炼焦单种煤煤调湿和选择性粉碎技术总结报告

1、炼炼焦焦单单种种煤煤煤煤调调湿湿和和选选择择性性粉粉碎碎技技术术研研发发项目技术总结项目技术总结目录目录1 1前言前言.12 2原配煤工艺及存在的问题原配煤工艺及存在的问题.23 3炼焦单种煤煤调湿和选择性粉碎技术炼焦单种煤煤调湿和选择性粉碎技术.33.13.1 国外煤调湿技术的发展国外煤调湿技术的发展.33.23.2 焦化厂所采用的炼焦单种煤调湿选择性粉碎技术焦化厂所采用的炼焦单种煤调湿选择性粉碎技术.54 4炼焦煤调湿及分选粉碎系统工艺介绍炼焦煤调湿及分选粉碎系统工艺介绍.64.14.1 设计依据设计依据.64.24.2 设计目的设计目的.64.34.3 设计任务设计任务.64.44.4

2、基础数据基础数据.74.54.5 设备及设计技术参数选取依据设备及设计技术参数选取依据.84.64.6 设计的技术方案及工艺设计的技术方案及工艺.144.74.7 煤及干燥剂和载能体用的特性煤及干燥剂和载能体用的特性.154.84.8 设计的工艺流程和基础设备设计的工艺流程和基础设备.164.94.9 煤调湿设备和大颗粒分选破碎系统技术参数煤调湿设备和大颗粒分选破碎系统技术参数.234.104.10 载能体设计要求载能体设计要求.244.114.11 自动化控制启动工作简短顺序自动化控制启动工作简短顺序.274.124.12 维修和减荷工作的设计维修和减荷工作的设计.394.134.13 环境

3、和工作区的环境保护设计环境和工作区的环境保护设计.394.144.14 调湿设备的布局及设计的工作量及范围调湿设备的布局及设计的工作量及范围.405 5系统投用后效果系统投用后效果.425.15.1 系统性能系统性能.425.25.2 煤料调湿和单种煤粉碎效果煤料调湿和单种煤粉碎效果.435.35.3 与原工艺条件下各项指标对比与原工艺条件下各项指标对比.446 6效益分析效益分析.451 1前言前言煤调湿(Coal Moisture Control，CMC)是“装炉煤水分控制工艺”的简称，是将炼焦煤料在装炉前去除一部分水分，保持装炉煤水分稳定的一项技术。单种煤选择性粉碎是指将煤调湿和风选、破

4、碎放在输送单种煤的部位进行，炼焦煤的种类有气煤、1/3 焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤等，肥煤和焦煤统称强粘结性煤，易破碎，而其它非强粘结性煤不容易破碎，根据配煤原理不希望强粘结性的煤过细，否则强粘结性煤粘结性能会受到破坏，而非强粘结性煤则需要更高细度的这些特点，因此将破碎放在输送单种煤的部位进行，这样就可根据需要进行选择性破碎，选择性确定煤的细度，充分发挥各单种煤的性质，将煤调湿技术和选择性粉碎技术集成，提高焦炭质量。22 2原配煤工艺及存在的问题原配煤工艺及存在的问题炼焦用煤品种较多，将各种煤按照一定的比例混合搭配即为配煤，配煤不仅能保证焦炭质量，还能合理地利用煤炭资源，节约优质炼焦煤，扩大炼焦煤

5、资源。配煤技术涉及煤的多项工艺性质、结焦特性和灰分、硫分、挥发分的配合性质和煤的成焦机理等。国内外各焦化厂都在致力于配煤方案的研究。虽然方案千变万化，而却不外乎胶质层重叠原理、互换性原理、共炭化原理这三种。1 胶质层重叠原理要求配合煤中各单种煤的胶质体的软化区间和温度间隔能较好地搭接，这样可使配合煤在炼焦过程中，能在较大的温度范围内处于塑性状态，从而改善粘结过程，并保证焦炭的结构均匀。其中典型的方法是“J 法”配煤技术。 “J 法”配煤技术是一种快速、准确、简单、经济、随机确定各种最佳（实用）配煤方案的新技术，以“煤的粘结能力测定法”为基础，以煤与焦相互统一变化规律为依据，准确预测焦炭强度，按

