CN107513395B - 一种炼焦工业中炼焦煤干燥表面增粘装煤的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炼焦工业中炼焦煤干燥表面增粘装煤的方法，至少由如下过程组成：(1)炼焦煤干燥过程：将炼焦煤原煤进行干燥，降低其水分的炼焦煤干燥过程；(2)干燥煤粒表面增粘过程：将所述炼焦煤干燥过程得到的水分降低的干燥煤进行煤粒表面增粘的干燥煤粒表面增粘过程；(3)装煤过程：将干燥煤粒表面增粘过程得到的表面具有粘结性的炼焦煤装入焦炉炭化室内的炼焦煤装煤过程。通过炼焦煤原煤的干燥增粘装煤工艺实现了煤料本体的深度脱水，在煤粒表面即时覆盖水膜形成颗粒间粘附，在短时抑制粉尘的条件下即时装煤，达到了低水分低粉尘装煤，为实现低水分煤炼焦奠定了基础，为焦化工业的节能减排增效提供了有效的技术和装置保障。

Description

一种炼焦工业中炼焦煤干燥表面增粘装煤的方法与装置

技术领域

本发明涉及一种炼焦工业中炼焦煤干燥表面增粘装煤的方法与装置，特别是在装煤炼焦前将已经干燥过的炼焦煤，通过干燥煤增粘器接触水蒸气或雾化水或水蒸气与雾化水混合液或炼焦荒煤气进行增粘，实现进煤水分低、粉尘产生少的装煤过程的方法与装置，属于炼焦煤干燥及环保领域。

背景技术

在炼焦过程中，对入炉煤进行干燥降低其水分可提高焦炭的质量及产量，同时大大减少剩余氨水量，降低废水处理系统的压力及工艺整体能耗。但由于入炉炼焦煤水分的减少及煤粉细度的变化会导致由荒煤气带出的煤粉增加，焦油中的煤粉量也随之增加，造成煤气输送系统阻力增大，初冷器的喷淋管被煤粉与焦油形成的团状物堵塞。同时焦油中灰分、甲苯等不溶物指标升高，焦油贮槽底部的加热盘管被积渣覆盖，影响蒸汽加热脱水效率，焦油水分变高，焦油质量变差。针对以上问题，目前焦化企业的解决方案有两种，一种是采用较高的入炉炼焦煤的含水率，减弱煤干燥的作用，但是该方案虽可减少煤粉的带出，有利于缓解荒煤气初冷系统的堵塞，保证了焦油的质量，但煤干燥炼焦的优势得不到发挥；另一种方案是通过热风风选在煤干燥的同时将炼焦煤原煤中的细颗粒分离出来，进行集中除尘，并将分离出的细颗粒进行造粒，造粒后细颗粒当量直径增大，与粗颗粒混合后入炉装煤。后一种方案虽然在保持入炉炼焦煤低水分的情况下控制了荒煤气和焦油中粉尘的增加，但同时也产生了以下很多新的问题，如风选及除尘过程能耗大，增加焦化厂运行成本；利用造粒后的炼焦煤进行炼焦，焦炭会产生偏析现象，可能影响焦炭质量。

因此在保证入炉炼焦煤水分较低、焦炭质量不受影响的前提下，探索一种减少荒煤气中携带粉尘、装煤水分低且运行成本低的煤干燥装煤工艺，对焦化工业的节能环保增效显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在装煤炼焦前将已经干燥过的炼焦煤，通过干燥煤增粘器接触水蒸气或加入抑尘剂的雾化水或炼焦荒煤气进行增粘，实现进煤水分低、粉尘发生少的装煤过程。炼焦煤首先经过干燥过程将水分降低后再进行表面增粘，迅速让煤粉与水蒸气、雾化水或炼焦荒煤气等增粘介质相接触，使细颗粒表面产生粘性，随即装入炭化室，避免装煤过程中的粉尘带出；装煤过程的最后，平煤杆上装备的喷水机构向炭化室内的煤顶部喷入水或含有粘结剂的混合液，避免了炉内负压形成浮尘被荒煤气带出的问题。通过干燥将煤颗粒内部水分蒸发后，再通过增粘，在短时间内用极少量的增粘介质覆盖煤颗粒表面，形成具有粘结力的煤颗粒表面，使得煤粉在依旧保持低水分的同时，细颗粒能粘附在粗颗粒表面或相互粘结后进入焦炉，大大减轻除尘压力。本方法与装置为治理装煤粉尘提供关键的方法及装置保障，具有投资费用少、设备简单、能耗低、有效控制粉尘污染的特点。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种炼焦工业中炼焦煤干燥表面增粘装煤的方法，其特征是至少由如下过程组成：

(1)炼焦煤干燥过程：将炼焦煤原煤进行干燥，降低其水分的炼焦煤干燥过程；

(2)干燥煤粒表面增粘过程：将所述炼焦煤干燥过程得到的水分降低的干燥煤进行煤粒表面增粘的干燥煤粒表面增粘过程；

(3)装煤过程：将干燥煤粒表面增粘过程得到的表面具有粘结性的炼焦煤装入焦炉炭化室内的炼焦煤装煤过程。

所述方法其特征是炼焦煤干燥过程和干燥煤粒表面增粘过程选择下述三种工艺路线之一：炼焦煤原煤经过预干燥后进行分级，得到粗颗粒组分和细颗粒组分，对粗颗粒组分再进行深度干燥，之后与细颗粒组分进行混合得到干燥混合煤，再对干燥混合煤进行煤粒表面增粘，随即装煤；

