2010第四届焦化年会论文集 (114)

2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 47 无烟煤细粉碎方案的分析与选择 陈 新 田 毅 (中化镇江焦化有限公司 ， 212114) 【 摘 要 】 无烟煤由于具有低灰低硫的特点，对降低生产成本具有显著的效果，但，由于其自身的特殊性， 必须要粉碎到一定的粒度，才能够达到其所起到的作用。本文就这一方面进行相关的分析。 【 关键词 】 无烟煤 粉碎 细度 我公司所采购的超低灰宁夏汝萁沟（平罗）无烟煤（又称太西煤）的灰份一般在 23（ %）、硫份一般在 %）、 挥发分： 8） 、分析水： 1%左右。该品种在铸造焦的生产中对于降低焦炭的灰 份、硫份，降低生产成本起到非常明显的作用，在一定程度上可以替代低硫低灰延迟粉的使用，在我公司的铸造焦实际生产中已经证明了这一点。 但是在目前工业化的生产中，由于平罗无烟煤品质的特殊性（抗碎强度 8194%，可磨性 4054，属于难磨碎类），在添加无烟煤后，配合料的粉碎细度难以达到工艺要求，既而对产品的内、外在质量产生一定的影响，影响到无烟煤在多范围、多品质焦炭生产过程中的大规模使用。 为此，就无烟煤的细粉碎工作进行专门的攻关工作显得非常迫切。 次样的细度情况。 根据我公司的生产情 况，班次样的细度情况如下： 序号 细度 备注 1 入无烟煤比例 2 入无烟煤比例 3 入无烟煤比例 4 入无烟煤比例 5 80 配入无烟煤比例 6 89 停用无烟煤 7 用无烟煤 8 91 停用无烟煤 实践证明，在使用无烟煤时，配合料的细度不理想，停用后，细度明显改观。 验室对辊破碎情况。 通过化验室的对辊设备对水分 8%、粒度为 3无烟煤进行了细粉碎性试验，粉碎后的细度： 132%， 1 78%。粉碎后的料不成饼，松散性好。该试验证明无烟煤在细粉碎的情况下，水分不超过8%时，不易结饼，利于破碎机的下料。从而为无烟煤不进行烘干细粉碎提供了有价值的实践参考。 据煤的粒度对焦炭质量的影响的理论： 结性较差的或不黏结性的煤粒度 ，由于惰性组分比表面积增大，活性组分被过度的吸附，使胶质层减薄，不利于黏结。 合煤的粒级在 的黏结指数 G 值最高。 挥发份的弱粘煤或不粘煤，细粒度（ Y 值远大于粗粒度（ 1 Y 值。 配无烟煤的配合料粒度分布情况： 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 48 序号 3 31 据上述理论，结合目前的生产控制实际，确定：无烟煤的粉碎粒度主要控制在 1中 1 对物料的细破碎方式主要有：锤式破碎机、笼型粉碎机、对辊破碎机、棒磨机、低速磨粉机、中速磨粉机等。 逆 反击锤式破碎机：适用于冶金、电力、矿山等行业破碎中硬（硬度 23）脆性的物料，如：焦煤、燃煤、小块石灰石等。对烟煤系列物料的粉碎性能较好，一般破碎后 3分达到 8590%， 分达到 50%以上。对于硬度在 4 左右的无烟煤等物料的粉碎性能明显下降。料的水分要求小于 12%。粉碎过程需配置除尘系统。 型粉碎机： 该机是以冲击、研磨粉碎为工作原理，以两相个相对转动的鼠笼为工作部件，俗称鼠笼粉碎机，以笼棒为冲击研磨体，转子相对转速达到 3000 转 /分以上，而设备的运行却非常平稳。被粉碎物料进入相对 运转的笼圈内，在高速旋转离心力的作用下物料被研磨粉碎，所以粉碎物料粒度细而均匀，特别适合中性硬废物料的粉碎。该广范使用于矿山、建材、复混肥、无机化工等领域。 笼型粉碎机由两个外缘带钢棒的笼轮组成，笼轮由各自的 电动机 带动相向旋转。煤料在两个笼轮之间进行粉碎。煤料从中部进料口加入到笼轮内时，被 离心力 甩到高速 运动 的钢棒上，在半径方向的 惯性 离心力和切线方向的钢棒冲击力的反复作用下，粉碎到要求的细度。笼型粉碎机适用于小型焦化厂。