2016干熄焦除塵灰的利用現(xiàn)狀分析x

1、2.2.2 干熄焦灰來(lái)源干熄焦在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的顆粒污染物（主要是焦粉） ，焦化廠的除 塵灰將近 90%都來(lái)自干熄焦除塵，干熄焦除塵灰是焦化除塵灰的主要組成部分。 為了減少揚(yáng)塵以及符合大氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)，必須對(duì)含塵氣體進(jìn)行凈化處理。干熄焦凈化除塵系統(tǒng)包括為保護(hù)鍋爐、 除塵風(fēng)機(jī)而設(shè)計(jì)的一、 二次除塵即工 藝除塵和為收集干熄爐頂（高溫?zé)煔猓?、排出裝置、皮帶、循環(huán)風(fēng)機(jī)后放散等處 的粉塵的環(huán)境除塵。其中經(jīng)過(guò)一次除塵器分離出的粗顆粒焦粉進(jìn)入一次除塵器的水冷套管冷卻， 水冷套管上部設(shè)有料位計(jì)， 焦粉到達(dá)該料位后水冷套管下部的排灰格式閥啟動(dòng)將 焦粉排出至灰斗。從一次除塵器出來(lái)的循環(huán)氣體含量約為10

2、-12g/m3，流經(jīng)鍋爐換熱后，進(jìn)入二次除塵器進(jìn)一步除去細(xì)顆粒焦粉。 從二次除塵器出來(lái)的循環(huán)氣體 含塵量不大于 1 g/m3。另外除塵地面站通過(guò)除塵風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的吸力將干熄焦?fàn)t爐頂裝焦處、 爐頂放散 閥、預(yù)存段壓力調(diào)節(jié)閥放散口等處產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈱?dǎo)入管式冷卻器冷卻； 將干熄 爐底部排焦部位、爐前焦庫(kù)及各皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)等處產(chǎn)生的高濃度的低溫粉塵導(dǎo)入百 葉式預(yù)除塵器進(jìn)行粗分離處理； 兩部分煙氣在管式冷卻器和百葉式預(yù)除塵器出口 處混合，然后導(dǎo)入布袋式除塵器凈化，最后以粉塵質(zhì)量濃度低于100mg/m3的煙氣經(jīng)煙囪排入大氣。2.2.3 干熄焦灰的性質(zhì)干熄焦除塵灰收集的主要是經(jīng)過(guò)一次除塵、 二次除塵和環(huán)境除塵得到大

3、量顆 粒很小的焦炭，除塵粉是外觀為灰黑色的直徑小于 3mm的顆粒。其主要成分為 固定碳，還含有一些雜質(zhì)，如 SiO2、CaO、MgO、AI2O3等。其中一次除塵為粗 除塵，故其粒級(jí)較大， 二次除塵粒級(jí)較小， 由于干熄焦環(huán)境除塵主要用于控制和 收集干熄焦在裝焦、排焦過(guò)程以及焦炭在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中散發(fā)的粉塵， 故其粒度最細(xì)。通過(guò)工業(yè)分析發(fā)現(xiàn)，干熄焦除塵灰水分含量極低， 固定碳含量高，一般在 80% 以上，還具有揮發(fā)分低及含硫量低等特點(diǎn)。由于干熄焦除塵灰本質(zhì)上為顆粒很小的焦炭， 而焦炭是煤經(jīng)過(guò)高溫干餾后的 產(chǎn)物，高溫干餾的過(guò)程中，煤的揮發(fā)分不斷析出，由于煤的結(jié)焦性而不斷收縮， 結(jié)構(gòu)變得更加致密， 因此干熄