6、 Jb-Vdaf“米”字形配煤图及其原则进行操作，评估煤质，确定“主导煤”，辨明“添加剂煤”和“填充剂煤”，用简易“优选法”确定配煤比，定出配煤方案。2 互换性配煤原理焦炭质量取决于炼焦煤中的活性组分、惰性组分含量及炼焦操作条件。单种煤的变质程度决定其活性组分的质量，镜质组平均组最大反射率是反映单种煤的变质程度的最佳指标。应用煤岩学指导配煤，很多焦化厂都有自己的配煤方案，但一般都是镜质组平均随机反射率、反射率直方图及镜惰比三个参数作为煤岩学配煤参数。根据互换性配煤原理，当配煤有较强粘结性时，加入一定量焦粉或无烟煤有利于焦炭质量提高，配入一定量的无烟煤炼焦，技术上是可行的，但在同样煤质情况下不添

7、加粘结剂，要保证焦炭质量，无烟煤的细度至关重要。3 共炭化原理煤中加入非煤粘结剂进行炭化，称为共炭化。共炭化研究为采用低变质程度弱粘结煤炼焦时选用合适的粘结剂提供了理论依据，也为加入有机渣油塑料类橡胶类沥青等与煤共炭化提供了可能性，并且为解决当前世界的环境污染问题做出了很大的贡献。国外 Collin 在 400下将废塑料与煤焦油沥青共热解，收集热解油和气体产物，反应所得的残余物与弱粘结煤共焦化能提高其结焦性；乌克兰的研究工作则是利用配煤同塑脂废料共焦化，由于芳香结构的有机物对配煤的结焦性具有良好的影响，所得焦炭强度得以提高，并获得贵重的化学产品。国内中国科学院山西煤炭化学研究所李保庆等利用 1

8、0g 固定床反应器研究废塑料与煤共焦化特性。试验结果表明，当废塑料添加量不超过 5%时，煤气产3率增加，焦油收率提高，焦油中脂肪烃和甲基化芳香化合物明显增加，而半焦性质基本不受影响。研究认为，废塑料与煤共焦化技术可行。该所曾对几种沥青与重庆焦化渣用 Corbett 法进行了组成分析，研究表明，减压渣油和丙烷脱沥青饱和烃含量较高，沥青质很少，作为改质剂性能较差。热裂化渣油和乙烯焦油含有相当高的芳烃与沥青，QI 少，因此作为改质剂性能较好。煤焦油沥青具有较高的芳香性能，因此溶剂性能较好，但 QI 含量高，对焦油过程中间相发展不利。焦化厂采用的是胶质层重叠原理好互换性配煤原理相结合来指导配煤，原配煤

9、工艺是将各种煤按一定的比例混合后全部送至粉碎机粉碎再投入炼焦。原工艺有两个较大的缺点：1、配煤采用无差别的粉碎方式，将所有的煤种混合后再进行粉碎。无疑会造成肥煤和焦煤等易破碎的强粘结性煤过于粉碎，根据胶质层原理，过于粉碎将导致强粘结煤的粘结性受到影响，而同时一些不易粉碎的若粘结性煤又得不到充分粉碎。这对焦炭的质量奖产生不利的影响。2、配煤过程中无法对入炉煤的水分进行控制。福建省地处南方，雨季时间长，雨量大。入炉煤水分过高对炼焦生产会产生重大影响，入炉煤水分每提高1%，炼焦耗热就将提高 62 MJ/t（干煤） ，同时还会增加后道煤化工工序的能耗、增加污染物排放。更兼焦化厂目前已经采用捣固炼焦技术

10、，入炉煤水分如果超过 11.5%将严重影响捣固煤饼的成型和堆密度。不仅容易导致“塌饼”事故影响生产，更会影响到焦炭的质量。3 3炼焦单种煤煤调湿和选择性粉碎技术炼焦单种煤煤调湿和选择性粉碎技术3.13.1 国外国外煤调湿煤调湿技术的技术的发展发展随着全球气候变化形势的日益严峻, 减少温室气体排放越来越受到世界各国的重视, 我国各行业也都十分重视节能减排和落实科学发展观工作。对于CO2 排放来讲, 节能实际上就是最大的减排。煤调湿 (Coal Moisture Control, 简称 CMC) 是焦化行业节能减排的重要技术之一,2008 年入选国家重点节能技术推广目录(第一批), 值得广大焦化工

