焦化裝置配煤調(diào)濕工藝的改進(jìn)

焦化裝置配煤調(diào)濕工藝的改進(jìn)

中國是一個(gè)生產(chǎn)和消費(fèi)大國，其使用領(lǐng)域特別廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì),2010年我國的焦煤產(chǎn)量達(dá)到3.88億噸,消費(fèi)量達(dá)3.84億噸;2011年更是達(dá)到了4.2億噸,消費(fèi)量是4.0億噸,生產(chǎn)和消費(fèi)量穩(wěn)居世界第一,占世界總量的60%。但焦化行業(yè)是一個(gè)高污染、高耗能行業(yè),在焦化過程中產(chǎn)生的廢氣、廢煙氣等污染物,不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,而且還對(duì)人體本身存在著一定的危害性。焦化行業(yè)是節(jié)能減排的重中之重,資源和環(huán)境問題成為影響焦化行業(yè)繼續(xù)向前發(fā)展的瓶頸,只有對(duì)焦化行業(yè)進(jìn)行技術(shù)改革,降低污染消耗,才能實(shí)現(xiàn)焦化行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。1日本煤調(diào)濕技術(shù)煤調(diào)技術(shù)是在焦煤輕度熱解預(yù)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來并得到廣泛應(yīng)用的。它的操作原理是:將煤加熱到一定溫度時(shí),使煤完全干燥脫水,直至其發(fā)生輕度熱解后再裝爐煉焦。焦煤在經(jīng)過熱預(yù)處理后,堆積密度得到提高,同時(shí)增加了焦煤在炭化室中的填裝量,使得煉焦速度提升,縮短了焦煤的生產(chǎn)周期,達(dá)到增產(chǎn)的效果,同時(shí)還提高了焦炭的質(zhì)量。20世紀(jì)中期,焦炭生產(chǎn)國開始了工業(yè)化試驗(yàn)和推廣,但由于科技發(fā)展有限,該工藝對(duì)設(shè)備的要求極高,且工藝過程極為復(fù)雜,對(duì)配煤技術(shù)和焦?fàn)t結(jié)構(gòu)的匹配性要求高,由于堆積密度的增加,煤在煉焦過程中不斷膨脹,造成很多壓力,導(dǎo)致爐墻損壞,減少了焦?fàn)t的使用壽命。還有生產(chǎn)過程中帶來的一系列環(huán)境污染問題,與當(dāng)代科學(xué)發(fā)展觀的理論相悖,使得該項(xiàng)工藝技術(shù)使用受到限制,現(xiàn)在早已停用。針對(duì)上述問題,20世紀(jì)80年代的時(shí)候,日本開發(fā)出焦煤預(yù)熱調(diào)濕技術(shù),它的操作原理是:裝爐前,利用煉焦過程中殘留的余熱,將焦煤中部分水分保留在一定值,提高煤的溫度,最后完成裝煤煉焦過程。煤一般較干燥,煤調(diào)濕的好處就是能將水分控制住,確保煤在入爐后水分穩(wěn)定。煤調(diào)濕工藝既操作簡單,節(jié)能環(huán)保,又能創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益,受到全世界的普遍關(guān)注。截至2010年,日本的焦化廠中,煤調(diào)濕裝置占據(jù)焦?fàn)t總數(shù)的70.5%,成為主要的煉煤方式。我國焦化行業(yè)煤調(diào)濕技術(shù)起步較晚,目前雖然只有少數(shù)企業(yè)采用,但已引起業(yè)界關(guān)注,相信不久的將來,我國在原有技術(shù)上,根據(jù)我國的實(shí)際發(fā)展水平,采取既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的煉煤技術(shù)指日可待。