CN107964411B - 干熄焦粉焦回配炼焦煤方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干熄焦粉焦回配炼焦煤方法，包括将红焦送入干熄炉内被循环惰性气体冷却后得到冷焦，出干熄炉的循环惰性气体经一次除尘、余热锅炉和二除尘分离出粉焦后回送到干熄炉对红焦进行冷却，分离出的粉焦和出干熄炉的冷焦以及炼焦煤一起送往煤－焦配料斗内与炼焦煤初步混合，再通过配料斗溜槽将煤焦混合料送入焦炭‑湿煤回转窑中，通过焦块的摩擦、碰撞使炼焦煤和较粗粒径的粉焦进一步破碎，同时实现粉焦与炼焦煤的混合，再送入煤‑焦炭分离筛分离出粗料和细料，所述细料送入焦炉炼焦得到红焦，粗料进焦处理系统。本发明工艺简单、能有效回配焦粉进入炼焦煤、同时回收粉焦余热对炼焦煤有效干燥，且大幅减少烟尘排放，对环境友好。

Description

干熄焦粉焦回配炼焦煤方法

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焦粉焦回配炼焦煤方法。

背景技术

粉焦是焦化生产过程中不可控制的副产品之一，其物化性能与大块焦炭大致相当，其量大，约占焦炭总量的10％。从目前市场情况看，＜25mm的粉焦销路不畅，积压严重，污染环境。大量粉焦只能作低级燃料处理，一般用于烧结工序的燃料，或高炉喷吹煤等。如果将这些粉焦再掺混到煤料中炼焦，不仅解决了粉焦的销路问题。减少了环境污染，还可以节约大量瘦煤，达到能源的二次利用。

据我国目前的煤炭资源来看，气煤储量相对丰富，且灰、硫含量。为了充分利用煤炭资源，在华东、华北、内蒙等地区宜采用捣固炼焦工艺。捣固炼焦工艺的配合煤中，气煤配人量高达60％一80％，在结焦过程中形成半焦后，热缩聚剧烈，收缩程度大，焦炭裂纹多，易碎。因此，在配合煤中添加适量的瘦化剂，可以减缓结焦过程的收缩速度，减少焦炭裂纹，提高焦炭强度。

瘦化剂主要为瘦煤、半焦、细焦粉等含炭的惰性添加物。由于瘦煤储量急剧减少，成本较高且受到运输市场的限制。而延迟焦价格昂贵，市场供应量小，不易达到配比要求。所以配人适量的细焦粉替代部分瘦煤也为焦化厂提供了一条降本增效的途径。常规炼焦配合煤中，肥煤和气煤的配入量为50－60％，如果配合煤中添加适量的细焦粉可以改善焦炭质量。上海吴淞炼焦制气厂长期生产试验证明，在配煤比不变的情况下，将水分10％左右的焦粉细磨破碎至0.15mm再回配到炼焦煤中，M40提高2—3.5个百分点、M10降低2—3个百分点。生产铸造焦时掺入适量的细焦粉也能提高焦炭块度。

武海燕等利用焦炭粉末加粘合剂制造气化用焦，完成了实验室配方，制造的气化用焦在水煤气炉进行生产实验7h，水煤气热值9856kJ/m3，产气量2405m3/h。

刘宝山利用廉价粉焦加入复台粘结剂生产粉焦型球代替煤气发生炉所用块焦的研制、工业中试和生产过程。

关宏字等利用粉焦作瘦化剂掺混到煤料中配煤炼焦，不仅解决了粉焦的销路问题，减少了环境污染。还可以节约大量瘦煤。达到能源的二次利用。概述了焦粉制备工艺技术在生产中的应用状况。分别介绍了干法、湿法、润磨、振动棒磨机和高压对辊粉磨机5种焦粉制备工艺流程，并对5种焦粉制备工艺与设备的优缺点进行了分析比较。

刘建迅通过40kg小焦炉试验，得出回配1％焦粉后，大块焦率明显增加，抗碎性能增加，焦炭质量稳定的结果，证明了研究在技术上是可行的。

王大力等通过煤岩显微分光光度计系统对焦粉配煤炼焦进行了系统的研究，研究了焦粉的配入量对配合煤的镜质组最大反射率及区间变化和显微组分变化的影响，结合小焦炉产品各项质量指标的变化，得到太原煤气化公司焦化厂焦粉的最佳配入比例为1.0％－1.7％，最佳粒度范围为＜3mm占98％－100％、＜lmm占78％～80％、＜O.2mm占40％一50％。为了使焦粉的回配技术更加系统和精细，确保焦粉回配后焦炭的质量仍然能保持稳定。太原煤气化公司在对焦粉的回配比和粒径进行研究的同时，利用煤岩显微分光光度计，系统地对配合煤镜质组的最大反射率及区间变化进行了观察。通过对配合煤显微组分的变化、容惰比的变化以及小焦炉和生产产品焦炭的各项质量指标变化进行分析。并根据有关煤岩学配煤理论，对配煤比进行了优化，确定了切合实际的焦粉配入量和粒度。