或是炼焦煤原煤经过预干燥后进行分级，得到粗颗粒组分和细颗粒组分，对所得到的粗颗粒组分再进行深度干燥，对所得到的细颗粒组分进行干燥煤粒表面增粘过程，然后将深度干燥的粗颗粒组分与增粘的细颗粒组分进行混合，随即装煤；

或是炼焦煤原煤进行直接干燥，干燥到其水分降低至炼焦煤要求入炉水分以下后进行干燥煤粒表面增粘过程，之后随即装煤。

所述方法其特征在于与被增粘对象接触的增粘介质选择下述四种之一或其组合：上述干燥混合煤或干燥细颗粒组分或直接干燥煤等为被增粘对象，与被增粘对象接触的增粘介质为水蒸气；或是与被增粘对象接触的增粘介质为水蒸气和雾化水的混合物或水蒸气与溶解有用以抑制煤粉飞散的抑尘剂的溶液雾化水的混合物；或是与被增粘对象接触的增粘介质为雾化水或溶解有用以抑制煤粉飞散的抑尘剂的溶液雾化水；或是与被增粘对象接触的增粘介质为炼焦荒煤气。

所述方法其特征在于干燥煤粒表面增粘方法选择下述三种方法之一或其组合：上述干燥混合煤或干燥细颗粒组分或直接干燥煤等为被增粘对象，在被增粘对象从高处落下过程中被侧面气流吹散，煤料大颗粒直接下落，煤料小颗粒被气流吹起飘散，气流被风机吸引再循环，在气流的流通过程中向气流中喷入水雾或蒸汽或水-蒸汽混合物，实现与煤料颗粒接触增粘；或是被增粘对象煤料被旋转机构带起后下落，在其下落过程中与喷入的水雾或蒸汽或水-蒸汽混合物接触增粘；或是被增粘对象煤料在从高处下落过程中被振动机构弹起后下落，在其下落过程中与喷入的水雾或蒸汽或水-蒸汽混合物接触增粘。

所述方法其特征在于装煤过程按时间段控制装煤顺序形成炼焦煤在炭化室内的水分分布，和/或按装煤口距荒煤气导出管的距离远近控制装煤顺序形成炼焦煤在炭化室内的水分分布。

按时间段控制分为三个时间段：装煤初期、装煤中期、装煤后期，装煤后期装入的炼焦煤水分大于装煤初期和装煤中期装入的炼焦煤水分；或装煤初期和装煤中期装入水蒸气或雾化水或水蒸气水雾混合物增粘后的炼焦煤，装煤后期装入与炼焦荒煤气相接触增粘的炼焦煤；

按装煤口距荒煤气导出管的距离远近控制装煤顺序形成装炉煤在炭化室内的水分分布，距荒煤气导出管近的装煤口进入的炼焦煤水分大于距荒煤气导出管远的装煤口进入的炼焦煤水分；距荒煤气导出管远的装煤口先装、距荒煤气导出管近的装煤口后装。

所述方法其特征在于所述干燥煤粒表面增粘后的炼焦煤经过捣固过程将其捣固成型为整体煤饼后从焦炉侧面装入焦炉内进行炼焦。

实现所述炼焦煤干燥过程所用炼焦煤干燥装置，其特征是装置至少由干燥器外壳、热源入口、热源出口、原料煤入口、干燥煤出口、倾斜加热板、蒸汽导出口组成；倾斜加热板的高端处与干燥塔外壳相连接，倾斜加热板的低端处设置有煤料下行口，在倾斜加热板低端处加设或不设煤料整流板；沿干燥塔高度方向设置有复数层倾斜加热板，相邻层的倾斜加热板高端与低端在干燥塔内不同侧交替布置，相邻层的倾斜加热板之间留有煤料流动通道，在倾斜加热板高端与相邻下层倾斜加热板低端煤料出口之间的空间上部位置设置有蒸汽导出口。

实现炼焦煤干燥表面增粘装煤方法的装置，其特征是选择下述三种装置之一或其组合：被增粘对象接触的干燥煤增粘器至少包括增粘器扬尘空间、气流循环风机、气流循环风道、煤料下落口、煤料排出口、增粘介质喷入口组成，气流循环风机气流喷出口与煤料下落口相连，气流循环风道一端与气流循环风机气流入口相连，气流循环风道另一端与增粘器扬尘空间相连接；

或采用回转圆筒干燥煤增粘器，回转圆筒内壁设置有能够带动煤料向上移动并在转到一定高度后使煤料撒落的带料机构，在圆筒内通过设置中轴管道引入增粘介质，或由气流循环风机在回转圆筒的轴向方向向回转圆筒吹入气流，通过气流循环风道再将吹入的气流导入气流循环风机气流入口使气流循环，增粘介质喷入口设置在气流循环风道上或/和中轴管道上；