4、焦除塵灰的硬度比原煤大。 一般焦炭的抗碎強(qiáng)度比 原煤大很多，這表明焦炭的可磨性要低于原煤。2.2.4 干熄焦灰的應(yīng)用現(xiàn)狀隨著干熄焦技術(shù)的普遍應(yīng)用， 由此產(chǎn)生大量的干熄焦除塵灰， 主要包括一次 除塵、二次除塵和環(huán)境除塵， 相關(guān)資料表明： 焦化廠產(chǎn)生的焦化除塵灰大約占到 焦炭產(chǎn)量的 4%44。從工業(yè)分析的角度對(duì)比，干熄焦除塵灰的組成性質(zhì)與無(wú)煙煤 非常相似， 都具有固定碳含量高、 揮發(fā)分低及含硫量低等特點(diǎn)。 如果不加合理利 用，不僅浪費(fèi)了寶貴的能源， 而且還會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。 因此對(duì)于如何高效 利用干熄焦除塵灰，發(fā)揮其最大效益，成為科研工作者必須要解決的問(wèn)題。目前對(duì)于如何利用干熄焦除塵灰， 主要

5、有四種方法， 即用于燒結(jié)、回配煉焦、 制備活性炭和用于高爐噴吹 。（1）用于燒結(jié)一些鋼鐵廠將除塵灰用于燒結(jié)， 取代部分焦粉或無(wú)煙煤。 而除塵焦灰實(shí)質(zhì)上 是一種粒度極細(xì)的焦粉，從取樣分析看出，小于 3mm 的粒級(jí)達(dá)到 90%左右。在 燒結(jié)混合料中以?xún)?nèi)滾和外滾兩種形式粘附于燒結(jié)料顆粒的表面， 焦灰粒度細(xì)， 親 水性差， 一部分與小顆粒料混合參與成球； 一部分存在于氣流通道中。 附著于燒 結(jié)料顆粒表面的焦灰，燃燒后為燒結(jié)礦液相生產(chǎn)提供熱量，但是由于其粒度細(xì)， 灰份含量高， 熱值偏低，造成其燃燒強(qiáng)度低于正常焦粉燃燒強(qiáng)度； 同時(shí)有一部分 被通過(guò)氣孔的氣流抽走， 造成燃耗的升高 45。因此只能將焦化廠產(chǎn)生

6、的較大顆粒 的除塵灰用于燒結(jié)， 這樣一來(lái)不僅不能實(shí)現(xiàn)除塵灰的高價(jià)值利用， 而且在篩分過(guò) 程會(huì)造成二次揚(yáng)塵。（2）用于回配煉焦在配合煤中添加焦粉可以減少相鄰半焦層間的收縮差， 從而減少焦炭的裂紋， 提高焦炭的強(qiáng)度； 焦粉回配煉焦工藝在保證焦炭質(zhì)量的同時(shí)， 達(dá)到了能源二次利 用的目的。 因此很多焦化廠提出了焦化除塵灰替代部分瘦煤回配煉焦的想法，并做了大量的試驗(yàn)。濟(jì)鋼將干熄焦二次除塵焦粉作為瘦化劑，焦油渣作為黏結(jié)劑， 按 1% 的比例回配到煉焦煤中，所產(chǎn)焦炭質(zhì)量保持穩(wěn)定，在節(jié)約煤源、增加焦炭 產(chǎn)量等方面產(chǎn)生了一定效益 46-47 。神華烏海能源有限公司、 太原煤炭氣化有限責(zé) 任公司以及兗礦國(guó)際焦化有

7、限公司等企業(yè)成功地采用了焦化除塵灰回配煉焦技 術(shù) 48-49。但由于焦粉基本無(wú)熔融狀態(tài)、 無(wú)粘結(jié)性， 添加到配合煤中主要起到骨架 作用，會(huì)降低配合煤的粘結(jié)物總量。楊洪梅等認(rèn)為配煤前必須保證焦粉粒度 <0.2mm的占70%以上，而且越細(xì)越 好50。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明焦粉粒度在1-1.5mm之間可以成焦，但焦炭強(qiáng)度低，1.5mm 以上時(shí)焦炭強(qiáng)度急劇降低， 焦粉產(chǎn)生副作用很大。 而焦化除塵灰實(shí)際粒度組成并 不滿(mǎn)足回配煉焦對(duì)焦粉的粒度要求。 可見(jiàn)焦粉粒度對(duì)回配煉焦焦炭質(zhì)量影響較大， 必須對(duì)其粒度組成嚴(yán)格控制。焦粉回配煉焦必須滿(mǎn)足三個(gè)條件：一是配合煤的粘結(jié)性要有富余， G、Y 值 足夠高；二是焦粉的添

