WISCO炼焦煤预处理技术的开发_鲍俊芳

2015年5月第46卷第3期

燃料与化工

Fuel ＆Chemical Processes

·综述与专论·

WISCO 炼焦煤预处理技术的开发

鲍俊芳

薛改凤

詹立志陈鹏张雪红陈细涛

（湖北省炼焦煤利用重点实验室，武汉钢铁集团公司，武汉430080）

摘

要：为开发高效、

环保和节约优质资源的炼焦煤预处理技术，借鉴DAPS 技术，开发出的炼焦煤干燥技术，可同时分成粉煤、中粗煤和粗颗粒煤3个粒度等级，最终实现煤干燥－型煤－选择性破碎一体化的炼焦煤预处理技术。关键词：煤干燥；型煤；选择性破碎；一体化中图分类号：TQ520．61文献标识码：A

文章编号：1001－3709（2015）03－0001－03

Development of coking coal pretreatment technology in WISCO

Bao Junfang

Xue Gaifeng

Zhan Lizhi

Chen Peng

Zhang Xuehong

Chen Xitao

（Hubei Key Laboratory for Coking Coal Utilization ，Wuhan Iron ＆Steel Group Co．，Ltd．，Wuhan 430080，China ）

Abstract ：A new coking coal drying technology was developed with reference of DAPS technology．By using of this technology ，coal can be classified to three grain sizes-fine coal ，medium coarse coal and coarse coal．Therefore pretreatment of coking coal became an integration of drying ，briquetting and selective crushing．

Key words ：Coal drying ；Coal briquetting ；Selective crushing ；Integration

收稿日期：2014－09－15

作者简介：鲍俊芳（1972－），女，教授级高级工程师基金项目：

目前，

中国是钢铁生产和消费第一大国，2000年以来粗钢产量逐年大幅递增，至2013年中国粗钢产量达7．52亿t ，占世界粗钢总量的近一半。在钢铁产业的拉动下，2013年中国焦炭产量达4．8亿t ，创下历史新高。

国内引进和开发使用的炼焦煤预处理新技术有配型煤技术、煤调湿技术和捣固技术。捣固技术近年来在我国发展迅速，但存在装煤除尘不易达标问题；配型煤技术需要黏结剂，且焦炭质量改善效果不太明显；煤调湿是一项节能减排的煤预处理技术。2008年济钢焦化厂在国内率先开发煤调湿分级一体化工艺，将炼焦煤水分干燥至8%，2009年宝钢、太钢等也开始应用煤调湿技术，水分降至6．5% 9%。从济钢、宝钢和太钢使用效果来看，该技术与常规湿煤装炉技术相比，在生产效率、节能和多配入弱黏结性煤等方面都有一定的改善，但改善的程度并不大，焦炭质量改善效果不明显，热强度CSＲ提高约0．5%，没有达到预期效果，同时存在煤料预干燥后

粉尘污染问题。

国际上煤调湿技术处于领先地位的是新日铁公司，该公司在煤调湿（CMC ）技术之后开发了煤干燥粉煤成型技术（DAPS 技术），

目前实现炼焦生产效率最高、

弱黏结性炼焦煤配用比例最大、节能环保效果最显著的煤预处理技术就是DAPS 技术。该技术是将入炉煤水分在煤调湿技术基础上进一步降低，并将其中的微粉辊压成型为小球后与其他合适粒度煤料混合入炉，该工艺不仅能解决煤调湿技术粉尘污染问题，而且能进一步提高生产效率和弱黏结性煤的配比，节能效果也非常好。DAPS 技术从1992年在新日铁大分厂开始使用，至今已成功应用30年，工艺效果显著，但新日铁公司不对外转让。DAPS 技术的不足是在对炼焦煤进行干燥的同时没有实现炼焦煤的风选分级破碎，限制了弱黏煤使用量的进一步加大。

根据我们近3年的研究发现，强黏结性炼焦煤在破碎过程中更容易被过度粉碎而使其结焦性变

1

DOI:10.16044/ki.rlyhg.2015.03.001

差；而不同种类的单种煤参与配煤炼焦的最佳粒度差异很大。目前炼焦行业的配煤粒度控制技术较粗放，不管什么煤种，仅控制粒度小于3mm的百分比，这就使优质炼焦煤没有得到高效利用，同时高变质程度弱黏结性煤的应用受到限制。目前，酒钢焦化厂、韶钢焦化厂等采用选择性粉碎技术，但由于在湿煤条件下进行，分级效率并不理想。