或采用对固体颗粒具有振动作用的振动床干燥煤增粘器，增粘器至少由振动床干燥煤增粘器入口、从上到下错位交叉的向下倾斜的振动板、增粘介质喷入口、振动床煤料下行口、振动器、振动床干燥煤增粘器煤料出口组成，增粘介质喷入口设置在振动床煤料下行口的上方。

所述装置其特征在于装置内壁和/或内部构件与煤的接触面是由可伸缩的软质伸缩材料构成，该可伸缩软质伸缩材料能够在与煤料接触面的反面受到充气胀压作用下实现表面膨胀，解除压力后回复原状，或装置以金属骨架定型，其管道与装置器壁均用可伸缩软质伸缩材料构成。

所述方法其特征在于焦炉炭化室装入增粘后的炼焦煤后，在平煤杆上装备的喷水机构向炭化室内的煤顶部喷入水或喷入含有能够促进颗粒与颗粒间凝结或使颗粒表面润湿的粘结剂混合液。

具体说明如下：

本发明的技术工艺由炼焦煤干燥、干燥煤煤粒表面的增粘(以下简称干燥煤增粘)和装煤三个过程组成。干燥过程中，炼焦煤原煤首先进入炼焦煤干燥装置，在倾斜加热板上被加热使水分蒸发，从蒸汽导出口排出，煤粒在降低水分的同时向下移动，从倾斜加热板低端处设置的煤料下行口进入下一层倾斜加热板；依次，炼焦煤在干燥装置内从上到下的流动过程中得到干燥降低了水分，从干燥器下部排出。在炼焦煤原煤水分较高的情况下，在干燥器倾斜加热板的上层设置搅拌式干燥段，进行预干燥，然后煤料进入下部的倾斜加热板区域干燥。对于炼焦煤的干燥根据原煤水分、细度及干燥后水分的不同要求可以经过预干燥后分级，再对粗颗粒进行深度干燥，也可对原煤直接干燥到所要求的水分。分级可用筛分或其他分级方法。

增粘过程可以是对直接干燥的煤料，也可以是对分级干燥的细颗粒，还可以是对分级后粗颗粒深度后再混合的混合物料的增粘。根据炼焦原煤特性和干燥后炼焦要求的不同优选具体方案即可。

增粘介质有以下四种，即水蒸气、水蒸气和雾化水的混合物、雾化水、炼焦荒煤气。被增粘对象在干燥煤增粘器中与增粘介质接触的时间根据介质和干燥煤水分值进行优化。雾化水通过水泵给水，或水与水蒸气的混合物，进行加压，加压后通过喷嘴喷雾实现。雾化水可以是水也可以是溶解有抑制煤粉飞散的抑尘剂的溶液，抑尘剂包括增加煤料润湿的润湿剂、促进煤粒凝聚、促进煤粒沉降的粘结剂及其组合；炼焦荒煤气为焦炉炭化室内排出的荒煤气。

增粘过程以尽量增加干燥煤中细颗粒与增粘介质的接触机会与时间为目标，采用以下三种干燥煤增粘装置实现干燥煤的增粘。被增粘对象进入循环气流干燥煤增粘器，从高处落下进入增粘器扬尘空间的过程中被来自气流循环风机的侧面气流吹散。焦炉内形成扬尘的颗粒范围主要在0.08mm范围以下，因此调整风机风速，使粒径大于0.08mm的煤料大颗粒直接下落，从煤料排出口排出，粒径小于0.08mm的煤料小颗粒被气流吹起飘散。携带煤料小颗粒的气流被风机再吸引循环，在气流循环风道中通过增粘物质喷入口向气流中喷入水雾或蒸汽或水-蒸汽混合物，实现与煤料小颗粒的接触增粘。增粘后的小颗粒煤料通过循环风机返回增粘器扬尘空间，未能凝聚成大颗粒的小颗粒继续被侧面气流吹散重新进入气流循环进行再次增粘，已经粘结成大颗粒的小颗粒在增粘器扬尘空间内落下，从煤料排出口排出。气流的循环避免了大量粉尘的除尘问题，大幅简化了设备。

另一种方法是被增粘对象煤料被旋转机构带起后下落，在其下落过程中与喷入水雾或蒸汽或水-蒸汽混合物接触增粘。其对应的装置为回转圆筒干燥煤增粘器，圆筒内壁设置有能够带动煤料向上移动并在转到一定高度后使煤料撒落的带料机构，在圆筒内通过设置中轴管道引入增粘介质，或由气流循环风机在回转圆筒的轴向方向向回转圆筒吹入气流，通过气流循环风道再将吹入的气流导入气流循环风机气流入口实现气流循环。增粘介质喷射口设置在气流循环风道上或中轴管道上，回转圆筒的旋转和气流流动提高了煤粉与增粘介质的接触机会与时间，提高了增粘效果。

再一种方法是被增粘对象煤料在从高处下落过程中被振动机构弹起后下落，在其下落过程中与喷入水雾或蒸汽或水-蒸汽混合物接触增粘。其对应的装置为振动床干燥煤增粘装置主要由从上到下错位交叉的向下倾斜的振动板带动煤料振动，并与气流流动配合增加了煤料在下行过程中与气流中增粘介质的接触机会与时间，提高了增粘效果。