另一方面，在干熄焦底部排出的冷焦中含有部分粉焦，温度在200℃左右；在干熄焦系统随循环冷却气体排出的粉焦，温度在800℃以上，粉焦量相当于熄焦量的1.4％，灰尘平均筛分组成如下：

筛级/mm

＞6

3～6

1.5～3

0.5～1.5

0.25～0.5

＜0.25

含量/％

0.76

3～15

7.24

8.3

44.1

36.45

利用沉降室沉降除尘和旋风除尘后，高温循环气体进入余热锅炉。其中沉降室捕集到的粉尘筛级如下：

筛级/mm	＞6	3～6	1.5～3	0.5～1.5	0.25～0.5	＜0.25
							含量/％	3.36	13.65	29.75	27.65	23.1	2.52

旋风除尘捕集到的粉尘筛级如下：

筛级/mm	＞6	3～6	1.5～3	0.5～1.5	0.25～0.5	＜0.25
							含量/％	——	——	0.51	2.47	50.18	46.84

这些粉尘温度较高，其余热也未得到利用。

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、能有效回配焦粉进入炼焦煤、同时回收粉焦余热对炼焦煤有效干燥，提高焦炭质量、延长设备使用寿命、且大幅减少烟尘排放，对环境友好的干熄焦粉焦回配炼焦煤方法。

本发明技术方案包括将红焦送入干熄炉内被循环惰性气体冷却后得到冷焦，出干熄炉的循环惰性气体经一次除尘、余热锅炉和二除尘分离出粉焦后回送到干熄炉对红焦进行冷却，分离出的粉焦和出干熄炉的冷焦以及炼焦煤一起送往煤－焦配料斗内与炼焦煤初步混合，再通过配料斗溜槽将煤焦混合料送入焦炭-湿煤回转窑中，通过焦块的摩擦、碰撞使炼焦煤和较粗粒径的粉焦进一步破碎，同时实现粉焦与炼焦煤的混合，再送入煤-焦炭分离筛分离出粗料和细料，所述细料送入焦炉炼焦得到红焦，粗料进焦处理系统。

所述炼焦煤在送往煤-焦配料斗前先进行粗破碎到40mm以下。

所述煤-焦炭分离筛分离出的粗料粒径＞3mm，细料粒径≤3mm。

所述焦炭-湿煤回转窑中引入来自焦炉水平烟道的焦炉烟气对炼焦煤进行干燥。

通过控制出干熄炉的冷焦温度，以调整出焦炭-湿煤回转窑的炼焦煤和粉焦的含水量。

通过控制出干熄炉排出的冷焦温度大于200℃，以调整出焦炭-湿煤回转窑炼焦煤的含水量下降至3wt％以下。

所述干熄炉顶部引出的装焦烟尘、煤-焦炭分离筛和煤－焦配料斗的扬尘作为含尘气体经消爆燃烧器燃烧消耗掉氧气和部分焦尘后，与来自焦炉水平烟道的焦炉烟气一起作为干燥介质送入焦炭-湿煤回转窑。

放散的循环惰性气体也送入消爆燃烧器。

发明人针对焦化行业普遍存在的粉焦低品质利用、干熄焦系统粉焦余热资源浪费等问题，在不改变现有干熄焦主体工艺的前提下，作出了如下改进：(1)对出干熄焦中循环惰性气体在一次除尘器及余热锅炉内沉降的粉焦及时送往煤－焦配料斗和焦炭-湿煤回转窑中与炼焦煤混合，作用有三，a)及时回收利用了粉焦的余热对炼焦煤进行直接干燥；b)利用回转窑的运行，实现了炼焦煤与粉焦的充分混合；c)利用焦粉高比表面积，有效吸附了微细煤粉，改善了炼焦煤的性能，从而有利于提高焦炭质量；(2)在焦炭-湿煤回转窑内干熄冷焦焦块之间的摩擦和碰撞对炼焦煤进行破碎，同时大块焦炭的裂纹提前开裂，焦块的棱角被磨蚀，改善了焦炭的机械稳定性，经煤-焦分离筛分出的焦炭温度低，从而减少了运焦皮带的热损伤，延长了设备使用寿命；(3)通过控制出干熄炉冷焦的温度，有利于提高炼焦煤的干燥效果，使出回转窑的炼焦煤水含量降低3％以下，甚至更低。

进一步的，针对炉顶装焦烟尘含尘量大、温度高，烟尘携带的显热未能有效回收利用的问题，发明人将这部分烟尘和其它扬尘的装置包括煤-焦炭分离筛和煤－焦配料斗的扬尘一起作为含尘气体经送入消爆燃烧器燃烧消耗掉氧气和部分焦尘后，和来自焦炉水平烟道的焦炉烟气一起作为干燥介质送入焦炭-湿煤回转窑，使得这一部分烟尘的余热也得到有效回收利用，带走窑内湿气，同时湿气也有利于粉尘的团聚，利于后续除尘。

