煤调湿技术

煤调湿技术
煤调湿技术是将焦炉入炉煤水分控制(Coal Moisture Control)技术(简称煤调湿或CMC)，是由煤干燥技术进化而来。

它是将炼焦煤料在装炉前除掉一部分水分，并保持装炉煤水分稳定的一项煤的预处理技术。

一、技术简介。

其工艺流程历经三代发展，逐渐发展成为成熟的技术。

第一代CMC是采用导热油干燥煤。

利用导热油回收焦炉烟道气的余热和焦炉上升管的显热，然后，在多管回转式干燥机中，导热油对煤料进行间接加热，从而使煤料干燥。

第二代CMC采用蒸气干燥煤料。

利用干熄焦蒸气发电后的背压汽或工厂内的其他低压蒸气作为热源，在多管回转式干燥机中，蒸气对煤料间接加热干燥。

第三代是焦炉烟道气调湿，此工艺在对第二代CMC技术实践和总结的基础上，根据具体的生产实践研究总结而出的。

该工艺的热源是焦炉烟道废气，温度在200～350℃。

首先抽风机抽吸焦炉烟道废气，送往流化床干燥机，经袋式除尘器过滤后的废气由抽风机抽送至烟囱外排。

同时设有热风炉，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，通常情况下可不用热风炉补充热源。

采用煤调湿技术后，可以获得以下几个方面的效果：
（1）经过多年生产实践，采用CMC技术后，煤料含水量每降低1%，炼焦耗热量就降低62.0 MJ/t(干煤)。

当煤料水分从12%下降至6%时，焦炉炼焦耗热量相当于节省了62.0×(12-6)=372 MJ/t(干煤)。

（2）由于装炉煤水分的降低，使装炉煤堆密度提高，干馏时间缩短，因此，焦炉生产能力可以提高10%左右。

改善焦炭质量，其可提高2～5个百分点，焦炭反应后强度CSR提高1～3个百分点；在保证焦炭质量不变的情况下，可多配弱粘结煤6%～10%。

（3）煤料水分的降低可减少30%多的剩余氨水量，相应减少剩余氨水蒸氨用蒸气30%，同时也减轻了废水处理装置的生产负荷。

（4）节能的社会效益就是减少温室气体的排放量，平均每吨入炉煤可减少约36%的CO排放量。

（5）因煤料水分稳定在6%的水平上，使得煤料的堆密度和干馏速度稳定，这非常有益于改善高炉的操作状态，有利于焦炉的节能高产。

煤料水分的稳定可保持焦炉操作的稳定，有利于延长焦炉寿命。

二、技术应用情况、效果及案例。

20世纪60年代煤调湿技术在我国有过较大的发展，多家钢厂焦化厂都曾进行过生产性实验，收到一定的增产、节能效果。

但由于当时炼焦技术装备不够完善，同时对于煤干燥程度没有明确的目标值，有时出现过干燥，以致造成装炉困难、操作不顺、事故频繁等难题，因而相继停产。

而有些小型焦化厂却能长期使用，取得了较好的效果。

随着第二代蒸气煤调湿技术的出现，现在国内外应用最多的煤调湿装置是以低压蒸气为热源，在多管回转干燥机内与湿煤进行热交换，目前我国很多大型钢厂也都在建设和使用这种煤调湿装置。

目前新建煤调湿大多采用烟道气作为热源，可以减少水蒸气的用量，降低焦化废水处理的负担。

煤调湿技术通过在国内多年的应用与发展，表明该技术非常适合我国焦化厂的新建厂和老厂改造，具有较好的市场前景，将成为我国焦化行业重点开发和推广的技术之一。

三、案例分析。

煤调湿工艺案例（一）。

炼焦用配合煤平均水分为10％，增设煤调湿工程煤粉蒸气管式回转干燥系统后，可将配合煤水分从10％降低到6.0％（干燥后可使配合煤水分降低3.5％，从干燥机出口到焦炉入口的运输过程可使配煤水分再降低0.5％）。