增粘介质喷入口以在增粘器中细颗粒分散良好的部位设置为优选，可根据装置结构、风机及煤料的分散难易程度决定即可。

三种装置的内壁及内部构件与煤的接触面是由可伸缩的软质伸缩材料构成，该可伸缩软质伸缩材料能够在充气受压作用下进行表面伸缩，当装置内表面粘黏了大量增粘煤粒时，可对装置内充气，伸缩材料在一定的气压压力下变形。然后迅速放气，伸缩材料瞬时失去压力作用而反弹，恢复成原形状，材料表面的煤颗粒由于材料反弹产生位移而从材料表面脱落，不再堵塞干燥煤增粘器。或装置以金属骨架定型，其管道与装置器壁均用软质伸缩材料构成，在气流循环过程中，使管道随之振动，防止增粘后的煤料颗粒的大量粘附。

干燥煤粒表面增粘过程结束后，煤颗粒外部粘附一层薄水膜，煤颗粒内部含水率依然很低，此时迅速进行装煤过程，在增粘过程结束后15min之内完成装煤。装煤过程中装煤顺序的控制以形成炼焦煤在炭化室内水分分布的控制方式有两种，任选一种或两种情况组合：

按时间段控制：

装煤过程均分成装煤初期、装煤中期、装煤后期三个时间段，由于装煤初期与装煤中期的炼焦煤会被装煤后期的炼焦煤压在炭化室底部，装煤后期的炼焦煤会在炭化室的最上层，因此，装煤后期装入的炼焦煤水分大于装煤初期和装煤中期装入的炼焦煤水分，可以减轻焦炉内炼焦初期的负压扬尘。装煤初期和装煤中期进入的炼焦煤与装煤后期进入的炼焦煤在增粘介质或增粘时间上会有所不同。装煤初期和装煤中期装入水蒸气或雾化水或水蒸气水雾混合物增粘后的炼焦煤，装煤后期装入与炼焦荒煤气相接触增粘的炼焦煤；或者均以所述三种增粘介质的其中之一增粘，增粘介质相同，只是被增粘程度不同，如增粘介质的喷入量，或被增粘对象与增粘介质的接触时间不同。装煤初期和装煤中期装入增粘时间较短的低水分炼焦煤，装煤后期装入增粘时间较长的较低水分炼焦煤，增粘过程时间较长。

在装煤过程中，排出焦炉的气体通过荒煤气导出口将其导出，而距离荒煤气导出口越近气体速度越大，所以，粉尘夹带也越严重。所以，按装煤口距荒煤气导出管的距离远近控制煤料的增粘程度，越离荒煤气导出口近的装煤孔，增粘程度越高可以有效控制粉尘夹带。

因此，距荒煤气导出口远的装煤口装入水分较低的炼焦煤，距荒煤气导出口最近的一个装煤口装入水分较高的炼焦煤。这样，荒煤气导出口附近的炼焦煤水分较大，进入荒煤气的粉尘量进一步减少。

对于顶装焦炉，在装煤过程的最后阶段有一个平煤过程。在本发明中平煤杆上装备有增粘液喷入机构，喷入机构向炭化室内的煤顶部喷入水或含有粘结剂的混合液，混合液可以为表面改性剂等，但不限于此类物质。由此，对装在炭化室顶部的煤料进行增粘，以避免炼焦初期高温焦炉炭化室顶层的煤料细粉被荒煤气夹带进入煤气处理系统。

对于侧装煤的捣固焦焦炉，将干燥的炼焦煤增粘后再导入捣固机内进行捣固，然后从焦炉侧面推入焦炉炭化室内完成装煤，之后进行炼焦。

本发明的有益效果是通过炼焦煤原煤的干燥增粘装煤工艺实现了煤料本体的深度脱水，又在煤粒表面即时覆盖水膜形成颗粒间粘附，在短时抑制粉尘的条件下即时装煤，达到了低水分低粉尘装煤，为实现低水分煤炼焦奠定了工程可行性的基础；通过交替倾斜加热板及其蒸汽导出实现了煤料的加热面更新和薄层干燥，大幅提高了干燥效率，并达到了干燥过程的稳定运行；通过气流吹散煤料和细粉扬起实现了充分高效的气固接触，提高了增粘效果；通过气流闭路循环实现了无除尘气流增粘的低成本稳定运行；通过增粘装置内壁可伸缩材料充放气实现了煤粉粘附的简单在线清除，保障了系统的连续稳定运行；通过简单高效的干燥增粘即时装煤克服了现有技术路线难以解决的低水分与高粉尘量的技术难题，实现了低成本的低水分低粉尘煤干燥炼焦。本发明具有投资费用少，运行动力消耗小，装置简单高效的特点，为焦化工业的节能减排增效提供了有效的技术和装置保障。

