa。本领域技术人员理解，焦炉蓄热室下部设有分烟道，来自各下降蓄热室的废气流经废气盘，分别汇集到机侧烟道或焦侧烟道，进而在炉组端部的总烟道汇合后导向烟囱根部，借烟囱抽力排入大气。机侧烟道和焦侧烟道在与总烟道通过连接部连接之前均设有吸力调节翻板，用以分别调节机侧烟道吸力和焦侧烟道吸力。总烟道在与烟囱根部连接部之前设有闸板，用以调节总烟道吸力，优选地，将总烟道吸力控制为320-330Pa。进一步优选地，将机侧烟道吸力控制为152-160Pa，焦侧烟道吸力控制为142-150Pa，将总烟道吸力控制为322-330Pa。

在本发明的方法中，可以通过调节燃烧室机侧、焦侧火道温度实现炭化室的机侧温度和焦侧温度的控制。优选地，将机侧温度控制为1320-1335℃，将焦侧温度控制为1336-1350℃。

在本发明的方法中，将空气过剩系数控制为0.95-1.05，从而限制由于加热煤气在燃烧室底部快速燃烧而导致的燃烧室顶部和底部之间的过大温差，本领域技术人员理解温差过大容易造成沿炭化室顶部焦炭不能均匀成熟，进而影响焦炭品质。在本发明中，可以通过控制废气盘进风门开度和扇型翻板开度控制空气流量，调整空气过剩系数量。优选地，在本发明中，利用回炉煤气为焦炉炼焦提供所需热量，将回炉煤气总管压力控制为2300-2500Pa，所述回炉煤气耗量占焦炉煤气总量的47-55％(体积百分比)，从而与上述控制的空气系数相配合，更好地保证高原炼焦的焦炭品质。进一步优选地，在本发明中，将空气过剩系数控制为0.97-1.02，将回炉煤气总管压力控制为2350-2500Pa，所述回炉煤气耗量占焦炉煤气总量的48-52％(体积百分比)。

在本发明的方法中，将机侧温度控制为1320-1340℃，将焦侧温度控制为1330-1350℃。焦炉运行时，通过燃烧室为炭化室中的焦化反应过程提供所需热量，因此，除了上述的炭化室底部压力、集气管压力、看火孔压力(机侧、焦侧)、烟道吸力(机侧、焦侧)和空气过剩系数等会对高原炼焦时的焦炭品质有重要影响外，炭化室的机侧温度和焦侧温度同样对焦炭品质影响重大。

以24小时结焦时间为例，在传统炼焦工艺中，炭化室的机侧温度和焦侧温度为1250-1260℃，按照本领域技术人员的通常理解，焦炭结焦所需的机侧温度和焦侧温度焦炭自身结焦性质，无论是平原还是高原炼焦，理应不存在明显差别，然而，申请人发现当采用传统炼焦工艺中的机侧、焦侧温度时，即使对本发明的炭化室底部压力、集气管压力、看火孔压力(机侧、焦侧)、烟道吸力(机侧、焦侧)和空气过剩系数进行上述控制，其焦炭品质却难以保证；同时，也并不是一味地将本发明的机侧温度和焦侧温度进行上述控制，就可以保证焦炭品质，当上述的炭化室底部压力、集气管压力、看火孔压力(机侧、焦侧)、烟道吸力(机侧、焦侧)和空气过剩系数不进行上述控制时，焦炭品质仍难以保证。

在本发明中，为了更好地适应高原炼焦，本发明的方法采用双联下喷、复热式废气循环、侧装捣固型焦炉，上述“双联下喷”、“复热式废气循环”、“单热式废气循环”和“侧装捣鼓”均为本领域技术人员所熟知的焦炉常规概念，这里不再赘述。在本发明的方法中，优选地，所用的焦炉为中国化学工程第二设计院开发设计的TJL4350F型双联下喷、复热式废气循环、侧装捣固型焦炉，或者TJL5550D型双联下喷、单热式废气循环、侧装捣固型焦炉。进一步优选地，所述高原炼焦采用的焦炉为TJL4350F型双联下喷、复热式废气循环、侧装捣固型焦炉。