11、作者学习和推广。1煤调湿技术的发展煤调湿技术主要是指利用焦化厂余热, 如烟道废气、干熄焦蒸汽或其它低压蒸汽等, 对装炉煤进行加热, 使其水分降低, 然后再装入焦炉的技术。煤调湿技术是由日本新日铁开发应用的, 到目前共开发了三代技术。第一代是导热油干燥技术, 该技术利用导热油回收焦炉上升管煤气显热和烟道废气余热, 然后在多管回转式干燥机中对装炉煤进行间接加热, 1983 年在新日铁大分厂建成4第一套装置。第二代为蒸汽干燥方式, 利用焦化厂干熄焦蒸汽发电后的低压蒸汽或其它低压蒸汽作为热源, 在多管回转式干燥机中对装炉煤进行间接加热, 1991 年在新日铁君津厂建成第一套装置。第三代为 1996 年

12、在日本室兰焦化厂投产的流化床煤调湿装置, 该装置利用焦炉烟道废气作为热源, 主要设备包括干燥机、热风炉、抽风机等。第三代煤调湿技术与前两代相比, 具有工艺流程短、传热效果好、构造简单、运行稳定和设备投资费用少等优点。自从 1983 年在新日铁大分厂建成第一套煤调湿装置后, 该技术在日本、德国、独联体等工业国家得到了迅速发展及应用。我国第一套煤调湿装置于 1996 年在重钢焦化厂建成投产, 属于第一代技术。现在本钢一铁焦化厂和沈阳煤气二厂等都普遍使用第二代煤调湿技术, 使用效果良好。2008 年宝钢焦化厂和太钢焦化厂建成投产的煤调湿也属于第二代技术。2007 年济钢焦化厂建成投产的煤调湿则属于第

13、三代技术。2 第三代煤调湿技术第三代煤调湿工艺流程日本室兰焦化厂的第三代煤调湿工艺流程见图 1。图 1 第三代煤调湿工艺流程由图可见,湿煤料经湿煤料仓送往两个室组成的流化床干燥机, 煤料在气体分布板上由 1 室移向 2 室, 从分布板进入的热风直接与煤粒接触, 对煤料进行加热干燥, 使煤料水分降低。干燥后, 温度为 5560的粗粒煤 70%90%从干燥机排入螺旋输送机,剩下的 10%30%粉煤随 70的干燥气体进入袋式除尘器, 回收的粉煤排入螺旋输送机。粉煤和粗粒煤混合后经管道式皮带机输送至约40m 高的焦炉煤塔。干燥用的热源是焦炉烟道废气, 其温度为 180230。抽风机抽吸焦炉烟道废气送往

14、流化床干燥机, 经袋式除尘器过滤后的废气由抽风机抽送至烟囱外排, 多余部分经烟囱直接外排。该装置还设有热风炉, 当煤料水分过高、焦炉烟道废气量不足或烟道废气温度过低时, 可将抽吸的烟道废气先送入热风炉, 用焦炉煤气点火, 使高炉煤气燃烧, 提高烟道废气的温度。正常焦炉满负荷生产, 烟道废气量足够, 其温度也较高, 完全可以满足煤调湿的需要, 因此不需要开启热风炉。输过程中会蒸发 016%的水分。流化床干燥机内的分布板是特殊钢制作的筛板, 干燥机的其它部分均可用普通碳钢制作, 在 CMC 的几个部位上设置有氧监测仪自动报警,因此从未发生过爆炸等不安全事故。投产以来,生产操作一直平衡, 流化床干燥

15、机内的分布板也未发生过沉渣积煤现象。53.23.2 焦化厂所采用的炼焦单种煤调湿选择性粉碎技术焦化厂所采用的炼焦单种煤调湿选择性粉碎技术图 2 炼焦单种煤调湿选择性粉碎流程如图，在输送单品种煤到配煤槽之前，从皮带将其引出进入煤调湿装置，在煤调湿装置中将单品种煤水分调到适当值，根据煤种进行调节粉碎机的频率，以实现调控煤的细度，经粉碎后，送入配煤槽里，再按配煤比配入、混匀成为我们要求的配合煤。该工艺主要特点：1、对单品种的煤进行煤调湿。2、对单品种的煤进行煤调湿和风选破碎。3、对单品种的煤进行煤调湿和风选变频破碎。4 4炼焦煤调湿及分选粉碎系统工艺介绍炼焦煤调湿及分选粉碎系统工艺介绍4.14.1