粉碎过程需配置除尘系统。其优点是 :煤粉碎细度较细，粒度均匀，粉碎后煤中 米以下的煤粉含量低于 50%，对水分的适应性强。缺点是生产能力低，耗电多，结构笨重，维修工作量大。加工过程中的粉尘量大，需配备除尘系统。 辊破碎机： 对辊破碎机供选矿、化学、水泥、建筑材料等工业部门中碎和细碎各种中等硬度以下的矿石和岩石之用。 粉碎细度在 15 之间。该工业对水分有一定的要 求，一般在进行细粉碎时，对物料要进行烘干到 2%的水分以下。在水分超过 8%时，系统糊料现象严重，对生产运行影响较大。在物料水分达到5%左右时，粉碎过程粉尘较少，可不配置除尘系统。 磨机： 其工作原理：物料由加料器连续输入到机内，由搅拌棒搅动机内的介质和物料，使介质之间产生摩擦和冲击达到物料被粉碎的目的。对物料粉碎后的粒度要求较高时，被粉碎的物料需经过分级机分级，粗粒返回继续再磨，细粉由收集系统收集，从而达到实现连续作业生产。 采用可控进出料棒磨机技术，结合实际用户的研磨物料配用合适的研磨体，一改传统 球磨机的面接触为线接触，出料粒度更为均匀、产量更高 ,适用于不同硬度（莫氏硬度 2）的物料。对低硬度的物料粉碎效果更为显著。 出料细度可调 通过简单的调整即可改变出料的粒度，内置细度控制装置 ,出料可加筛分装置，两道把关，确保既不产生过磨又不会使不合格产品混入成品。 棒磨机的粉碎细度可控制在 2间。可以通过调整，使物料的细度在 间的比例达到 70%左右。 棒磨机的运行方式分为三种：湿式磨、干式磨、润式磨。 湿式磨棒磨机有时也称为棒磨制沙机，一般由于制沙行业。在运转时，在进 料口加水进行物料的磨碎。该法加工能力大。 干式磨棒磨机的运行方式同球磨机的运行方式基本一致。在物料进行磨碎的过程中通入热风对物料进行烘干，出料粒度通过风选控制器来完成，最终成品经布袋除尘后进入料仓。该种加工运行方式一般不采用。 润式磨棒磨机是指在物料的磨碎过程中不加水，亦不用烘干，直接将物料进行磨碎的加工方式。对物料的水分有一定的要求，一般要求物料水分控制在 10%以内。该法的出料方式一般采取周边出料的方式，在对物料的细度要求高时，亦可用中心出料的方式。在中心出料时，进料与出料口均要设计成强制给出料的螺旋机构 ，以保证加工能力。 2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 49 速磨粉机：低速磨煤机主要为滚筒式钢球磨煤机一般统称钢球磨或球磨机，它是一个转动的圆柱形或两端为锥形的滚筒滚筒内装有钢球。滚筒的转速为 15 25 转 /分。工作时筒内的钢球不断地撞击和挤压煤块将煤块磨制成煤粉。然后由通入滚筒内的热风将煤烘干并将煤粉送出经分离器分离后一定粒度的煤粉被送入煤粉仓或直接送入煤粉燃烧器。钢球磨笨重庞大电耗高噪声大但对煤种的适应范围广运行可靠特别适宜于磨制硬质无烟煤。产品细度一般在 100 目（ 下。该系列产品产量 较低，动力消耗大，加工能力在 30 吨 /小时左右的动力消耗达到 400 千瓦以上，现场噪音大。需同步进行煤烘干，一般用于高炉进行无烟煤喷吹。 速磨粉机：指中速辊磨机系列产品，产品细度可达 200 目（ 产量高，加工能力在 30 吨 /小时的加工系统投资成本高达 2000 万元左右，运行成本高，需同步进行煤烘干，一般用于高炉进行无烟煤喷吹。 速磨煤机。转速一般为 500 1500 转 /分主要由高速转子和磨壳组成。常见的有风扇磨和锤击磨等。在磨机中煤块受到高速冲击与磨壳碰撞，以及以及煤块之间互相撞击 而被磨碎。这种磨煤机与煤粉分离器组成一个整体结构简单紧凑初投资省特别适用于磨制高水分褐煤和挥发分高容易磨制的烟煤。粉碎细度达到 300 目以上。一般用于高炉进行无烟煤喷吹。 无烟煤属于 煤化程度最高的一类煤，挥发分低，含碳量最高，有较强光泽，硬度高，密度大，燃点高，无粘结性，燃烧时无烟。