附图说明

图1：实施例1炼焦煤干燥表面增粘方法流程示意图；

图2：实施例2炼焦煤干燥表面增粘方法流程示意图；

图3：实施例3炼焦煤干燥表面增粘方法流程示意图；

图4：捣固焦装煤过程；

图5：炼焦煤干燥装置示意图；

图6：气流干燥煤增粘器示意图；

图7：气流干燥煤增粘器A-A剖面图；

图8：回转圆筒干燥煤增粘器示意图；

图9：回转圆筒干燥煤增粘器B-B剖面图；

图10：振动床干燥煤增粘器示意图；

图11：平煤杆设置增粘液喷嘴结构示意图。

其中：1-炼焦煤原煤，2-预干燥过程，3-筛分过程，4-粗颗粒组分，5-细颗粒组分，6-粗颗粒深度干燥，7-深度干燥的粗颗粒与筛分后的细颗粒的混合过程，8-干燥混合煤，9-干燥煤增粘器，10-水分增粘混合煤，11-干燥煤增粘器，12-炼焦荒煤气增粘混合煤，13-装煤初期，14-装煤中期，15-装煤后期，16-低增粘度细颗粒混合煤，17-高增粘度细颗粒混合煤，18-干燥过程，19-直接一次性干燥煤，20-一次性干燥增粘煤，21-装煤过程，22-平煤过程，23-原料煤入口，24-预加热器，25-搅拌器，26-顶部蒸汽导出口，27-倾斜加热板，28-干燥器煤料下行口，29-煤料整流板，30-侧面蒸汽导出口，31-煤料流动方向，32-热源入口，33-热源出口，34-热源流动夹套，35-干燥器外壳，36-保温层，37-干燥煤出口，38-气流干燥煤增粘器煤料入口，39-送料转轮，40-转轮转动方向，41-气流循环风机，42-气流循环吹出方向，43-气流循环风道，44-增粘器扬尘空间，45-增粘介质喷入口，46-煤料小颗粒，47-煤料大颗粒，48-气流干燥煤增粘器煤料出口，49-回转圆筒，50-回转圆筒干燥煤增粘器煤料入口，51-圆筒内带料机构，52-回转圆筒干燥煤增粘器煤料出口，53-中轴管道，54-回转圆筒气流循环风道，55-振动床干燥煤增粘器煤料入口，56-振动板，57-振动板煤料下行口，58-振动弹簧，59-振动床干燥煤增粘器煤料出口，60-增粘液导入管，61-平煤杆增粘液喷头，62-均一水分增粘煤，63-捣固过程，64-侧面装煤过程，65-平煤杆，A-气流干燥煤增粘器A-A剖面，B-回转圆筒干燥煤增粘器B剖面。

具体实施方式

实施例1

本实施例为炼焦煤干燥表面增粘方法的实施方案，具体实施步骤如下，流程如图1所示。

1)炼焦煤原煤1首先进行预干燥过程2，所用干燥器如图5所示。炼焦煤原煤1从原料煤入口23进入炼焦煤干燥器，首先接触干燥器内的预加热器24，炼焦煤原煤1通过搅拌器25的搅拌与预加热器24的预热迅速升温并掉落至倾斜加热板27上。预干燥过程2中在热源流动夹套34内流动的热源温度为105℃～110℃。炼焦煤原煤1沿煤料流动方向31向下流动，在拐弯处从干燥器煤料下行口28落到下一层倾斜加热板，直到从干燥煤出口37排出。倾斜加热板27一端的煤料整流板29可以实现煤料下落时保持相同的厚度。由于干燥器外壳35和保温层36的良好保温，干燥出的水蒸气不会冷凝，而是从顶部蒸汽导出口26和侧面蒸汽导出口30导出。

2)预干燥至炼焦煤原料1不再相互粘连后，将其通过筛分过程3筛分成粒径大于0.3mm的粗颗粒组分4与粒径小于0.3mm的细颗粒组分5。

3)筛分后粗颗粒组分4进入炼焦煤干燥器进行进一步的粗颗粒深度干燥6，此时粗颗粒组分4进入炼焦煤干燥器中的干燥步骤与1)所述基本相同，所不同的是进行粗颗粒深度干燥6时，热源流动夹套34内流动的热源(图中未标示)温度为150℃。

4)深度干燥后粗颗粒组分水分为5％～6％，煤温在101℃～103℃左右。需放置冷却至50℃以下后与细颗粒组分5重新混合成干燥混合煤8；

5)得到的干燥混合煤8分别进入干燥煤增粘器9和11，两个增粘器均选用气流增粘器，结构如图6所示。进入干燥煤增粘器9中的部分是进入到干燥煤增粘器11中的两倍。

干燥混合煤8从气流干燥煤增粘器煤料入口38进入，由送料转轮39沿转轮转动方向40将干燥混合煤8抛洒落下，并被侧面吹来的来自气流循环风机41的气流吹散。气流风速调节至在该煤料流量下，可将所有直径小于0.08mm的煤料小颗粒46吹入气流循环风道43，直径大于0.08mm的煤料大颗粒47进入增粘器扬尘空间44。

气流循环风道43侧壁设置有增粘介质喷入口45，从中喷出水雾。煤料小颗粒46在气流循环风道43中被增粘后迅速粘结在一起，粘结后的颗粒被气流循环风机41吸入后重新沿气流循环吹出方向42吹出(如图7气流干燥煤增粘器A-A剖面图所示)，若此时粘结后的颗粒直径大于0.08mm，则变为煤料大颗粒47落入增粘器扬尘空间44；若直径依旧小于0.08mm，则重新被吹入气流循环风道43中再次进行增粘。