在本发明中，所述高原炼焦是指在海拔3000米以上地区进行炼焦，具体如中国青海省海拔3000米以上地区，优选海拔3000-4000米的地区，如3200米、3400米、3600米和3800米，蕴含丰富煤炭资源；更具体如中国青海省海西州地区。

为适应高原炼焦，在本发明中还进一步对高原炼焦配煤进行了深入研究，以便在上述改进的基础上，进一步提高焦炭品质。优选地，炼焦时所用原料煤的配煤组成以重量份计为：焦煤50-54份、精煤28-32份、1/3焦煤8-12份、焦粉2-4份和煤泥4-6份。其中，所述焦煤和1/3焦煤为原煤；所述精煤为焦煤经洗选所得精煤；所述焦粉为一级焦炭生产过程中产生的焦粉；所述煤泥为焦煤洗选后的煤泥，同时，上述各组分的重量以其干重(即不计算游离水的重量)计。更优选地，炼焦时所用原料煤的配煤组成以重量份计为：木里原煤50-54份、精煤28-32份、义海原煤8-12份、焦粉2-4份和煤泥4-6份。其中，所述木里原煤来自青海庆华矿冶煤化集团有限公司木里煤田聚乎更矿，属焦煤；所述精煤为上述木里原煤经洗选所得精煤；所述义海原煤来自义海能源有限责任公司木里煤矿，属1/3焦煤；所述焦粉为一级焦炭生产过程中产生的焦粉；所述煤泥为上述木里原煤洗选后的煤泥。进一步优选地，炼焦时所用原料煤的配煤组成以重量份计为：木里原煤51-53份、煤化精煤29-31份、义海原煤9-11份、焦粉2.5-3.5份和煤泥4.5-5.5份。通过对炼焦配煤的深入研究，不仅解决了高原冶炼优质冶金焦的难题，还成功实现以青海当地煤为主的高原就地炼焦转化。

本发明克服了高原地区低气压、低气温、低氧含量等不利因素，在没有同类型、同条件企业作参考和借鉴的情况下，申请人通过深入研究高原条件对炼焦工艺的影响，经过多年技术攻关与生产改造，攻克了高原炼焦这一难题，生产的焦炭通过了权威部门的化验、测试，理化指标达到了国家二级以上冶金焦标准。使“高原炼焦”这一难题在青海高原取得了突破。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行进一步说明，但本发明并不仅限于此。

在本发明中，术语“压力”和“吸力”均为焦化行业常用术语，其中，“压力”是指表压，“吸力”是指负压。

在本发明中，术语“机侧”和“焦侧”均为焦化行业常用术语，其中，“机侧”是指以焦炉中心线为划分靠近推焦车或装煤车的一侧；“焦侧”是指以焦炉中心线为划分靠近拦焦车或熄焦车的一侧。

以下实施例中，所用焦炉为中国化学工程第二设计院开发设计的TJL4350F型双联下喷、复热式废气循环、侧装捣固型焦炉，或TJL5550D型双联下喷、单热式废气循环、侧装捣固型焦炉。

所述木里原煤来自青海庆华矿冶煤化集团有限公司木里煤田聚乎更矿，属焦煤；所述煤化精煤为上述木里原煤经洗选所得精煤；所述义海原煤来自义海能源有限责任公司木里煤矿，属1/3焦煤，所述焦粉为一级焦炭生产过程中产生的焦粉(灰分11.8％，挥发分1.5％；硫分0.35％；Y值0；X值0；G值0)，所述煤泥为上述木里原煤洗选后的煤泥(灰分58％，挥发分10.5％；硫分0.2％；Y值5；X值10；G值20)。

