煤調(diào)濕技術(shù)的發(fā)展

煤調(diào)濕技術(shù)的發(fā)展

1煤調(diào)濕技術(shù)的原理在世界范圍內(nèi)，普遍重視節(jié)能環(huán)保的趨勢下，煤炭配濕技術(shù)取得了很大進(jìn)步，取得了良好的進(jìn)步。煤調(diào)濕技術(shù)是基于煤干燥技術(shù)發(fā)展而來的量化煉焦煤水分的控制工藝,是將煉焦煤料在裝爐前通過間接或者直接的換熱方式去除一部分水分,使裝爐煤水分含量穩(wěn)定在6%左右,然后裝爐煉焦。它有嚴(yán)格的水分控制措施,能確保入爐煤水分恒定。其發(fā)展過程和技術(shù)種類大致可以分為下述3種。1.1導(dǎo)熱油、天然氣調(diào)濕第一代煤調(diào)濕是采用以導(dǎo)熱油為熱載體、多管回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)為干燥設(shè)備的煤調(diào)濕技術(shù),利用導(dǎo)熱油回收焦?fàn)t煙道氣的余熱和焦?fàn)t上升管1.2蒸汽煤調(diào)濕第二代煤調(diào)濕工藝采用干熄焦蒸汽發(fā)電后的背壓汽或工廠內(nèi)的其他低壓蒸汽作為熱源,在多管回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)中,蒸汽對煤料間接加熱干燥。日本JFE公司君津廠和福山廠于20世紀(jì)90年代率先實(shí)施蒸汽煤調(diào)濕,經(jīng)過近20年的探索,這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)相對成熟。目前,在日本運(yùn)行的CMC絕大多數(shù)選用此類工藝。第二代煤調(diào)濕技術(shù)由于使用大量不飽和水蒸汽作為介質(zhì),換熱效率高于使用導(dǎo)熱油的第一代工藝;同時省卻上升管的夾套換熱器,相關(guān)的設(shè)備和流程更加簡單,因此得到了廣泛的應(yīng)用。上述兩代煤調(diào)濕工藝均使用多管回轉(zhuǎn)干燥器,其自身對除塵設(shè)備的要求較低,但在后續(xù)煤料運(yùn)輸?shù)母鱾€結(jié)點(diǎn)需要加裝相應(yīng)的除塵設(shè)備。1.3利用煤調(diào)濕技術(shù)氣力分級煤調(diào)濕工藝?yán)媒範(fàn)t煙道熱廢氣在流化床內(nèi)對配合煤進(jìn)行干燥、流化氣力分級,將配合煤水分降低至6%,并通過流化作用將輕質(zhì)、細(xì)顆粒煤直接分離煉焦,重質(zhì)、粗顆粒煤進(jìn)入粉碎機(jī)粉碎后煉焦,見圖1。2007年投產(chǎn)的濟(jì)鋼煤調(diào)濕項(xiàng)目,在調(diào)整配合煤水分的同時,實(shí)現(xiàn)了氣力分級,將配合煤分為>3mm和≤3mm的2種顆粒,能夠減少焦?fàn)t加熱用煤氣消耗,通過氣力分級能夠降低粉碎機(jī)負(fù)荷,防止輕質(zhì)、細(xì)顆粒易粉碎煤過度粉碎。氣力分級煤調(diào)濕裝置采用配合煤與煙道廢氣直接換熱,效率高、流程短、設(shè)備少且結(jié)構(gòu)簡單。具有投資少、操作成本低,占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。隨同廢氣攜帶出10%~30%的細(xì)煤粉,需要設(shè)置龐大的多級除塵設(shè)施,因此,在煤調(diào)濕的一些部位要考慮設(shè)置有氧監(jiān)測儀,控制氧含量低于12%1.4不同送濕技術(shù)的比較不同煤調(diào)濕工藝的對比參數(shù)見表1。2一些煤調(diào)節(jié)技術(shù)的過程2.1煤調(diào)濕機(jī)制備重鋼流程存在的問題第一代和第二代煤調(diào)濕技術(shù)都使用多管回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)工藝,先后應(yīng)用于重鋼這種流程存在的主要問題是配合煤與熱源進(jìn)行間接換熱,導(dǎo)致熱量的利用率低,而且設(shè)備龐大,操作環(huán)節(jié)多,投資較高。