CN106635070A - 一种干熄冷焦低温余热利用及粗破一体化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种干熄冷焦低温余热利用及粗破一体化工艺，包括将红焦送入干熄炉冷却后得到冷焦，将冷焦和蓄热球一起经球‑焦配料斗送入球‑焦换热器，利用冷焦直接加热蓄热球，然后经球‑焦分离器分离出焦炭和加热后蓄热球，所述加热后蓄热球和炼焦煤一起经球‑煤配料斗送入球‑煤回转窑，利用蓄热球对炼焦煤行干燥破碎，然后经煤‑球分离筛分离出蓄热球和破碎后炼焦煤，所述蓄热球回送到球‑焦配料斗，所述破碎后炼焦煤再经煤分级筛分离出粗煤粒和粉煤，所述粗煤粒送入焦炉炼焦。本发明工艺简单、能有效回收焦碳余热、对炼焦煤有效干燥，延长设备使用寿命、降低生产和投资成本、大幅减少烟尘排放，对环境友好。

Description

一种干熄冷焦低温余热利用及粗破一体化工艺
技术领域
本发明涉及一种煤化工领域，具体的说是一种干熄冷焦低温余热利用及粗破一体化工艺。
背景技术
干熄焦作为一种新型的熄焦方式，由于节能、环保、提高焦炭质量等优点应用于广大钢铁联合企业和大型焦化企业。
干法熄焦过程中，存在预存室上部气体放散，随循环气体带出高温焦尘，避免循环气体中的H2、CO、CH4等富集爆炸对循环气体的置换放散等操作，导致干熄炉的热效率只有80％左右。同时，经干熄炉冷却后的冷焦温度一般在150-200℃，含有的低温余热未能进一步利用(显热损失约0.2GJ/t-焦)，同时如此温度的焦炭对运焦皮带还会造成一定的热损伤。
另一方面，入炉炼焦煤中含有10％左右的水分，进入焦炉炼焦过程中，该水分最终以荒煤气形态离开焦炉，消耗热能约0.585GJ/t-煤。为了降低能耗，减少焦化废水产生，开发了很多煤调湿技术，如国外采用过的Precarbon法、Simcar法、Coaltek法等。国内少数焦化厂采用煤调湿工艺(CMC)将水分控制在6～8％之间，其选择理由是煤料在这个水分范围内的扬尘量可控，还因为焦炉废气的热量仅能干燥到该数值。绝大多数焦化厂的入炉煤水分主要依靠控制进厂原料煤的水分，并经过煤场堆积混匀形成较为稳定的炼焦煤水分进行入炉炼焦，实际操作过程中几乎没有控制水分的手段。并且，在炼焦煤干燥过程中，若在炼焦煤破碎前干燥，虽然能够降低粉尘量，但是干燥效果有限，煤含水量仅能控制在6～8％；若在破碎后进行干燥，则破碎后的炼焦煤在干燥时会产生大量粉尘(水份含量控制越低，则粉尘量越大)，这些粉尘与烟气混合后被简单处理后排放，对环境造成严重影响，是PM2.5的主要贡献者之一。
现有的炼焦煤预热干燥去湿除利用了部分焦炉烟气余热外，均需补充燃料提供热烟气，同时干燥炼焦煤后的烟气外排产生新的颗粒物排放源。
上述问题均存在于炼焦的多个工序中，希望得到合理解决。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、能有效回收焦炭余热、对炼焦煤有效干燥，延长设备使用寿命、降低生产和投资成本、大幅减少烟尘排放，对环境友好的干熄冷焦低温余热利用及粗破一体化工艺。