煤料大颗粒47进入增粘器扬尘空间44后，安装在侧面的增粘介质喷射口45对大颗粒进行表面增粘，得到水分增粘混合煤10，从气流干燥煤增粘器煤料出口48排出。

气流干燥煤增粘器11中的增粘步骤与上述基本相同，所不同的是干燥煤增粘器11中使用的增粘介质为炼焦荒煤气，得到炼焦荒煤气增粘混合煤12，完成增粘后的荒煤气返回焦炉煤气系统(图中未标示)。水分增粘混合煤10的量是炼焦荒煤气增粘混合煤12的两倍左右。

6)由5)得到的水分增粘混合煤10随即装煤，装煤初期13和装煤中期14均装入水分增粘混合煤10；炼焦荒煤气增粘混合煤12在装煤后期15进行装煤；

7)煤料装入结束后，平煤杆65进入炭化室将煤堆推平完成平煤过程22；平煤杆65上装有增粘液喷头61，通过增粘液导入管60导入后喷到装入炭化室的炼焦煤煤层表面，完成装煤操作，进入炼焦过程。增粘液为水或者能够促进颗粒与颗粒间凝结或使颗粒表面润湿的粘结剂混合液，如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等表面改性剂等，但不限于此类物质，能在被推平的煤堆表面形成一层粘结膜，即使炉内负压也不会形成浮尘被荒煤气带出即可。

增粘器的内壁与煤接触面由可伸缩的软质伸缩材料构成，在充气受压下表面能够鼓起膨胀，当装置内表面粘黏了大量增粘煤时，对装置内的软质材料充气，软质伸缩材料在一定的气压压力下变形，使粘附上的煤粉胀落。并在迅速放气，伸缩材料瞬时失去压力制约而反弹，恢复成原形状，材料表面的煤颗粒由于材料反弹产生位移从而从材料表面脱落，不再粘附在干燥煤增粘器内壁上。

通过所述炼焦煤干燥增粘装煤，实现了装入炭化室的煤料水分在6％左右，荒煤气中的煤粉尘夹带量与传统的装煤炼焦11％水分时基本相同，既达到了低水分炼焦降低了能源消耗、缩短了结焦时间，在保证焦炭质量的前提下减少了优质焦煤的使用量，减少了剩余氨水的产生量，实现了高效率和高效益的炼焦，又实现了低粉尘稳定操作。

实施例2

本实施例的炼焦煤干燥表面增粘方案，具体实施步骤如下，流程如图2所示。

1)炼焦煤原煤1首先进行预干燥过程2，干燥过程在如图5所示干燥器中进行，过程如实施例1的1)所述。

2)预干燥至炼焦煤原料1不再相互粘连后，将其通过筛分过程3筛分成粒径大于0.3mm的粗颗粒组分4与粒径小于0.3mm的细颗粒组分5。

3)筛分后粗颗粒组分4进入炼焦煤干燥器进行进一步的粗颗粒深度干燥6，此时粗颗粒组分4进入炼焦煤干燥器中的干燥步骤与1)所述基本相同，所不同的是进行粗颗粒深度干燥6时，热源流动夹套34内流动的热源温度为150℃。

4)与此同时，细颗粒组分5分别进入干燥煤增粘器9和11，两个增粘器均选用振动床干燥煤增粘器，结构如图10所示。进入干燥煤增粘器9中的部分是进入到干燥煤增粘器11中的两倍。

振动床内设置振动板56及增粘介质喷入口45，振动板与水平线的夹角在15°～30°之间，振动板从上到下错位交叉设置，细颗粒组分5沿煤料流动方向31流经振动床煤料下行口57后落到下一层振动板上，如此重复左右交错式的下落，增大煤颗粒在装置内的停留时间，与从增粘介质喷入口45喷入的水蒸气接触增粘。振动床底部通过振动弹簧58实现低振幅低频率的振动，在煤颗粒的破碎度变化不大的条件下促进水膜在煤颗粒表面的均匀覆盖，增粘后细颗粒6水分增加1.5％，从振动床干燥煤增粘器煤料出口59排出。且干燥煤增粘器11的增粘度要高于9的煤料，即控制干燥煤增粘器11排出的增粘煤料水分比增粘器9排出的煤料水分高1％。

5)深度干燥后粗颗粒组分水分为5％～6％，煤温在101℃～103℃左右，放置冷却至50℃以下后，与上述4)过程增粘得到的细颗粒重新混合成低增粘度细颗粒混合煤16和高增粘度细颗粒混合煤17。低增粘细颗粒混合煤16的量是高增粘细颗粒混合煤17的两倍左右。

6)混合后随即装煤，炭化室依距离荒煤气导出口的距离分成三个装煤口，离荒煤气导出口最近的一个装煤口装入高增粘度的细颗粒混合煤，其余两个装煤口装入低增粘度细颗粒混合煤。

7)煤料装入结束后，平煤杆65进入炭化室将煤堆推平完成平煤过程22；平煤杆65上装有增粘液喷头61，增粘液通过增粘液导入管60导入后喷到装入炭化室的炼焦煤煤表面，完成装煤操作，进入炼焦过程。