16、设计依据设计依据设计基于焦化厂的生产实际情况，其中包括炼焦煤的质量、配比后的质量、6焦炭质量、备煤车间和焦炉的生产能力及指标参数；由东方院和焦化厂相关技术人员制定的技术方案。4.24.2 设计目的设计目的设计的目的是为了在焦化厂实现以下生产工艺：-利用焦炉产生的废气在炼焦前对原单种煤进行风选调湿，将煤中的水分调到炼焦所需要的含水量。-风选调湿后利用机械分选机粉碎分离细小颗粒煤，然后对大颗粒煤进行优先选择粉碎。4.34.3 设计任务设计任务根据焦化厂的生产能力，对（原煤）单种煤进行调湿，利用焦炉废气作为调湿干燥剂（温度为 245-255） 。当焦炉废气达不到调湿要求时，使用由焦炉煤气在自动控制系

17、统下燃烧产的 1250-1350的补充加热气体对煤进行调湿。根据焦化厂备煤和炼焦车间的相关生产技术参数，制定合理的煤调湿设计方案以及对大颗粒煤进行选择性破碎的设计方案。对于在指定场地的煤调湿机、煤机械分选机的安置摆放制定原则性的技术文献。对所提供工艺的技术经济指标进行评估。4.44.4 基础数据基础数据1. 焦炭产量 860000 吨/年。2. 焦炭生产结构带有独立烟囱的 1、2 号焦炉。3. 焦炉燃料气7高炉煤气（93-94%）/焦炉煤气（6-7%）4. 焦炉废气特征 - 焦炉加热系统内气体燃烧产物 - 流量、温度、吸力、组成：总烟道指数烟道干燥废气组成，%炉号废气流量Nm3/h温度，吸力，

18、帕CO2COO2N2192000253-46522,770,274,772,26292000245-255-46521,70,062,0472,25. 配煤车间工作条件- 混合煤料准备工艺： 现有 混合料破碎系统； 期望 获得捣固煤饼；- 工作制度 三班倒，每班 4-6 小时（12-18 小时/昼夜） ；- 原煤湿度 15%；- 干燥后煤湿度 10.50.5%；- 煤调湿设备的调湿能力（按原煤湿度） 250 吨/小时。 原煤（混合料）粒度组成（筛选的）和质量：成份，%粘结度粒级含量，%煤种混合料比例,%dVdVtY,mmGI,% 0,5 5,0A 主焦1010,5-11,523-2555,91

19、48134.2371,8123,86B 主焦1011,0-12,518-2379,2117522,3239,2150,67C 主焦209,5-11,020-2553,4158250,2678,3819,74低肥810,5-11,526-3062,1238523,4949,5436,92高肥179,0-10,530-3373,7309230,3962,4428,19A1/3109,0-10,530-31未提供137031,5761,0625,42B1/3199,0-12,028-32未提供158022,9050,4239,19无烟煤6未提供未提供未提供003mm -0,98混合煤（配比）1001

20、0 -1125-27-1482 35,90 63,00 29,147. 配料中 3-0 mm 粒级含量 75-78%（顶装） 。8. 捣固混合料中 3-0mm 粒级含量 高于 89% 。9. 焦炭质量（目前） ，%：M40 85.0；M10 7.6；CSR 60; CRI 30。 4.54.5 设备及设计技术参数选取依据设备及设计技术参数选取依据1.煤调湿设备及设计技术参数是根据以下相关要素选取的：- 焦炉稳定运行的条件和允许用于煤调湿的焦炉废气量；- 将煤湿度从 15%降至 10.50.5%所需热量；- 焦炉废气使用量的热值；- 从辅助燃烧设备中补充气体干燥剂的热值（kJ/h）和数量（m3/