2.2焦?fàn)t煙道廢氣的調(diào)濕氣力分級煤調(diào)濕工藝在早期并不具有煤料分級的功能,隨著后期的技術(shù)完善才實(shí)現(xiàn)了針對不同顆粒煤料的氣力分級。1996年第三代煤調(diào)濕裝置在日本北海制鐵室蘭廠5干燥用的熱源采用焦?fàn)t煙道廢氣,溫度為180~230℃。抽風(fēng)機(jī)抽吸焦?fàn)t煙道廢氣,送往流化床干燥機(jī)。水分為10%左右的煤料由配煤槽經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后送往流化床干燥機(jī),煤料在流化床上向前移動,從流化床下方進(jìn)入的熱風(fēng)直接與煤料接觸,對煤料進(jìn)行加熱干燥,使煤料水分降至6.6%室蘭廠的生產(chǎn)實(shí)踐證明,焦?fàn)t滿負(fù)荷生產(chǎn)時,煙道廢氣量足夠,其溫度也較高,可以達(dá)到295℃,完全滿足煤調(diào)濕的需要。該工藝流程有效地利用了煙道廢氣的熱量,而且由于是直接換熱,傳熱效率較高。2.3煤塔調(diào)濕煤的粉碎處理煤炭的氣力分級技術(shù)已經(jīng)在煤炭領(lǐng)域成功實(shí)施,現(xiàn)今這一技術(shù)被移植到焦化領(lǐng)域,將氣力分級的介質(zhì)由空氣變?yōu)榻範(fàn)t煙道廢氣,從而實(shí)現(xiàn)了煉焦煤的氣力分級和調(diào)濕一體化。調(diào)濕后將煤分為≤3mm和>3mm2個粒級,其中粒度≤3mm的調(diào)濕煤從振動流化床氣力分級調(diào)濕裝置的小顆粒收集裝置排出,由帶式輸送機(jī)運(yùn)至煤塔;粒度>3mm的調(diào)濕煤從振動流化床氣力分級調(diào)濕機(jī)排出并送至粉碎機(jī)室進(jìn)行粉碎處理,見圖4。對調(diào)濕煤根據(jù)不同顆粒大小進(jìn)行氣力分級之后,只對粒度>3mm的調(diào)濕煤進(jìn)行粉碎,可以保證裝爐煤的粒度均勻;而粒度≤3mm的調(diào)濕煤不會被過度粉碎而降低煤料的黏結(jié)性。同時在煤塔前增設(shè)混合機(jī),粒度>3mm的調(diào)濕煤粉碎處理后與≤3mm的調(diào)濕煤進(jìn)行混合,由帶式輸送機(jī)運(yùn)至煤塔。這一工藝流程已經(jīng)在多個鋼鐵企業(yè)焦化項(xiàng)目中進(jìn)行可行性研究。2.4調(diào)濕煤料的粉碎處理氣力分級煤調(diào)濕的優(yōu)點(diǎn)是煤料和煙道廢氣直接換熱,傳熱效率高。與此同時也造成部分粒度較小的煤料隨著煙道廢氣流失,進(jìn)入除塵裝置,造成揚(yáng)塵,對環(huán)境污染較大。濟(jì)鋼煤調(diào)濕項(xiàng)目針對這一問題提出了改進(jìn)方案,見圖5。煤料經(jīng)過氣力分級調(diào)濕后分成3種粒度,粒度>3mm的調(diào)濕煤送至粉碎機(jī)室進(jìn)行粉碎處理,粒度在0.5~3mm的調(diào)濕煤不進(jìn)行粉碎,兩者分別由帶式輸送機(jī)運(yùn)至煤塔。對于粒度<0.5mm的煤料,這部分主要來源于換熱后的煙道廢氣帶走的煤粉,需要進(jìn)行工藝除塵。經(jīng)由除塵器捕集、再通過布袋除塵器捕集,捕集后的粒度<0.5mm煤粉直接成型壓球經(jīng)皮帶機(jī)送往煤塔。3煤調(diào)濕的合理應(yīng)用1)采用煤調(diào)濕技術(shù)后,為了確保24h連續(xù)生產(chǎn),需要在煤調(diào)濕裝置前增設(shè)緩沖槽。2)對于氣力分級煤調(diào)濕裝置,粒度大的煤料送去粉碎,并增加混合機(jī),將不同粒度的煤料混合確保裝爐煤的均勻性。3)根據(jù)工程場地的大小來選擇不同的煤調(diào)濕工藝,一、二代煤調(diào)濕技術(shù)要求場地面積較大,而氣力分級煤調(diào)濕占地面積較小。4)氣