增粘液为水或者能够促进颗粒与颗粒间凝结或使颗粒表面润湿的粘结剂混合液，能在被推平的煤堆表面形成一层粘结膜，即使炉内负压也不会形成浮尘被荒煤气带出即可。

通过所述炼焦煤干燥增粘装煤，实现了装入炭化室的煤料水分在6％左右，荒煤气中的煤粉尘夹带量与传统的装煤炼焦11％水分时基本相同，既达到了低水分炼焦降低了能源消耗、缩短了结焦时间，在保证焦炭质量的前提下减少了优质焦煤的使用量，减少了剩余氨水的产生量，实现了高效率和高效益的炼焦，又实现了低粉尘稳定操作。

实施例3

本实施例是原煤直接一次性干燥后进入增粘过程的炼焦煤干燥表面增粘装煤的方案，具体实施步骤如下，流程如图3所示。

1)炼焦煤原煤1直接进入干燥器中进行干燥过程18，所用干燥器如图5所示，过程如实施例1的1)所述。

2)炼焦煤原煤1干燥到其水分降低至炼焦煤入炉含水率要求以下，得到直接一次性干燥煤19。

3)干燥煤19进入干燥煤增粘器9进行增粘得到一次性干燥增粘煤20。增粘装置选用气流干燥煤增粘器，过程如实施例1的5)所述。所用增粘介质为用水泵压送的水与蒸汽的混合物。增粘后的煤料比干燥煤料的水分增加1.5％，达到6％。

4)增粘后的煤料从炭化室顶部装入炭化室完成装煤过程21。

5)按传统方式进行平煤过程22，完成装煤过程，进行炼焦。

通过所述炼焦煤干燥增粘装煤，实现了装入炭化室的煤料水分在6％左右，荒煤气中的煤粉尘夹带量与传统的装煤炼焦11％水分时基本相同，既达到了低水分炼焦降低了能源消耗、缩短了结焦时间，在保证焦炭质量的前提下减少了优质焦煤的使用量，减少了剩余氨水的产生量，实现了高效率和高效益的炼焦，又实现了低粉尘稳定操作。而且该方案流程短，效率高，成本低。

实施例4

本实施例与实施例3基本相同，所不同的是所用增粘介质为溶解了抑尘剂的温度为50℃的温水，抑尘剂为润湿剂和絮凝剂的混合物。在煤料装入完成后用装载了增粘液喷入机构的平煤杆平煤后向煤料的表层喷覆增粘液，进一步提高抑尘效果。

通过所述炼焦煤干燥增粘装煤，实现了装入炭化室的煤料水分在5.5％左右，荒煤气中的煤粉尘夹带量与传统的装煤炼焦11％水分时相同，既达到了低水分炼焦降低了能源消耗、缩短了结焦时间，在保证焦炭质量的前提下减少了优质焦煤的使用量，减少了剩余氨水的产生量，实现了高效率和高效益的炼焦，又实现了低粉尘稳定操作。而且该方案流程短，效率高，成本低。

实施例5

本实施例与实施例3基本相同，所不同的是煤干燥器的上部不设预干燥段，而是煤料直接进入倾斜加热板进行干燥。所用增粘介质是水蒸气与溶解了抑尘剂的温度为50℃的温水，抑尘剂为润湿剂和粘结剂的混合物。

实施例6

本实施例与实施例3基本相同，所不同的是干燥煤增粘装置采用回转圆筒干燥煤增粘器，结构如图8所示。干燥混合煤8从回转圆筒干燥煤增粘器煤料入口50进入回转圆筒49，圆筒内带料机构51(如图9回转圆筒干燥煤增粘器B-B剖面图所示)带动煤料随着圆筒以中轴管道53为轴心旋转。从回转圆筒49底部吹来的来自气流循环风机41的气流将干燥混合煤(图中未标示)吹散，风速调节至在该煤料流量下，可将直径小于0.08mm的煤料小颗粒随气流进入回转圆筒气流循环风道54循环并粘结，在与大颗粒碰撞中沉降排出，直径大于0.08mm的煤料大颗粒继续旋转着向回转圆筒49底部的回转圆筒干燥煤增粘器煤料出口52排出。回转圆筒气流循环风道54侧壁安装有增粘介质喷射口45，增粘介质为60℃的温水所喷出的水雾。同时，煤料大颗粒47在向回转圆筒49底部流动的过程中，安装在中轴管道53上的增粘介质喷入口45对煤料大颗粒47进行表面增粘，从回转圆筒干燥煤增粘器煤料出口52排出。

为防止煤料对回转筒内壁的粘附，在回转筒上部从外部进行敲打，通过敲打振动使可能粘附在内壁上的煤料脱落。

增粘后的煤料装入焦炉炭化室进行炼焦。

实施例7

本实施例为捣固侧面装煤的实施方案，步骤如图4所示。经干燥增粘所得到的均一水分增粘煤62送入捣固机(图中未标示)中，在压力和冲击力的作用下被捣打成略小于炭化室的煤饼，完成捣固过程63，将煤饼从焦炉的炭化室的侧面推入，完成侧面装煤过程64。其煤干燥过程和增粘过程及增粘介质可采用上述方式中的任一种。增粘捣固装焦可从现有捣固焦装煤水分13％降低到6％左右捣固，经济效益更为显著。可在煤饼顶层部分控制水分略高于下部0.5％的水分，更有利于防止煤尘发生。

Claims (7)