21、h） ；- 为缩小煤调湿设备的外形尺寸，气体干燥剂（废气）的最小流量；- 为缩小蒸汽除尘装置外形尺寸，气体干燥剂（废气）的最小流量。2. 在保证焦炉稳定运行条件下允许用于煤调湿的焦炉废气量焦炉是 24 小时不停产的，因此从焦炉中排放的由煤气燃烧产生的废气也是连续不断的。焦炉烟囱产生了静水位差（液体静力增压） ，这对于燃气在加热系统中的运动是必须的，同时也保障了整个烟道系统内焦炉液压状况的稳定。煤调湿设备在备煤车间的工作制度是：每昼夜 12-18 小时（3 班，每班 8小时） ，每班工作 4-6 小时。焦炉废气流向至煤调湿设备也在相应的状况下完成。在煤调湿设备停止工作时（停止向调湿设备供废气）

22、，可以通过现有的焦炉烟囱将焦炉加热系统产生的废气排出。9在调湿设备停止工作的情况下，为保持焦炉使用时液压状况的稳定，必须在调湿设备处于工作状态下使烟囱温度维持在固定水平，才能维持烟囱的吸力（即静水位差） 。为了保持废气流经焦炉烟囱时的吸力稳定，应该不断地从焦炉烟道中抽取40% 50%废气进行使用。抽取焦炉废气至调湿装置使用的参考标准为每台焦炉每小时产生废气容量的 45-50%，最大量为 60%。焦炉废气推荐使用量总计流向调湿机流向焦炉烟囱焦炉立方米/时%立方米/时%立方米/时%1#9200010046000/5000050/5546000/4200050/452#9200010046000/5

23、000050/5546000/4200050/45总计18400010092000/10000050/5592000/8400050/45100%使用焦炉废气会使焦炉烟囱冷却，当调湿设备停歇时会破坏焦炉正常的工作制度。为保证液压状况的稳定，需要压力风机 24 小时昼夜不停的向调湿设备中输送焦炉废气，但会导致电能非合理的消耗。3.煤调湿所需热量所需热量取决于以下条件：- 调湿设备生产能力为 250 吨/时；- 从煤调湿设备运行试验看，蒸发 1 千克水分其热量消耗（qw）为5030（kJ/kg） ，其中包括煤加热消耗热量和热量损失：煤湿度，%热量 Q，kJ/h原始干燥后水蒸发量GwTP，t/h需求

24、量 QTP进入量 Q焦炉废气1）短缺量 Q燃烧装置补充11510.013.969.9210620.0910649.8310621510.512.663.3810620.0910643.2910631511.011.356.8410620.0910636.7510641410.59.849.2910620.0910629.210651310.57.035.2110620.0910615.1210661210.54.221.1310620.091061.041067159.016.582.99510620.0910662.91061081512.47.4237.32106（只有焦炉废气量为（只有焦

25、炉废气量为 100%）1）焦炉废气热量计算见 4。4. 用于除去煤中水分的焦炉废气热值指数单位数值备注用于计算的原始技术参数11 号焦炉废气实际量，V1 dgNm3/h92000钢厂提供22 号焦炉废气实际量，V2 dgNm3/h92000钢厂提供3总烟道废气温度0253钢厂提供4废气到达调湿设备入口时理想温度，t10225送至调湿设备过程中气体热损失为 20。5废气从调湿设备排放至出口时温度，t2065在计算时通常采用最小值，水可能在 62-63时产生冷凝。6废气热容量，J/m3degree1.365按构成焦炉废气中主要气体的热值计算。7每蒸发 1kg 水分热量消耗值，包括煤加热消耗热量和热

26、量损失，qwJ/g5030.0调湿设备实际工作热量消耗平均值。当 1-2 号焦炉废气使用量为 100%时煤调湿热量81、2 号焦炉废气总量，VdgNm3/h184000Vdg = V1 dg + V2 dg9用于调节煤湿度的全部废气热量最大值，QmaxJ/h40.19106Qmax=Vdg*c*(t1-t2)Qmax=184000*1.365*(225-65)10利用全部废气作为干燥剂可能蒸发水分最大量，Gwt/h7989.18(7.99 t/h)Gw = Qmax / qwGw = 40.19106 / 5.03103当 1-2 号焦炉废气使用量为 50%时煤调湿热量111、2 号焦炉用于煤