本发明工艺简单、降低了干熄炉冷焦的温度，多回收干熄焦系统余热约0.2GJ/t-焦以上，回收焦粉量5－15kg/t-焦以上，减缓了冷焦对运输皮带的热侵蚀，沿长了皮带的寿命，对环境友好；通过焦炭-湿煤回转窑同步实现炼焦煤的破碎和干燥，提高了炼焦煤的干燥效果和效率，煤含水量降至3％以下，干燥热能来自系统余热，进一步的节能降耗。

具体实施方式

随循环惰性气体带出的在一次除尘器、余热锅炉和二次除尘内捕集下来的粉焦送往煤－焦配料斗内与炼焦煤初步混合，同时将干熄炉排出的大于200℃的冷焦也送入煤-焦配料斗，实现炼焦煤与冷焦的初步混合，再通过配料斗溜槽将煤焦混合料送入焦炭-湿煤回转窑中，在此过程中利用冷焦之间的摩擦和碰撞对炼焦煤进行破碎，同时利用冷焦的余热使炼焦煤干燥脱湿，使其的水含量下降至3wt％以下。出焦炭-湿煤回转窑的冷焦和破碎后炼焦煤送入煤-焦炭分离筛分离出温度为100℃粗料和细料，所述细料送入焦炉炼焦后得到红焦，红焦送入干熄炉被循环惰性气体冷却后得到温度大于200℃(优选不超过250℃)的冷焦；粗料送入焦处理系统。炼焦煤在送入煤-焦配料斗前，先通过破碎机粗破到40mm以下。

出干熄炉的循环惰性气体经一次除尘器除尘后进入余热锅炉副产蒸汽，出余热锅炉的循环惰性气体经二次除尘器进行二次除尘后回送干熄炉内冷却红焦；所述一次除尘器、余热锅炉和二次除尘器分离出的粉焦也送入煤-焦配料斗；

将干熄炉顶部装焦过程产生的烟尘、煤-焦炭分离筛和煤－焦配料斗的扬尘作为含尘气体经消爆燃烧器燃烧消耗掉氧气和部分焦尘后，与来自焦炉水平烟道的焦炉烟气一起作为干燥介质送入焦炭-湿煤回转窑干燥窑内炼焦煤并带走窑内湿气。出焦炭-湿煤回转窑的湿烟气送入除尘器除尘后达标排放。

将放散的循环惰性气体回收引到消爆燃烧器内燃烧消耗掉氧气和部分焦尘及可燃组分后，作为干燥介质送入焦炭-湿煤回转窑干燥窑内炼焦煤并带走窑内湿气。

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，合计回收余热约0.2GJ/t-焦，回收焦粉5-15kg/t-焦；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 (6)

1.一种干熄焦粉焦回配炼焦煤方法，包括将红焦送入干熄炉内被循环惰性气体冷却后得到冷焦，出干熄炉的循环惰性气体经一次除尘、余热锅炉和二除尘分离出粉焦后回送到干熄炉对红焦进行冷却，其特征在于，分离出的粉焦和出干熄炉的冷焦以及炼焦煤一起送往煤－焦配料斗内与炼焦煤初步混合，再通过配料斗溜槽将煤焦混合料送入焦炭-湿煤回转窑中，通过焦块的摩擦、碰撞使炼焦煤和较粗粒径的粉焦进一步破碎，同时实现粉焦与炼焦煤的混合，再送入煤-焦炭分离筛分离出粗料和细料，所述细料送入焦炉炼焦得到红焦，粗料进焦处理系统；

所述干熄炉顶部引出的装焦烟尘、煤-焦炭分离筛和煤－焦配料斗的扬尘作为含尘气体经消爆燃烧器燃烧消耗掉氧气和部分焦尘后，与来自焦炉水平烟道的焦炉烟气一起作为干燥介质送入焦炭-湿煤回转窑。

2.如权利要求1所述的干熄焦粉焦回配炼焦煤方法，其特征在于，所述炼焦煤在送往煤-焦配料斗前先进行粗破碎到40mm以下。

3.如权利要求1所述的干熄焦粉焦回配炼焦煤方法，其特征在于，所述煤-焦炭分离筛分离出的粗料粒径＞3mm，细料粒径≤3mm。

4.如权利要求1-3任一项所述的干熄焦粉焦回配炼焦煤方法，其特征在于，通过控制出干熄炉的冷焦温度，以调整出焦炭-湿煤回转窑的炼焦煤和粉焦的含水量。

5.如权利要求1或3所述的干熄焦粉焦回配炼焦煤方法，其特征在于，通过控制出干熄炉排出的冷焦温度大于200℃，以调整出焦炭-湿煤回转窑炼焦煤的含水量下降至3wt％以下。

6.如权利要求1所述的干熄焦粉焦回配炼焦煤方法，其特征在于，放散的循环惰性气体也送入消爆燃烧器。