焦煤預(yù)熱調(diào)濕技術(shù)在日本得到開發(fā)利用后,技術(shù)不斷創(chuàng)新和升級(jí),先后已有三代技術(shù)開發(fā)并應(yīng)用著。我國企業(yè)研究機(jī)構(gòu)做出了相應(yīng)的調(diào)研工作,并取得突破性進(jìn)展。例如:中科院工程研究所研制而出的以熱煙氣為載體,復(fù)合床直接換熱的技術(shù)上做了全新設(shè)計(jì),綜合濕度與功能,在提高設(shè)備處理能力的前提下,降低動(dòng)力能耗,使得核心技術(shù)得以突破和發(fā)展,擁有了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),推動(dòng)了煤調(diào)濕技術(shù)在我國的推廣及應(yīng)用。2三代焦廠配煤調(diào)濕技術(shù)的比較2.1煤調(diào)濕系統(tǒng)的特點(diǎn)第一代煤調(diào)濕技術(shù)的原理即是:將焦?fàn)t的煙道氣用熱導(dǎo)油吸收,然后把煙道氣與上升管處的荒煤氣作為熱源,與濕煤在多管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)之內(nèi)間接換熱,完成煤調(diào)濕工藝。特點(diǎn)有:(1)工藝較復(fù)雜,導(dǎo)熱油系統(tǒng)分為循環(huán)系統(tǒng)及廢熱回收系統(tǒng),從爐頂?shù)綗煹涝俚絺涿合到y(tǒng)所需時(shí)間較長,流程很復(fù)雜,且占地面積大,投資高;(2)設(shè)備較復(fù)雜,換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,內(nèi)部含有碳化硅,既包含導(dǎo)熱油換熱部分,也包括軟水冷卻部分,同時(shí)還要注意壓縮空氣時(shí)及時(shí)清掃導(dǎo)熱油換熱部分;(3)爐頂管道較多,導(dǎo)致操作起來異常繁瑣,出現(xiàn)問題時(shí)候要仔細(xì)檢查,耽誤時(shí)間較久。2.2干燥機(jī)除塵設(shè)備現(xiàn)況特點(diǎn)有:(1)整體布局較緊湊,操作流程比較方便且十分簡單,能量利用率高,設(shè)備運(yùn)行安全性高;(2)干燥機(jī)排氣速度較慢,因此攜帶的灰塵較少,不需要專門去設(shè)置龐大的除塵設(shè)施,節(jié)省空間資源,同時(shí)節(jié)約成本;(3)熱源依靠CDQ發(fā)電,然后由管網(wǎng)供給,調(diào)控靈活,溫度、壓力穩(wěn)定。2.3熱風(fēng)輸送系統(tǒng)的特點(diǎn)第三代煤調(diào)濕技術(shù)的原理即是利用焦?fàn)t煙道氣,在流化床內(nèi)煉焦煤與其直接進(jìn)行熱交換。特點(diǎn)有:(1)上部氣體流速較小,且攜帶的灰塵較少;(2)設(shè)備的阻力較小,降低了熱風(fēng)輸送系統(tǒng)的電力消耗成本,節(jié)約能源;(3)采用風(fēng)動(dòng)原理,無需機(jī)械傳動(dòng),結(jié)構(gòu)形式較為獨(dú)特,減少維護(hù)工作。3提高焦炭質(zhì)量(1)當(dāng)煤料含水量降低1%時(shí),煉焦過程中所耗熱量就會(huì)降低62.0MJ/t,煤料水分從11%下降到6%時(shí),煉焦耗熱量就節(jié)省了11%;(2)裝爐煤的水分一旦降低,煉煤速度就會(huì)得以提高,結(jié)焦時(shí)間縮短,使焦炭質(zhì)量得到改善。