现代炼焦工艺趋势探讨

2014年8

月现代炼焦工艺趋势探讨

彭勇(攀枝花煤业（集团）有限责任公司生技部四川省攀枝花市617066)

摘要：炼焦工艺主要由炼焦煤的预处理、焦炉炉型、熄焦等的工艺决定。本文在原料煤不变，生产操作技术管理水平基本一致的情况下，探讨不同炼焦工艺的差别，提出捣鼓炼焦、焦炉大型化、干熄焦等工艺是现代炼焦工艺选择的趋势，可作为焦化企业发展规划建设时的参考。关键词：炼焦工艺；焦炭质量；炼焦趋势中国是一个煤炭生产大国，同时也是一个焦炭生产和出口大国。2004年末，中国年产焦炭达到1.8亿t ，居世界首位。焦炭是高炉的重要原燃料，其生产技术的先进程度、产品质量的优劣，直接影响到高炉的经济技术指标和生产操作。焦比是高炉经济技术考核的重要指标，现阶段高炉为了降低焦比，趋向大型化并广泛运用富氧喷煤技术，对焦炭质量提出了更高的要求，在突出焦炭物料骨架作用的同时，要求焦炭在高炉中更长的停留时间[1]。我国煤炭资源丰富，但炼焦煤蕴藏量不大，仅占全国煤炭的36.78%，随着逐年开采规模加大，炼焦煤正面临着资源匮乏、供应紧张的局面；我国炼焦煤地区分配不均，华北地区约占全国的2/3（其中山西省占全国的50%以上）；炼焦煤种齐全，但气煤多，储量占56.66%，并且地区分布不均[2]。在炼焦配煤不变、炼焦生产操作技术管理水平基本一致的情况下决定焦炭质量的关键因素为炼焦工艺。面对焦炭用户对质量提出的更高要求，原料煤分布不均，资源匮乏等情况，有必要分析研究不同炼焦工艺情况下资源利用、焦炭生产、焦炭质量的差别，炼焦工艺下一步的发展趋势。一、原料煤的预处理我国煤炭储量中非粘结煤达60%以上，粘结煤中气煤又占55%以上，因此采取各种预处理技术，节约优质炼焦煤，确保高炉用焦质量，在焦化生产中具有重要意义。国内外已经做了大量工作，并取得一定成效，主要措施包括控制和调整煤料粒度组成，配煤掺油、煤料干燥、预热、配型煤、捣固炼焦、添加粘结剂或瘦化剂等。煤的粘结性不仅取决于煤化度和岩相组成，同时因煤粒子的大小而异，因此必须调节各煤种的粒度，实现配合煤料最佳粒度分布，改善焦炭质量。配煤掺油，可以提高煤料堆比重，从而改善焦炭质量。煤料通过干燥或预热，可增加堆比重，提高加热速度，改善焦炭质量，多配高挥发分弱粘结煤。根据煤料性质，煤料粘结性不足可添加粘结剂，高流动度高挥发分煤料可添加瘦化剂。将配合煤捣固成煤饼，推入炭化室炼焦，堆比重可以达到1150kg/m 3左右，可以大量配用高挥发分弱粘结性煤，改善焦炭质量，充分利用炼焦煤资源。将30-40%粉煤成型和粉煤混装炼焦，可提高焦炭质量，扩大弱粘煤或不粘煤配用量。捣固炼焦与散装煤炼焦相比投资高，操作复杂，炭化室有效利用率低，结焦时间较长。从扩大和增加气煤用量来分析，他与预热、配型煤等相比，设备简单，容易操作管理，基建投资少。从全国炼焦煤种储量看，从增加煤料堆比重改善结焦性能角度看，捣固炼焦这种有效扩大弱粘性气煤的预处理方式是炼焦煤预处理方式的发展方向，但在具体选择原料煤预处理方式时须参考当地及周边煤源分布、获取情况、吨焦原料煤成本、投资及操作管理等情况。

二、焦炉炉型我国目前在用的焦炉炉型比较多，焦炉的基本尺寸相差也较大。20世纪90年代以来，炭化室高6m 焦炉炉型逐步成为我国炼焦行业的基本炉型，并逐步在我国焦化行业占据主导地位。近几年，我国一些焦化企业已开始建设炭化室高7.63m 的超大容积焦炉[3]。