27、调湿的废气推荐量，VdgrekNm3/h92000计算 1、2 号焦炉废气消耗的依据见 3.2，Vdgrek=0.5* Vdg12用于煤调湿的废气热量，QrekJ/h20.09106Qrek =( Vdgrek)* c*(t1-t2)Qmax=92000*1.365*(225-65)13利用废气进行煤调湿时蒸发的水量，Gwrekt/h3994.59（3.99t/h）Gwrek= Qrek/ qwGw=20.09106/5.03103当 1、2 号焦炉废气使用量为 100%时只能蒸发 7.99 吨水，当按废气推荐量（废气总量的 50%）可蒸发 3.99 吨水，实际需要蒸发的水量为 12.6 吨（

28、见 3） 。结论：温度为 253的焦炉废气热量不足以将煤湿度从 15%降至 10.50.5%。必须补充高温气体干燥剂，利用独立燃烧室补充气体热载体提高焦炉废气的热值。115. 焦炉煤气热值的提高通过独立燃烧室加热焦炉煤气获取高温气体方式提高焦炉废气热值。当煤调湿生产能力为 250 吨/时湿度从 15%降至 10.50.5%时，需补充废气量为24500 29600 Nm3/h.焦炉废气温度为 220 225（高炉煤气燃烧产物）独立燃烧室产生废气温度为 1300（焦炉煤气燃烧产物）用于调湿设备的废气（焦炉废气与燃烧室废气混合气体）消耗量，103Nm3/h热值，106J/h消耗量，103Nm3/h热

29、值，106J/h消耗量，103Nm3/h热值，106J/h温度，煤湿度从 15%降至 10.5%100.0（每座焦炉 50.0）21.8524.5441.55124.5463.4 38590.0（每座焦炉 45.0）19.6624.6443.73114.6463.39 40585.0（每座焦炉 42.5）18.5725.2644.82110.2663.39 42080.0（每座焦炉 40.0）17.4825.8845.92105.8863.40 440煤湿度从 15%降至 10%85.0（每座焦炉 42.5）18.5728.9651.38113.9669.95 45080.0（每座焦炉 40.

30、0）17.4829.5752.47109.5769.95 470当煤调湿生产能力为 250 吨/时湿度从 15%降至 10.5%时，需热量为 63.38106J/h.（见 3）当煤调湿生产能力为 250 吨/时湿度从 15%降至 10%时，需热量为 69.92106J/h.（见 3）6. 调湿设计及调湿设备的选择干燥筒的技术性能应保证煤调湿和煤中水分蒸发的必要速度与干燥筒的类型及结构相一致。当煤调湿量为 250 吨/时，水分由 15%降到 10.50.5%，在干燥筒内通入100000 120000m/h，温度为 380 440（见 5 条）的干燥剂时，干燥剂与煤接触的时间不得低于 20 分钟。

31、如果能保证干燥剂与煤接触的必要时间，那么干燥筒内可以设计不同尺寸的标准叶片。12干燥筒描述干燥筒可对煤进行热处理，调湿至 10.5%0.5%。干燥筒是一个旋转筒，在其卸载侧带有可调节坡度，内部焊有片状扬料板和片式链。扬料板是在干燥筒旋转过程中起到阻截和扬料的作用。片式链可使除黏在干燥筒内壁以外的材料得到更充分的搅拌。煤悬在干燥筒内整个横向长度上，在分级的扬料板作用下进行调湿。在干燥筒工作时，依靠装料至卸料的坡度，吹进热气对原煤进行调湿。烘干的煤从干燥筒进入卸料舱，通过卸料指示器和溜槽送至破碎机。干燥筒安置在两对支撑滑轮上，避免出现轴向移动，由一对支柱用轮箍支撑干燥筒主体。干燥筒的旋转是通过圆柱

32、形减速器和一副齿轮利用电机单机传动装置完成的。为保证风选调湿效果并最大限度降低从风选调湿设备中逸出的煤粉量，在该设备中气流速度应保持在 2 5 米/秒。待调湿加工煤中含有 22-50%颗粒小于 0.5mm 的煤及 39-80%颗粒小于 3mm 的煤（见第四条第 6 点） 。受颗粒组成的影响目前现有各种煤中颗粒的平均直径为 1.55mm（0.8-2.3mm） ，对于这些直径大小的煤颗粒，煤粉漂浮速度应保持在 2.25 米/秒（1.2 2.3） ，因此，应保证调湿后从干燥筒内排出的废气速度小于 3 3.5 米/秒。当主要使用低温焦炉废气时，气体干燥剂的高消耗（100000 120000 立方米/时