含水量在9%~10%時(shí),裝爐煤在進(jìn)行干燥調(diào)濕后水分會(huì)下降至5%~6.5%,同時(shí)裝爐煤的堆密度會(huì)提高至6.9%,將結(jié)焦時(shí)間縮短了4%,這兩樣技術(shù)聯(lián)合使用會(huì)提高焦?fàn)t的生產(chǎn)效率,將生產(chǎn)能力提高了11%左右;(3)煤料水分降低后,減少了1/3的剩余氨水量,也減少了1/3的剩余氨水蒸氨所用蒸汽,使得廢水處理裝置的生產(chǎn)負(fù)荷減輕;(4)對(duì)能源利用率低,能源消耗少,減少了溫室效應(yīng),每噸煤減少了35.8千克二氧化碳的排放,保護(hù)環(huán)境,做到高效率,低污染;(5)煤料水分保持在6%的固定值上,保證了煤料的堆密度和干餾速度,改善了焦?fàn)t操作流程,實(shí)現(xiàn)真正意義上的降耗增產(chǎn)。4合理利用蒸汽回轉(zhuǎn)干燥機(jī)法目前我們使用的三種煤調(diào)濕技術(shù)在運(yùn)行過程中還存在種種問題,甚至有些技術(shù)設(shè)備配備完成后,出現(xiàn)的很多問題沒法解決,導(dǎo)致設(shè)備閑置荒廢。煤調(diào)濕工藝選型,目前大家考慮的關(guān)鍵所在就是,能否在節(jié)能降耗的前提下做到高效穩(wěn)定的生產(chǎn),節(jié)能減排是實(shí)施煤調(diào)濕技術(shù)的主要目的,因此在選擇方案時(shí)企業(yè)要充分考慮自身的資源優(yōu)勢(shì),最大限度地利用富產(chǎn)能源,最終達(dá)到節(jié)能降耗的目的。例如:我國的寶鋼、太鋼和攀鋼,都有CDQ發(fā)電裝置,將背壓蒸汽作為熱源,利用蒸汽回轉(zhuǎn)干燥機(jī)法進(jìn)行煤調(diào)濕技術(shù)較合理。這類技術(shù)操作成本較低,運(yùn)行需要的操作人員較少,技術(shù)運(yùn)行較穩(wěn)定,節(jié)約了人工成本,同時(shí)也高速有效,是國內(nèi)外最常使用的技術(shù),我國大型企業(yè)應(yīng)該借鑒,利用自身資源配置,采用合適的煤調(diào)濕技術(shù),改善焦煤環(huán)境及產(chǎn)量。清潔生產(chǎn)也是煤調(diào)濕技術(shù)中需要重點(diǎn)考慮的問題之一,煤調(diào)濕后,煤的水分自然會(huì)降低,在裝置和輸送煤的過程中,如果收塵裝置設(shè)計(jì)不合理,粉塵就極易散落,導(dǎo)致環(huán)境惡劣,如果煤粉堆積到一定量后,容易自動(dòng)引燃并爆炸,給生命安全造成威脅;干燥的煤粉帶有一定水分,如果采用布袋收塵,會(huì)使得布袋堵塞,最終影響收塵效果,這時(shí)應(yīng)采用向布袋加入額外焦?fàn)t尾氣或者熱煙氣的方法,將尾氣溫度提高,使得收塵裝置順利進(jìn)行,最終達(dá)到環(huán)保的效果。由于我國是焦煤生產(chǎn)和消費(fèi)大國,焦煤資源比較豐富,同時(shí)市場(chǎng)需求大,焦煤經(jīng)過一代代人的開采后,資源十分緊缺,再加上市場(chǎng)交易較為混亂,政府管轄范圍有限,很多不良商家在開采時(shí)不惜以犧牲環(huán)境為代價(jià)獲取金錢上的利益,導(dǎo)致目前環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重,溫室效應(yīng)也越來越顯著,面對(duì)這樣的局面,除了改進(jìn)生產(chǎn)方式,政府更是要加大市場(chǎng)監(jiān)管力度。5科學(xué)發(fā)展,促進(jìn)焦化行業(yè)高效發(fā)展綜上所述,煉焦廠配煤調(diào)濕技術(shù)是經(jīng)過不斷的技術(shù)改革,不斷的科研創(chuàng)新演變而來的新型技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明使得處于瓶頸期的焦化行業(yè)有了希望,在科學(xué)發(fā)展觀的前提下,在人與自然和諧相處的思想引導(dǎo)下,煤調(diào)濕技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,最大限度地增加了焦煤