煤調(diào)濕技術(shù)在焦化生產(chǎn)中的應用

煤調(diào)濕技術(shù)在焦化生產(chǎn)中的應用

韶鋼位于中國華南。它是典型的亞熱帶季風氣候，全年炎熱多雨。韶鋼焦化采用干熄焦技術(shù),焦炭的顯熱得到較大的回收利用,但由于多雨天氣配煤長年露天堆放,使得配煤中的水分居高不下,有時高達13%以上,過高的含水量不僅嚴重浪費了煤氣資源,降低了焦爐的生產(chǎn)能力和穩(wěn)定性,同時還增加了煉焦能耗,對炭化室墻面也有腐蝕,嚴重影響到焦爐使用壽命。1煤粉煙氣氣的回收利用是煤氣流場的主要采用煤調(diào)濕技術(shù)(CMC)利用焦化生產(chǎn)中的余熱對配煤中的水分進行調(diào)整,使其降到目標值。目前,CMC在美國、德國、法國、日本等國家都得到廣泛應用,其中日本最為先進,處于世界領(lǐng)先水平第3代CMC系統(tǒng)主要由加料器、流化床干燥器、熱風爐、風機、除塵器等組成。濕煤粉通過加料器直接送入流化床干燥器內(nèi)。從焦爐出來的焦爐煙道廢氣在熱風爐中與空氣充分接觸燃燒產(chǎn)生高溫煙氣,高溫煙氣在流化床干燥器內(nèi)對濕煤進行加熱脫水,使其水分含量控制在6%,換熱后夾帶少量煤粉的煙氣被引風機抽吸到除塵器內(nèi)進行氣固分離。分離下來的粉塵與從流化床干燥后的煤粉混合送入煉焦工段,直接作為煉焦用煤。2延長焦爐爐體質(zhì)量1)提高焦爐生產(chǎn)能力。采用CMC后,煤的堆密度增大,裝煤量增加,結(jié)焦時間縮短,從而提高了焦炭產(chǎn)量。2)減少煉焦耗熱量。采用CMC后,有一部分水分不進入爐體,減少了水分揮發(fā)帶走的熱量,焦爐耗熱量大幅度減少。3)降低用煤成本,可多配弱黏煤。在焦炭質(zhì)量不變的情況下,可多配8%~10%弱黏煤。4)延長焦爐使用壽命。CMC技術(shù)能很好地控制入爐煤的水分,保證焦爐加熱穩(wěn)定,對爐體起到了很好的保護作用。5)減少剩余氨水處理量。通常情況下,配煤水分降低4%~5%可使剩余氨水量減少約1/3。6)提高化工產(chǎn)品質(zhì)量。配煤水分降低后,焦炭的生產(chǎn)能力得到提高,同時焦油中的芳香烴含量也相應增加,化工產(chǎn)品質(zhì)量有所提高。3可行性和經(jīng)濟效益3.1焦爐煙道氣余熱風選調(diào)濕風選系統(tǒng)韶鋼焦化廠現(xiàn)有2×55孔JN43-02焦爐及配套備煤、煤氣凈化、公輔設施和2×55孔JN60-6F焦爐及配套備煤、煤氣凈化、公輔設施等2條工藝生產(chǎn)線。其中,2×55孔JN60-6F焦爐為2008年新建的110萬t/a焦化工程,并配套建設1套JNG90-2型140t/h干熄焦裝置(在建),備用新型濕法熄焦。采用流化床風選調(diào)濕器,利用焦爐煙道氣或焦(高)爐煤氣等燃燒后煙氣為熱載體,對配合后煉焦煤料進行風選調(diào)濕處理。該工藝的特點是:工藝流程短,設備少,結(jié)構(gòu)簡單,投資省,操作成本低,便于檢修,占地面積小;煤料與煙道廢氣直接換熱,效率高;由于入爐煤的水分保持一定,因此對焦爐的穩(wěn)定操作、保護爐體、延長焦爐的使用壽命方面非常有利3.2cmc技術(shù)的經(jīng)濟效益3.2.1降低84mj/t干煤根據(jù)相關(guān)文獻數(shù)據(jù)得知,煤料含水量每降低1%,煉焦耗熱量就降低62.0MJ/t(干煤)。