本发明包括将红焦送入干熄炉冷却后得到冷焦，将冷焦和蓄热球一起经球-焦配料斗送入球-焦换热器，利用冷焦直接加热蓄热球，然后经球-焦分离器分离出焦炭和加热后蓄热球，所述加热后蓄热球和炼焦煤一起经球-煤配料斗送入球-煤回转窑，利用蓄热球对炼焦煤行干燥破碎，再经煤-球分离筛分离出蓄热球和破碎后炼焦煤，所述蓄热球回送到球-焦配料斗，所述破碎后炼焦煤再经煤分级筛分离出粗煤粒和粉煤，所述粗煤粒送入焦炉炼焦。
所述炼焦煤先经环形干燥机预干燥，再与加热后蓄热球一起送入球-煤配料斗，所述环形干燥机中的干燥介质为来自焦炉水平烟道的焦炉烟气。
经所述煤分级筛分离出的粉煤送入高炉喷吹煤库或压球系统。
控制由干熄焦炉排出的冷焦温度，以调整出球换热器的蓄热球温度，进而控制出球-煤回转窑的炼焦煤的含水量。
控制出干熄炉的冷焦温度大于200℃，优选不超过250℃，以提高出球换热器的蓄热钢球温度为180-230℃，进而控制出球-煤回转窑炼焦煤中水含量下降至3wt％以下。
所述经环形干燥机预干燥后的炼焦煤的水含量较原有水含量下降15-25％。
所述蓄热球为钢球。
来自球-焦配料斗、球-焦分离器、煤-球分离筛和煤分离筛的含尘气体送入球-煤回转窑带走湿气后经除尘器除尘后达标排放。
所述球-焦分离器为电磁分离机。
发明人对现有炼焦煤的干燥工序和干熄焦技术进行深入研究，作出了如下改进：(1)充分利用了焦炭的显热，将出干熄炉的冷焦送入球-焦换热器中对蓄热球进行直接加热，然后利用蓄热球在球-煤回转窑中对炼焦煤进行干燥并同步破碎，再通过球-焦分离器将冷焦分离，使冷焦的显热得到有效回收；由于出干熄炉的冷焦余热得到进一步的回收，焦炭温度进一步降低，从而减少了运焦皮带的热损伤，延长了设备使用寿命。(2)炼焦煤先在环形干燥机中一次干燥，再在球-煤回转窑中同步破碎干燥，干燥效果好，使得煤的水含量大幅下降，从而解决了背景技术中所述的煤含水量高带来的种种问题，减少了废水排放；(3)为了有效控制煤的含水量降至3％以下，发明人突破传统希望出炉的焦碳温度更低的思维，将出干熄炉的冷焦温度控制得更高即大于200℃(优选不超过250℃)，这样一方面可以减小干熄炉的负荷，另一方面，可以获得更高温度的蓄热球，有利于提高球-煤回转窑的干燥效果，使炼焦煤出球-煤回转窑的水含量降到3％以下，甚至更低。(4)为了进一步减少烟尘排放，将球-焦配料斗、球-焦分离器、球-煤分离筛和煤分离筛产生的含尘气体引入球-煤回转窑中将窑中的湿气带出，同时窑内的高湿度环境有利于微尘凝聚，提高了后期的除尘效率，减少粉尘的排放。
本发明工艺简单、延长了设备的使用寿命，有效利用了出干熄焦冷焦的余热，回收冷焦显热0.1GJ/t-焦以上；大大降低了外排的烟尘量，减少PM2.5的排放，对环境友好；提高了炼焦煤的干燥效果和效率，煤含水量降至3％以下，干燥热能来自系统低温余热，进一步的节能降耗。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明工艺作进一步解释说明：炼焦煤(水含量为10wt％)先在环形干燥机中被来自焦炉水平烟道的焦炉烟气进行干燥，水含量下降至7-8wt％，然后和来自球-焦分离器的加热后蓄热球(温度180－230℃)经球-煤配料斗送入球-煤回转窑内，通过蓄热球的滚动、碰撞和摩擦对炼焦煤进行破碎，炼焦煤被破碎同时并加热干燥，其水含量下降到3wt％