炼焦新技术

炼焦新技术—煤调湿技术

我国现有焦炉生产能力较大，占世界第一位，炼焦煤水分偏高，而且优质炼焦煤日益短缺，围绕现有焦炉和炼焦生产工艺，开发提高焦炭质量和利用炼焦余热的新工艺、新技术是适应企业发展，提高企业经济效益的有效途径。煤调湿技术可降低入炉煤水分，降低炼焦耗热量，增加入炉煤堆密度，提高焦炭质量。近几年来，煤调湿技术在国内外炼焦行业异军突起，得到了广泛的应用，究其原因是煤调湿技术具有其独特的优越性：可使焦炭和化工产品增产11%，提高经济效益；焦炉加热用燃料降低，减少耗热量；焦炭质量得到提高；充分利用了焦炉余热，取得了明显的经济和社会效益。

一、煤调湿（Coal Moisture Control ,简称“ CMC ”）技术简述

煤调湿技术是通过直接或间接加热来降低并稳定控制入炉煤的水分，该技术不追求最大限度地去除入炉煤的水分，而只把水分稳定在相对低的水平，既可达到增加效益的目的，又不因水分过低而引起焦炉和回收系统操作的困难，使入炉煤密度增大、焦炭及化工产品增产、焦炉加热用煤气量减少、焦炭质量提高和焦炉操作稳定等效果。

二、煤调湿的基本原理

利用外界热能将入炉煤在焦炉外干燥，控制入炉煤的水分，从而控制炼焦耗热量、改善焦炉操作、提高焦炭产量或扩大弱粘结性煤的用量。

三、工艺流程及发展

煤调湿技术通过直接或间接加热来降低并稳定控制入炉煤水分，并不追求最大限度地去除入炉煤气的水分，而只是把水分稳定在相对较低的水平，就可以达到增加效益的目的，又不会因水分过低而引起焦炉和回收系统操作困难。煤调湿技术于20世纪80年代初在日本开始应用，历经了3 种工艺技术的变革：第一代是热媒油干燥方式；第二代是蒸汽干燥方式；第三代是最新一代的流化床装置，设有热风炉，采用焦炉烟道废气或焦炉煤气对其进行加热的干燥方式。

1、第一代煤调湿技术

第一代CMC是热煤油干燥方式，其工艺见下图。

热媒油式煤调湿工艺流程图

利用热油回收焦炉上升管煤气显热和焦炉烟道气的余热，温度升高到195℃的热油通过干燥机将常温的煤预热到80℃，煤的水分由9%左右降到5.7%，调湿后的煤在运输过程中水分还将降低0.7%，装入煤水分保持在5%±0.7%。

2、第二代煤调湿技术

第二代CMC是蒸汽干燥方式。利用干熄焦蒸汽发电后的低压蒸汽或其它低压蒸汽作为热源，在多管回转式干燥机中，蒸汽对煤料间接加热干燥。其基本的工艺流程见下图，来自原料煤工序的湿煤经过进料螺旋输送机进入多管回转式干燥机，在干燥机体内，煤料与逆流运行的1.3MPa 饱和蒸汽环管充分接触，并进行热量交换。煤料从干燥机入口向出口方向移动，当物料到达干燥机出口时水分降至6.5%，经出料口排出，与收尘器分离下来的粉尘混合后一起送至煤塔。从入口处进入的220℃烟道气作为携湿气在携湿的同时利用自身热量也给物料提供部分热量进行调湿。携湿后的烟道气由多管回转式干燥机的集尘罩顶部排出，排出的烟道气及夹带煤粉尘被引风机抽吸到布袋除尘器内进行气固分离。气固分离净化后的烟道气经引风机引至安全地点排放。调湿煤经输送、调湿等过程以后，采取了必要的除尘措施，防止

粉尘飞扬。在输送过程中，带式输送机设防尘机罩进行全封闭，头部落料点处设收尘设施。

1 螺旋进料机;

2 环管分体式蒸汽回转干燥机;

3 布袋除尘器;

4 干燥引风机;

5 出料螺

旋输送机;6 皮带输送机

环管分体式蒸汽回转煤调湿工艺流程图

多管回转式干燥机是在普通回转圆筒干燥机内部安置了蒸汽加热管，加热管贯穿整个干燥机，以同心圆方式排成1-3 圈，干燥所需热量由蒸汽加热管提供，是间接连续干燥机。加热管随筒体转动，进入干燥机的物料在转筒内受到加热管的升举和搅拌作用，被加热管提供的热量干燥，再借助于干燥机的倾斜度从加热口向出料口移动，从出料口排出。物料中汽化的二次蒸汽从排气口进入尾气处理系统，除去粉尘后放空;对易燃易爆易氧化工况，还可采用惰性气体闭路循环，多管回转式干燥机传热面积大，热效率高，因此适用于处理量大、连续干燥的物料。多管回转式干燥机内部的换热管组件为特制部件，采用直管与环管相结合，与采用直管固定换热管的蒸汽回转干燥机相比，增大了相同空间内的换热面积，保证了蒸汽与物料之间的充分热量交换，提高了干燥机的调湿效率。每一组换热管组件均可单独从进料端抽出，可以及时实现换热管的更换和维护。环管分体蒸汽回转干燥机的主要特点有：（1）、传热面积大，热效率高，热效率高达80%~90%;

（2）、填充率高、处理能力大，适用于连续操作;

（3）、干燥温度低，操作简单，使用方便;

（4）、气体仅作为带走挥发组分的携带气，气体用量小，粉尘回收设备简单;

（5）、密闭性能好，非常适用于易燃易爆易氧化的工况;

（6）、使用方便，易于检修，结构简单，加工成本低。

3、第三代煤调湿技术

第三代是最新一代的流化床装置。在对前二代CMC技术实践和总结的基础上，新日铁开发投产了第三代也是最新一代的流化床CMC装置，取得了显著降低炼焦耗热量、提高焦炉生产能力和改善焦炭质量的效果，其工艺见下图。

流化床式煤调湿工艺流程图

水分为10%-11%的煤料由湿煤料仓送往2个室组成的流化床干燥机，从分布板进入的热风直接与煤料接触，对煤料进行加热干燥，使煤料水分降至6.6%。第三代CMC干燥用热源是由抽风机抽吸的焦炉烟道废气，其温度为180-230℃。本装置还设有热风炉，当煤料水分过高或焦炉烟道废气量不足或烟道废气温度过低时，可将抽吸的烟道废气先送入热风炉，用焦炉煤气点火，使高炉煤气燃烧，提高烟道废气的温度。入炉煤料含水量设定为6.0%是为了防止调湿后煤料产生过多的粉尘。将CMC出口煤含水量设定略高于6.0%，是因为从CMC出口到焦炉的运输过程中会蒸发一部分水分。流化床干燥机内的分布板是特殊钢材制作的筛板，干燥机的其他部分均可用普通碳钢材制作。在CMC的几个部位上设置有氧监测仪，自动报警，防止发生爆炸等不安全事故。

经过多年的生产实践，第三代 CMC 技术的效果是：采用 CMC 技术后，煤料含水量每降低 1%，炼焦耗热量就降低约50.0MJ/t(干煤)。当煤料水分从 10%下降至 6%时，炼焦耗热量