33、）及低温（380 440）特点决定了焦炉废气的流量为 27.7 33.3 立方米/秒。在这种情况下，为了使干燥剂气体的实际流度更接近煤粉的漂浮速度（2.25 米/秒） ，需合理的设计出较大尺寸的标准干燥筒。当焦化厂煤调湿量为 250 吨/时，煤水分由 15%降到 10.50.5%，经测算选用型号为 BH3.5-22HY 的单个干燥筒，直径为 3.5 米：13外形尺寸，小于（mm）直径mm转速/分钟次驱动功率不高于，千瓦长 L宽 B高 H重量，不多于（kg）35002 62502200065505900180000注：不包括进煤和出煤装置当使用直径为 3.5 米的干燥筒（横断面为 9.6） ，焦

34、炉废气总量为 100000 120000 立方米/时进行煤调湿时，从干燥筒排出的调湿废气流速为 2.9 3.4米/秒，属于符合要求的流速范围（2 5 米/秒） 。7.工作条件和调湿后的废气除尘系统设计从风选调湿设备排出的含有水分的气态干燥剂在除尘后，应保证烟囱烟尘排放浓度小于 30 毫克/立方米。对于清除气态废气达到要求水平的除尘设备的选择，则由干燥剂的消耗量和煤颗粒的成分来确定。进入到调湿设备中的干燥剂总量和被蒸发的水蒸气含量决定了参与清除煤尘的蒸汽产物的容量。蒸汽产物中煤颗粒成分以及颗粒的大小取决于在风选调湿设备内气流的速度。当主要使用低温焦炉废气时，气体干燥剂的高消耗（100000 12

35、0000 立方米/时）及低温（380 440）特点决定了在除尘时，需要将调湿后的废气连续不断的通过几个除尘装置进行除尘。按设计要求,煤调湿水分由 15%降到 10.50.5%，因此相应的选用一个型号为 2-3150 的旋风除尘器以及一个型号为 -1100 的袋滤器： 2-3150 旋风除尘器-1100 袋滤器尺寸 mm尺寸 mm方案废气消耗量m/h直径高重,吨除尘率%长宽高重,吨1100000-13000032001350011.887-8990004400920031.3144.64.6 设计的技术方案及工艺设计的技术方案及工艺1.基本技术方案基于以下分析得出：焦化厂备煤车间现有的工艺流程和

36、设备；与焦化厂整体结构布局相一致的备煤车间各部分工艺布局；调湿后煤中要求的含水量以及实际的含水量；原始湿煤的颗粒组成；从储煤罐导出，进入到破碎工段或者煤搅拌机的煤料的颗粒成分；配好的煤料中颗粒为 3-0mm 的煤含量；调湿设备的种类和结构；按煤颗粒大小进行分离的煤分选机种类和结构；第五部分中提供的依据材料。2.所设计的工艺、技术处理和规划方案：在不同的设备中完成对煤（煤料）的调湿和分选；按焦化厂要求对单（多）种煤调湿；采用焦炉废气以及独立补充加热的气体作为干燥剂进行煤调湿；调湿时使用约占总量 50%的焦炉废气；煤调湿时使用 1 台带同型的旋转干燥筒设备（-3,5M;L-22M） ，使干燥剂与湿

37、煤直接接触；实现单种煤后续的粉碎，煤在风选调湿后进入储煤罐之前将大颗粒在锤碎机上粉碎；设计出的机械分选机将大颗粒煤分选出来；在露天煤场的规划位置上安置调湿和自动分选破碎大颗粒煤的设备；将粉碎车间其中一台锤碎机更换成入炉煤料混合搅拌机。154.74.7 煤及干燥剂和载能体用的特性煤及干燥剂和载能体用的特性1.煤（煤料）的特性a)原煤湿度 Mt1 11.0-15%b)调湿后的（干）煤湿度 Mt2 10.50.5%c)原煤调湿量（Mt1-15.0%） 250 吨/时d)调湿后的煤量（Mt2-10.5%） 237.4 吨/时e)调湿前煤中含有的最大煤颗粒直径 40mmf)进入调湿机前煤中颗粒3mm 的