从1994—2003年，新日铁还开发出了SCOPE21技术，但该技术商业化应用还不成熟，存在投资大、技术复杂、运行不稳定等缺点。

1技术原理

从国内外炼焦煤预处理新工艺发展趋势以及炼焦配煤最新研究成果可知，炼焦煤预处理技术发展趋势的核心要素为提高堆密度、降低水分和优化粒度组成。

WISCO炼焦煤预处理技术借鉴DAPS工艺的理念，开发了高效、节能、环保的新型煤干燥－型煤－选择性破碎一体化工艺技术。其基本原理在于：①降低入炉煤水分，使装煤堆密度大幅提高，焦炭气孔率下降；煤料在350 570ħ熔融阶段停留时间变长，较长的停留时间有利于各煤种煤粒之间充分融合、中间相小球体的长大和C分子排列有序化，焦炭粗粒镶嵌组分含量增加，从而改善焦炭强度。

②在干燥的同时对炼焦煤按粒度进行分级，实现粗颗粒煤选择性粉碎，避免强黏结性煤过度粉碎造成膨胀性的破坏。③将分级得到的粉煤高压成型，在高效解决粉煤扬尘问题的同时使粉煤的结焦性得到不同程度的恢复，强黏结性煤粉压球成型后，高温塑性明显改善。从而达到提高焦炉生产效率、改善焦炭质量、降低炼焦能耗及增加弱黏结性煤和不黏结性煤配比的目的。由于在DAPS技术基础上创新了粒度调整技术，在保证焦炭质量的前提下，弱黏煤的使用量达到40%，缓解了优质炼焦煤资源紧缺矛盾。

2工艺技术要点

根据炼焦煤预处理技术发展趋势，借鉴新日铁DAPS工艺理念，克服型煤需使用黏结剂、捣固不环保、煤调湿扬尘和湿煤分级效率低等问题，在DAPS 热风流化干燥粉煤分离技术基础上，开发出炼焦煤干燥的同时可分成粉煤、中粗煤和粗颗粒煤3个粒度等级的技术，最终实现煤干燥－型煤－选择性破碎一体化的炼焦煤预处理技术。

实验室完成了七大工艺技术要点的开发：确定了高压成型粉煤粒度指标；优化设计了炼焦煤粒度调整技术工艺路线；确定了炼焦煤干燥水分最佳值；确定了炼焦煤干燥分级技术相关工艺参数；确定了新型煤干燥－型煤－选择性破碎一体化工艺技术的配煤结构；确定了WISCO炼焦煤的输送和安全条件；确定了无水装煤炼焦焦炉的标准温度和结焦时间。

3技术指标

通过4年研究开发，实现了以下预期目标：①弱黏结性煤的比例40%时，焦炭CSＲ≥65%。②与常规湿煤装炉炼焦相比，生产效率提高约21%，减少炼焦废水产生量约50%。

4与煤调湿工艺对比

4．1工艺效果比较

通过不同水分炼焦煤结焦试验研究，WISCO炼焦煤预处理技术与煤调湿技术工艺效果差异显著，具体数据见表1。

表1WISCO炼焦煤预处理技术与煤调湿技术工艺效果对比%

指标提高焦炉

生产能力

降低炼焦

耗热量

改善焦炭质量

M40CSＲ

提高弱黏煤

配比

产生

烟尘量

减少炼焦

废水排放

WISCO炼焦煤预处理技术+21－27+4+6．5+20减少－50煤调湿+3－12+1+0．5+5大量烟尘－30

4．2扬尘控制比较

煤调湿工艺的扬尘问题不可避免，WISCO炼焦煤预处理技术扬尘得到控制。从不同水分条件下炼焦煤的粒度分布（图1）可以看出，不同水分煤样筛分粒度组成明显不同。其中水分为11．4%的原始煤料中，经过筛分几乎没有0．3mm以下的微小粉末，大部分的颗粒都集中在5 0．5mm，小于0．5mm 以下的微粉仅为5%以下。这是因为大量的微小粉末由于水分的吸附作用被吸附在大尺寸煤颗粒表

（下转第10页）