1.一种炼焦工业中炼焦煤干燥表面增粘装煤的方法，其特征是至少由如下过程组成：

(1)炼焦煤干燥过程：将炼焦煤原煤进行干燥，降低其水分的炼焦煤干燥过程；

(2)干燥煤粒表面增粘过程：将所述炼焦煤干燥过程得到的水分降低的干燥煤进行煤粒表面增粘的干燥煤粒表面增粘过程；

(3)装煤过程：将干燥煤粒表面增粘过程得到的表面具有粘结性的炼焦煤装入焦炉炭化室内的炼焦煤装煤过程；

所述炼焦煤干燥过程和干燥煤粒表面增粘过程选择下述三种工艺路线之一：炼焦煤原煤经过预干燥后进行分级，得到粗颗粒组分和细颗粒组分，对粗颗粒组分再进行深度干燥，之后与细颗粒组分进行混合得到干燥混合煤，再对干燥混合煤进行煤粒表面增粘，随即装煤；

或是炼焦煤原煤经过预干燥后进行分级，得到粗颗粒组分和细颗粒组分，对所得到的粗颗粒组分再进行深度干燥，对所得到的细颗粒组分进行干燥煤粒表面增粘过程，然后将深度干燥的粗颗粒组分与增粘的细颗粒组分进行混合，随即装煤；

或是炼焦煤原煤进行直接干燥，干燥到其水分降低至炼焦煤要求入炉水分以下后进行干燥煤粒表面增粘过程，之后随即装煤。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于干燥煤粒表面增粘方法选择下述三种方法之一或其组合：上述干燥混合煤或干燥细颗粒组分或直接干燥煤等为被增粘对象，在被增粘对象从高处落下过程中被侧面气流吹散，煤料大颗粒直接下落，煤料小颗粒被气流吹起飘散，气流被风机吸引再循环，在气流的流通过程中向气流中喷入水雾或蒸汽或水-蒸汽混合物，实现与煤料颗粒接触增粘；或是被增粘对象煤料被旋转机构带起后下落，在其下落过程中与喷入的水雾或蒸汽或水-蒸汽混合物接触增粘；或是被增粘对象煤料在从高处下落过程中被振动机构弹起后下落，在其下落过程中与喷入的水雾或蒸汽或水-蒸汽混合物接触增粘。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于装煤过程按时间段控制装煤顺序形成炼焦煤在炭化室内的水分分布，和/或按装煤口距荒煤气导出管的距离远近控制装煤顺序形成炼焦煤在炭化室内的水分分布；

按时间段控制分为三个时间段：装煤初期、装煤中期、装煤后期，装煤后期装入的炼焦煤水分大于装煤初期和装煤中期装入的炼焦煤水分；或装煤初期和装煤中期装入水蒸气或雾化水或水蒸气水雾混合物增粘后的炼焦煤，装煤后期装入与炼焦荒煤气相接触增粘的炼焦煤；

按装煤口距荒煤气导出管的距离远近控制装煤顺序形成装炉煤在炭化室内的水分分布，距荒煤气导出管近的装煤口进入的炼焦煤水分大于距荒煤气导出管远的装煤口进入的炼焦煤水分；距荒煤气导出管远的装煤口先装、距荒煤气导出管近的装煤口后装。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述干燥煤粒表面增粘后的炼焦煤经过捣固过程将其捣固成型为整体煤饼后从焦炉侧面装入焦炉内进行炼焦。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于焦炉炭化室装入增粘后的炼焦煤后，在平煤杆上装备的喷水机构向炭化室内的煤顶部喷入水或喷入含有能够促进颗粒与颗粒间凝结或使颗粒表面润湿的粘结剂混合液。

6.实现权利要求1或3所述炼焦煤干燥表面增粘装煤方法的装置，其特征是选择下述三种装置之一或其组合：被增粘对象接触的干燥煤增粘器至少包括增粘器扬尘空间、气流循环风机、气流循环风道、煤料下落口、煤料排出口、增粘介质喷入口组成，气流循环风机气流喷出口与煤料下落口相连，气流循环风道一端与气流循环风机气流入口相连，气流循环风道另一端与增粘器扬尘空间相连接；

或采用回转圆筒干燥煤增粘器，回转圆筒内壁设置有能够带动煤料向上移动并在转到一定高度后使煤料撒落的带料机构，在圆筒内通过设置中轴管道引入增粘介质，或由气流循环风机在回转圆筒的轴向方向向回转圆筒吹入气流，通过气流循环风道再将吹入的气流导入气流循环风机气流入口使气流循环，增粘介质喷入口设置在气流循环风道上或/和中轴管道上；

或采用对固体颗粒具有振动作用的振动床干燥煤增粘器，增粘器至少由振动床干燥煤增粘器入口、从上到下错位交叉的向下倾斜的振动板、增粘介质喷入口、振动床煤料下行口、振动器、振动床干燥煤增粘器煤料出口组成，增粘介质喷入口设置在振动床煤料下行口的上方。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于所述装置内壁和/或内部构件与煤的接触面是由可伸缩的软质伸缩材料构成，该可伸缩软质伸缩材料能够在与煤料接触面的反面受到充气胀压作用下实现表面膨胀，解除压力后回复原状，或装置以金属骨架定型，其管道与装置器壁均用可伸缩软质伸缩材料构成。

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