采用CMC技術(shù)后,當煤料水分從10%下降至6%時,煉焦耗熱量相當于節(jié)省了62.0×(10-6)=248MJ/t(干煤)。3.2.2焦爐數(shù)及產(chǎn)出焦炭量2)采用煤調(diào)濕工藝,通常煤水分每降低1%,干餾時間可以縮短14min左右,即實際結(jié)焦時間由18h縮短至大約17h,節(jié)約了1h。因此1座2×55孔6m焦爐采用煤調(diào)濕前全年出爐數(shù)為365×24×2×55/18=53533.3孔。采用煤調(diào)濕后,按每爐縮短1h計算,全年出爐數(shù)為:365×24×2×55/17=56682.4孔,前后相差3149.1孔。每孔出焦量:29×(1-6%)×0.763=20.8t,按每孔出焦20.8t計算,可多產(chǎn)出焦炭3149.1×20.8=65501t/a。兩項合計共增加焦炭量為47377+65501=112878t,焦炭價格按照600元/t計算,1座6m焦爐全年由于采用煤調(diào)濕技術(shù)而增加的焦炭產(chǎn)值為:J=600×112878=6772.68萬元。3.2.3節(jié)約高爐煤氣節(jié)約的高爐煤氣為調(diào)濕過程中減少的水分被蒸發(fā)汽化所需的熱量Q,可分為兩部分,一部分為水分從25℃加熱到85℃所需的熱量Q以1個炭化室裝濕煤29t計算,調(diào)濕前后的水分相差29×4%=1.16t,所以:按全年出焦56682.4孔計算,節(jié)約的熱量為2.939×10高爐煤氣使用費的收取按照高爐煤氣的流量乘以它的發(fā)熱值,換算成熱量單位GJ,每1GJ高爐煤氣約6元,1座2×55孔6m的焦爐全年可節(jié)約高爐煤氣成本為:J=1.666×103.2.4配弱黏煤煉焦在不影響焦炭質(zhì)量的情況下,采用CMC后可以多用弱黏煤代替部分焦煤,目前,市場上這2種煤的差價約為90元/t,在焦炭質(zhì)量不變的情況下,可多配弱黏煤8%~10%,1座年產(chǎn)110萬t焦炭的焦爐年耗濕煤量約145萬t,如果弱黏煤配比增加8%,每年產(chǎn)生的效益為1044萬元。3.2.5節(jié)約蒸汽的回收配煤水分的降低可使剩余氨水量大大減少。通常情況下,入爐煤的水分降低約5%左右,可減少1/3的剩余氨水量。對于1座年產(chǎn)110萬t的焦爐,可減少剩余氨水量約7.5萬t/a,按照蒸氨消耗150kg/t蒸汽計算,可以節(jié)約蒸汽量約1.1256萬t,折算人民幣約140萬元/a。另外,剩余氨水量和蒸氨用直接蒸汽量減少的同時,酚氰廢水生物處理量也相應減少,可減少廢水7.5萬t,處理費用約100萬元/a。因此,采用CMC工藝不僅大大節(jié)約能耗,降低生產(chǎn)成本,同時還減輕了廢水處理裝置的生產(chǎn)負荷,有效減少了環(huán)境污染4cmc技術(shù)的應用1)韶鋼現(xiàn)有2×55孔JN60-6F焦爐及配套備煤、煤氣凈化、公輔設施能很好地滿足第3代CMC要求。因此采用流化床風選調(diào)濕器,利用焦爐煙道氣(或焦/高爐煤氣等燃燒后煙氣)為熱載體,對配煤進行風選調(diào)濕處理,有利于節(jié)能環(huán)保,具有很好的推廣價值。2)應用CMC技術(shù)時要注意的問題。首先,入爐煤水分降低,超細煤粉更容易漂浮在空氣中,調(diào)濕后配煤在輸送過程中散發(fā)的粉塵較比調(diào)濕前增加了1.5倍;其次,入爐煤水分降低,入爐配煤重