以下，干燥后炼焦煤和蓄热球经球-煤分离筛分离出蓄热球和破碎后炼焦煤，蓄热球经球-焦配料斗回送入球-焦换热器，破碎后炼焦煤再经煤分级筛分离出粗煤块(粒径＞3mm)、粗煤粒(粒径为0.3－3mm)和粉煤(粒径＜0.3mm)，所述粗煤粒送入炼焦炉炼焦后得到红焦，红焦送入干熄炉被循环惰性气体熄焦后得到温度为大于200℃的冷焦(优选不超过250℃)，所述冷焦经球-焦配料斗送入球-焦换热器对蓄热球进行加热后经球-焦分器分离出焦炭和蓄热球，蓄热球送入球-煤配料斗；所述粉煤送入压球系统或高炉喷吹煤库，所述粗煤块回送球-煤回转窑进一步破碎。来自所述球-焦配料斗、球-焦换热器、球-煤分离筛和煤分离筛的含尘气体送入球-煤回转窑带走干燥湿气，然后和出环形干燥机的焦炉烟气一起送入除尘器除尘后达标排放。
以年产焦110万吨焦的2座55孔的6m焦炉生产为例，采用本发明工艺后，回收干熄焦系统余热余能0.2GJ/t-焦以上，炼焦煤进炼焦炉前水含量降至3％以下，减少70％的焦化废水产生量。

Claims (9)

1.一种干熄冷焦低温余热利用及粗破一体化工艺，包括将红焦送入干熄炉冷却后得到冷焦，其特征在于，将冷焦和蓄热球一起经球-焦配料斗送入球-焦换热器，利用冷焦直接加热蓄热球，然后经球-焦分离器分离出焦炭和加热后蓄热球，所述加热后蓄热球和炼焦煤一起经球-煤配料斗送入球-煤回转窑，利用蓄热球对炼焦煤行干燥破碎，然后经煤-球分离筛分离出蓄热球和破碎后炼焦煤，所述蓄热球回送到球-焦配料斗，所述破碎后炼焦煤再经煤分级筛分离出粗煤粒和粉煤，所述粗煤粒送入焦炉炼焦。
2.如权利要求1所述的干熄冷焦低温余热利用及粗破一体化工艺，其特征在于，所述炼焦煤先经环形干燥机预干燥后再与加热后的蓄热球一起送入球-煤配料斗，所述环形干燥机中的干燥介质为来自焦炉水平烟道的焦炉烟气。
3.如权利要求1或2所述的干熄冷焦低温余热利用及粗破一体化工艺，其特征在于，经所述煤分级筛分离出的粉煤送入压球系统或高炉喷吹煤库。
4.如权利要求1所述的干熄冷焦低温余热利用及粗破一体化工艺，其特征在于，控制由干熄炉排出的冷焦温度，以调整出球－焦换热器的蓄热球温度，进而控制出球-煤回转窑的炼焦煤的含水量。
5.如权利要求1和4所述的干熄冷焦低温余热利用及粗破一体化工艺，其特征在于，控制出干熄炉的冷焦温度大于200℃，小于250℃，以提高出球换热器的蓄热钢球温度为180-230℃，进而控制出球-煤回转窑炼焦煤中水含量下降至3wt％以下。
6.如权利要求2所述的干熄冷焦低温余热利用及粗破一体化工艺，其特征在于，所述经环形干燥机预干燥后的炼焦煤的水含量较原有水含量下降15-25％。
7.如权利要求1或2所述的干熄冷焦低温余热利用及粗破一体化工艺，其特征在于，所述蓄热球为钢球。
8.如权利要求1或2所述的干熄冷焦低温余热利用及粗破一体化工艺，其特征在于，来自球-焦配料斗、球-焦分离器、煤-球分离筛和煤分离筛的含尘气体送入球-煤回转窑带走湿气后经除尘器除尘后达标排放。
9.如权利要求1所述的干熄冷焦低温余热利用及粗破一体化工艺，其特征在于，所述球-焦分离器为电磁分离机。
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