按煤粉蒸气管式回转干燥系统处理量400t/h
计算，每小时可节约能量3.38×107kJ的热量。

按年运转8000h计算，每年可节约2.71×1011kJ的热量，相当于9226t标准煤，折合2.8万t(CO2)/a（按洗精煤计算），吨焦减排8.5 kg(CO2)/a。

此外装炉煤水分降低，还可以提高炼焦速度，缩短结焦时间，改善焦炭质量。

含水9％～11％的装炉煤经干燥调湿后水分降低为5％～6.5％时，装炉煤的堆密度增加，约提高6.9％，结焦时间约缩短4％，两项效果均可使焦炉生产能力提高，并改善焦炭质量或者多用高挥发分弱粘结性煤炼焦。

本工程年用洗精湿煤3310000t，总能耗为39740t 标准煤。

煤调湿单位能耗为12kg/t，总投资10392.03万元，投资年减排量2.7t(CO2)/a。

煤调湿工艺案例（二）。

1、投资。

按年产193万t焦炭规模，配套建设350t/h煤调湿装置1套。

项目总投资为5800万元。

2、经济效益计算。

按年生产193万t焦炭计算，吨焦能耗4.6kg标准煤，调湿后含水率平均降低3%，炼焦耗热量降低约186kJ/kg（干煤），按吨焦用干煤1.33t计算，折合吨焦节约8.45kg标准煤.
（1）按炼焦耗热量降低约186kJ/kg（干煤）计算，年产193万t焦炭可节约炼焦耗热量降低约4774.43×108kJ，折合节约高炉煤气1.27×108 Nm3。

（2）煤调湿装置可以回收焦烟道废气的热能，由于降低炼焦煤含水率，减少炼焦废水排放对环境的污染，因而环境效益显著。

系统平均降低3%含水率计算，年减少炼焦污水约8.7万t。

配合煤水分的降低可减少剩余氨水量，相应减少剩余氨水蒸氨用能耗，同时也减轻了废水处理装置的生产负荷。

（3）调整水分后的焦炭机械强度、耐磨性等方面均有提高。

改善焦炭质量，其DI150/15可提高1～1.5个百分点，焦炭反应后强度CSR提高1～3个百分点；在保证焦炭质量不变的情况下，可多配弱粘结煤8%。

（4）由于装炉煤水分的降低，使装炉煤堆密度提高，干馏时间缩短，因此，可提高焦炉生产能力。

焦炉生产能力按可以提高5%计算，全年焦炭增产为12万t。

（5）节能的社会效益是减少温室效应，平均每吨入炉煤可减少约67.4kg的CO2排放量，全年减少CO2排放量16.82万t。

煤调湿系统本身是一种能源综合利用、节省能源的措施，既充分利用了焦炉烟道气大量的热能，又降低了焦化厂的工序能耗，而且将改善厂区污水环境质量，从而达到了社会效益、环境效益和经济效益的统一。

3、经济效益估算。

（1）提高焦炉生产能力（每吨焦炭利润70元）：
70×12万t=840万元
（2）节约高炉煤气（高炉煤气价格0.10元/m3）：
0.10×1.27×108=1270万元
（3）节约污水处理费用（焦化废水处理费用12.96元/t）：
12.96×8.7=112.75万元
年创经济效益：
840+1270+112.75=2222.75万元
4、占地面积
主体厂房为36m×12m，总占地面积1400 m2左右。

四、技术推广前景。

2013年焦炭产量为4.76亿吨，2014年预计达4.9亿吨；以2013年产量计算，年耗洗精煤6亿吨以上。

如以焦炉装炉煤含水10%计，
则每年有6000万t水进入焦炉，相当于770万t标准煤。

如采用装炉煤调湿装置将装炉煤水分降至6%，则每年有2400万t水不进入焦炉，可节约炼焦煤约3100万t。

煤调湿技术在焦化行业的普及率为2.5%，普及率极低。

在钢铁联合企业中，煤调湿技术的普及率为10%左右。

以上情况说明，在当前焦化行业中，大力推广煤调湿技术，具有非常广阔的发展空间。