实施例1

炼焦配煤：木里原煤52份、煤化精煤30份、义海原煤10份、焦粉3份和煤泥5份。

在青海省海西州地区进行炼焦，炼焦地海拔约3180米。炼焦时，将炭化室底部压力控制为25-30Pa，将集气管压力控制为80-110Pa；将看火孔机侧压力控制为20-25Pa，看火孔焦侧压力控制为22-27Pa；将机侧烟道吸力控制为150-160Pa，焦侧烟道吸力控制为140-150Pa；将机侧温度控制为1320-1340℃，将焦侧温度控制为1330-1350℃；和将空气过剩系数控制为0.95-1.05。本领域技术人员可以理解，由于操作中难免会存在波动，上述参数难以保持定值。

结焦时间24小时，焦饼成熟均匀，焦炭产品质量经测试，焦炭产品质量达到国家二级冶金焦标准(GB/T1996-94)，焦炭产品质量如下：

实施例2

与实施例1的不同之处在于，所用焦炉为TJL5550D型焦炉。

结焦时间24小时，焦饼成熟均匀，焦炭产品质量经测试，焦炭产品质量达到国家二级冶金焦标准(GB/T1996-94)，焦炭产品质量如下：

对比例1

炼焦配煤：木里原煤52份、煤化精煤30份、义海原煤10份、焦粉3份和煤泥5份。

在青海省海西州地区进行炼焦，炼焦地海拔约3180米。炼焦时，采用平原地区炼焦的常规参数控制，具体地，将炭化室底部压力控制为0-5Pa，将集气管压力控制为80-110Pa；将看火孔机侧压力控制为0-5Pa，看火孔焦侧压力控制为0-5Pa；将机侧烟道吸力控制为120-130Pa，焦侧烟道吸力控制为110-120Pa；将机侧温度控制为1240-1260℃，将焦侧温度控制为1250-1270℃；和将空气过剩系数控制为1.15-1.25。

结焦时间24小时，焦炭产品质量经测试，不符合国家二级冶金焦标准(GB/T1996-94)，焦炭产品质量如下：

对比例2

与对比例1不同的是，将机侧温度控制为1320-1340℃，将焦侧温度控制为1330-1350℃；

结焦时间24小时，焦炭产品质量经测试，不符合国家二级冶金焦标准(GB/T1996-94)，焦炭产品质量如下：

对比例3

与对比例1不同的是，炼焦时，将炭化室底部压力控制为25-30Pa，将集气管压力控制为80-110Pa；将看火孔机侧压力控制为20-25Pa，看火孔焦侧压力控制为22-27Pa；将机侧烟道吸力控制为150-160Pa，焦侧烟道吸力控制为140-150P；和将空气过剩系数控制为0.95-1.05。

结焦时间24小时，焦炭产品质量经测试，不符合国家二级冶金焦标准(GB/T1996-94)，焦炭产品质量如下：

Claims (8)

1.一种控制高原炼焦焦炭品质的方法，其特征在于，所述方法包括：

-将炭化室底部压力控制为25-30Pa，将集气管压力控制为80-110Pa；

-将看火孔机侧压力控制为20-25Pa，看火孔焦侧压力控制为22-27Pa；

-将机侧烟道吸力控制为150-160Pa，焦侧烟道吸力控制为140-150Pa；

-将机侧温度控制为1320-1340℃，将焦侧温度控制为1330-1350℃；和

-将空气过剩系数控制为0.95-1.05。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高原炼焦采用TJL4350F型双联下喷、复热式废气循环、侧装捣固型焦炉；

或者，所述高原炼焦采用TJL5550D型双联下喷、单热式废气循环、侧装捣固型焦炉。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将看火孔机侧压力控制为21-23Pa，看火孔焦侧压力控制为23-25Pa。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将总烟道吸力控制为320-330Pa。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将回炉煤气总管压力控制为2300-2500Pa，所述回炉煤气耗量占焦炉煤气总量的47-55％。

6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，按重量份计，炼焦时所用原料煤的配煤组成为：焦煤50-54份、精煤28-32份、1/3焦煤8-12份、焦粉2-4份和煤泥4-6份。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高原为青海省海拔3000米以上地区。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述高原为青海省海西州地区。