8、加量要適中，一般僅在 1%左右；三是焦粉的粒度要盡量 小51。由于干熄焦除塵灰基本無(wú)粘結(jié)性， 對(duì)配煤的選擇要求更高； 添加比例僅在 1% 左右，不能及時(shí)有效消耗產(chǎn)生的除塵灰； 粒度分布不能滿(mǎn)足回配煉焦的要求。 由 此可知干熄焦除塵灰用于回配煉焦并不能很好的效果。（3）用于制焦化除塵灰基活性炭 焦化除塵灰的物化性質(zhì)與焦炭相近， 與石油焦一樣符合制備活性炭所用材料 的要求，是一種優(yōu)良的生產(chǎn)活性炭的原料。 歐陽(yáng)曙光等 52 采用焦化除塵灰為原料， 分別用水蒸氣和 KOH 為活化劑制備焦化除塵灰基活性炭，并對(duì)所制的活性炭進(jìn) 行碘吸附值 BET 比表面積、孔徑分布以及表面形貌測(cè)試，并取得一定成果，但 目

9、前只限于實(shí)驗(yàn)室研究階段， 并且不能及時(shí)大量利用干熄焦除塵灰， 這一工藝需 要進(jìn)一步研究。（4）用于高爐噴吹從工業(yè)分析可知， 干熄焦除塵灰的性質(zhì)與無(wú)煙煤非常相似， 二者都具有固定 碳含量高、 揮發(fā)分低及含硫量低等特點(diǎn)。 固定碳含量高是煤粉發(fā)熱量高的必要條 件，而發(fā)熱量的高低是衡量煤粉是否適合高爐噴吹的重要條件， 只有發(fā)熱量高的 煤粉才能更大限度的降低焦比，為高爐生產(chǎn)提供足夠的熱量?；谝陨系目紤]， 國(guó)內(nèi)的部分鋼鐵企業(yè)提出了干熄焦除塵灰代替一定比例的無(wú)煙煤用來(lái)高爐噴吹 的設(shè)想：一方面，干熄焦除塵灰本來(lái)就是焦化廠的廢棄物，如果能夠加以利用， 可以大幅度降低干熄焦除塵灰長(zhǎng)期堆積對(duì)環(huán)境造成污染的程度；

10、另一方面，由于 適合噴吹的無(wú)煙煤資源緊張， 如果能用干熄焦除塵灰代替部分無(wú)煙煤進(jìn)行高爐噴 吹，可以緩解鋼鐵企業(yè)噴煤量的需求不斷增加與適合噴吹的無(wú)煙煤資源有限的矛 盾，對(duì)我國(guó)的煤炭資源的合理利用有非常重要的意義； 最后， 由于干熄焦除塵灰 相對(duì)于高爐噴吹用的無(wú)煙煤有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)， 干熄焦灰廣泛應(yīng)用于高爐噴吹后， 可以為鋼鐵企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益 53 。國(guó)內(nèi)有少數(shù)鋼鐵廠已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用干熄焦除塵灰進(jìn)行高爐噴吹。本鋼在 2008 年 12 月開(kāi)始用干熄焦除塵灰代替部分無(wú)煙煤進(jìn)行高爐噴吹，本鋼每月收集干熄 焦除塵灰約 1200 噸，這些干熄焦除塵灰全部用來(lái)高爐噴吹，每年節(jié)約無(wú)煙煤約 15000噸。馬鋼焦化公司 2010年 1月開(kāi)始采用干熄焦除塵灰高爐噴吹， 直到 2012 年 6 月兩年半的時(shí)間里，創(chuàng)造的直接經(jīng)濟(jì)效益約 2