按挥发分产率和氢含量的不同分为无烟煤一号、二号、三号，其中三号可作为高炉喷吹燃料。 无烟煤的机械强度指标大致为：莫氏硬度接近 4，抗碎强度高，一般达 90%左右，可磨性小，一般小于 50（宁夏无烟煤一牌号 的可磨性为 48），脆性小，脆度大于 50%。 挥发份小于 10%的无烟煤其脆性比高挥发性的褐煤低。属于不易被粉碎类。 的可磨理论。 煤的可磨性是指煤被磨碎成煤粉的难易程度。通常，以某矿区易磨碎烟煤作为标准煤，将其可磨性指数定为 100。实测的煤的可磨性指数越大越容易粉碎，反之则难粉碎。 煤的可磨性和脆度都表征了煤被粉碎的难易程度，但从实验方法上可见：煤的可磨性将煤磨成细粉，该指标对非炼焦煤的制粉工艺较合适；应用抗碎强度法测定的煤的脆度，其粒度范围与炼焦煤较为接近，因而煤的脆 度用于衡量炼焦煤较为合适。 案的选择。 破碎工艺选择的原则要从两个方面考虑：一方面考虑物料的耐磨性能；另一方面符合生产实际，尽量做到简洁、方便，运行成本低。 根据无烟煤的物料特性，结合各种破碎方式的适用特性，确定无烟煤的粉碎方案为：对棍机 +棒磨机的破碎的方式。 在生产运行时，可根据物料的具体粒度情况及加工后对产品粒度的要求，进行生产过程调整。即有的加工可以使用对棍机，有的加工可以不通过对棍机。 择依据： 我公司的生产实际来看，使用常规的破碎机对耐磨物料的破碎时，一方面破碎效 果不佳，另一方面破碎机磨损严重，运行成本大。 对棍机的碎矿作用主要是压碎，并兼有研磨作用。对耐磨物料适应性强。从苏润高碳材使用对棍破碎机的运行效果来看，对棍设备对于耐磨物料的破碎效能可靠。 据棒磨机的粉磨特性，一般破碎比在 1： 8 的控制范围内，对于颗粒状的物料，特别是粒度大于20物料，必须经过初次破碎后，才能使最终物料控制在 也符合物料破碎方案的选择中要求的多破少磨的破碎理论。对棍机对于耐磨物料的粗破效果较好。 平罗无烟煤的棒磨机试验结果来看，运行过程中粉尘量 小，噪音小，从而使投资成本大幅度降低，亦便于后期的生产运行维护。试验情况见下表。 棒磨机的磨粉试验情况表 平罗 1 平罗 2 棒磨 1 棒磨 2 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 50 水分 于 10 0 5 10 0 3 5 36 11于 于 8 于 1上表的分析结果来看，粒度情况完全满足生产工艺要求，即无烟煤的粉碎粒度主要控制在 1 对于本次试验中产品粒度小于 0.5 粒级偏多的主要原因，是试验的棒磨设备内细棒的数量偏多的缘故。在减少细棒的数量，增加粗棒的数量后，产品的粒度会达到预期的效果。 由此可见，使用对棍机 +棒磨机的破碎的方式对无烟煤进行破碎，能有效的达到预期的破碎效果。 无烟煤多范围的使用奠定基础。 于平罗无烟煤的低灰低硫性，在生产焦化焦系列产品时，对没有微量元素要求的产品，可代替延迟粉进行炼焦生产，将大大降低生产成本。 利于生产高品质的煤焦产品（如铸造焦系列），提高经济效益。 无烟煤进行细粉碎后，在生产铸造焦系列产品时，可适当减少焦粉的配入量，在一定程度上降低运行成本。 等方焦的顺利进行工业化生产打下坚实的基础。 等方焦的生产原料 弹丸焦，经锤式破碎机粉碎后虽然可以粉碎到 3 90%的细度，但从粒度分布来看， 1粉的部分很少，在捣固过程中，煤饼的稳定性差，影响到等方焦的生产。 丸焦经过反复粉碎试验情况。 从对弹丸焦的多次粉碎试验来看，经过三次粉碎后，弹丸焦的粉碎细度能够满足等方焦的生产。但从工业化的生产要求来看，经过三次的粉碎，运行成本高，操作不方便，难以满足生产实际的要求。 弹丸焦经过粉碎情况统计表 原料粒度 一粉后粒度 二粉后粒度 三粉后粒度 四粉后粒度 (配合料 ) 37 137 1上表可以看出，弹丸焦需经过三次破碎后才能满足使用要求，这样的操作在实际生产中是难以正常进行的。只能是进行小型化试验生产时进行的一种