采用加宽、加高碳化室尺寸等大型化及采用焦炉加热自动控制等热工高效化技术的大型焦炉，在多年的焦炭生产实践中表明，具有许多的技术优势：（1）炭化室容积增大能提高煤的堆密

度，优化和改善了煤的结焦工艺，焦炭质量明显提高。（2）炭化室容积增大提高单孔炭化室的焦炭产量，提高了劳动生产率和设备利用率。（3）生产规模与外部环境相同的情况下增大碳化室容积，可以在延长结焦时间的基础上减少焦炭出炉次数，在很大程度上降低了装煤和推焦对自然环境产生的阵发性污染，同时对降低焦炉炼焦能耗有着重要作用。

现阶段焦炉大型化技术水平已成为衡量一个国家炼焦技术水平的主要标准，对提高焦炭行业整体装备水平、生产效率有着重要作用，焦炉大型化、高效化是焦炉下一步的发展趋势，超大容积焦炉将是新建焦化企业的首选建议参考炉型。

三、熄焦工艺

目前国内熄焦工艺大致分为四类，其一是传统的湿法熄焦工艺；二是低水分熄焦工艺，三是稳定熄焦工艺；四是干熄焦工艺。湿法熄焦的缺点非常明显，其一浪费红焦大量显热；其二焦炭质量降低，水分波动大；其三、湿熄焦蒸汽夹带焦炭残留腐蚀性介质，侵蚀周围物体，污染周围空气；其四、湿熄焦蒸汽夹带焦粉，污染环境，浪费资源。低水分熄焦和稳定熄焦是改进后的两种湿熄焦工艺，虽然在某些方面缓解了传统湿熄焦的不足，但还不能从

根本上解决能源浪费，环境污染以及焦炭质量差等方面的问题。

相对湿法熄焦而言，采用惰性气体将红焦降温冷却的干熄焦工艺具有很多优点：（一）是焦炭质量明显提高，距有关资料报道，干熄焦比湿熄焦焦炭M40可提高3%~5%，M10可降低0.2%~0.5%，反应性有一定程度的降低，全焦筛分区别不大；（二）充分利用红焦显热，节约能源，同湿法熄焦相比，干熄焦可回收利用红焦约83%的显热，每干熄1t 焦炭回收的热量约为1.35GJ ；（三）降低有害物

质的排放，保护环境。干熄焦采用惰性循环气体在密闭的干熄炉内对红焦冷却，可以免除对周围设备的腐蚀和对大气的污染。此外由于采用焦罐定位接焦，焦炉出焦的粉尘也更易于控制。干熄炉炉顶装焦及炉底排、运焦产生的粉尘以及循环风机后放散的气体、干熄炉预存段放散的少量气体经地面站净化后再排入大气。干熄焦因多项优点而在焦化行业中大量推广[4]。

结束语：

在炼焦配煤不变、炼焦生产操作技术管理水平基本一致的情况下决定焦炭质量的关键因素为炼焦工艺。炼焦工艺主要由炼焦煤的预处理、焦炉炉型、熄焦等的工艺决定。面对炼焦煤资源

匮乏、分布不均、供应紧张，高炉对焦炭提出更高质量要求的情况下，具有很多技术优势的捣固炼焦，焦炉大型化，干熄焦工艺必将得到长足发展，推动炼焦工艺的发展，对通过改善焦炉作业环境实现节能减排的可持续发展战略有着重要意义，所以捣固炼焦、焦炉大型化、干熄焦在新时期炼焦事业发展中有着重要的地位，必将成为焦化企业发展、规划、建设时的首选工艺。

参考文献：

[1]

姚昭章.

炼焦学.冶金工业出版社.1986.[2]邓渊.煤气规划设计手册.中国建筑工业出版社.1992.[3]潘立慧，魏松波.炼焦技术问答.北京:冶金工业出版

社.2007.[4]潘立慧，魏松波.干熄焦技术.北京:冶金工业出版社.2005.

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