38、含量 % 39-80%g)从分选机中分选出的颗粒3mm 的含量 % 35-75%h)破碎后得到的煤中颗粒3mm 的含量 % 75-95%i)入炉煤料颗粒 3-0mm 的含量 %（现有的煤料工艺流程） 76.51.5%j)入炉煤料颗粒 3-0mm 的含量 % （为捣固工艺） 79% 2.调湿废气（干燥剂）a)干燥剂成分： 焦炉中高炉煤气燃烧后产生的废气 焦炉煤气补充加热燃烧后产生的气体b) 1#、2#焦炉总废气量 184000 立方米/时c)可供调湿使用的 1#、2#焦炉废气量 92000 立方米/时d) 1#、2#焦炉烟道废气温度 2455e)焦炉煤气在独立燃烧装置中燃烧后产生的气体量 300

39、00 立方米/时f) )焦炉煤气在独立燃烧装置中燃烧后产生的气体温度 1250-1350g)供调湿用的干燥剂总量 100000-120000 立方米/时h)气体干燥剂在进入调湿设备时温度 44030163.载能体a)蒸汽：温度为 200-260；压力 0.4-0.6 兆帕b)压缩空气：压力 0.4-0.6 兆帕c)工业用水：压力 0.3-0.4 兆帕d)氮气：压力 0.6-0.7 兆帕e)电能： 交流电高 压 3 相 6 千伏（或 10 千伏） 50HZ工作电压 3 相 380 伏 50HZ 工作电压 1 相 220 伏 50HZ 直流电 低压 24 伏4.84.8 设计的工艺流程和基础设备设

40、计的工艺流程和基础设备工艺流程的制定依据：根据焦化厂的生产条件，考虑现有的建筑场地条件，本着参与设备最小化原则，同时保证遵守煤调湿和分选标准参数，以及采用选择粉碎工艺原理粉碎颗粒大于 3mm 的煤。1.工艺原理工艺流程分为三个部分：单种煤调湿/煤分选及大颗粒煤的粉碎/煤料搅拌煤调湿部分是由生产能力为 250 吨/时（按原煤）的调湿设备和带有粉碎机的煤分选机组成的。调湿机中含有压力风机（从焦炉抽取废气） ，带混合室的燃烧设备，用于调湿的旋转干燥筒，旋风除尘器，袋滤器，加湿制粒器，引风机和排气烟囱。煤分选破碎装置包括机械分选机及对颗粒大于 3mm 的煤粉碎机。图 8.1 为煤分选调湿基本工艺流程图

41、。图 8.2 和 8.3 为单条生产线生产能17力为 250 吨/时（按原煤）气流和煤流基本工艺流程图。单种煤调湿。煤经现有皮带从露天煤场运至第一个安装了溜槽的煤转运站。然后煤经溜槽被运至用于调湿的储煤罐中。煤从储煤罐定量地配送至调湿设备的旋转干燥筒，同时温度为 44030的气体干燥剂也经由补充加热装置的混合室进入于此。气体干燥剂由两部分气体混合而成，一是 1、2 号焦炉的低温废气（225 245） ；二是在燃烧装置中焦炉煤气燃烧产生的高温气体（1250 1350） 。焦炉废气是从焦炉烟囱前的烟道中通过风机抽取而获得的。从各个调湿设备干燥筒排出的 65 70的潮湿干燥剂连续不断地流向旋风除尘器

42、和袋滤器以除掉细小煤粉，然后经排气烟囱排入大气中。将旋风除尘器中得到的细小颗粒煤和袋滤器得到的灰尘经加湿制粒后添加到调湿后的煤中，再运至配煤工段的储煤罐中。对各个调湿干燥筒产生的潮湿废干燥剂的排放是位于除尘器后排气烟囱前引风机的作用下完成，该方案保证了调湿设备和除尘器在负压状态下工作，这排除了气体载热体及煤粉向操作区泄露的可能。煤分选及大颗粒煤的粉碎。调湿后的煤被运至机械分选机中。小颗粒煤从分选机下部经皮带导出。大颗粒煤经过粉碎机粉碎后也经上述皮带被运走。各个种类的煤经此皮带被运至配煤工段此种煤的储煤罐中。为了完成上述的工艺过程，要设计溜槽装置，使调湿后的煤从干燥筒连续不断的流到上述皮带上。焦

43、化厂原有的备煤工艺流程作为备用的炼焦备煤方案。此备煤流程可以作为直接从煤场取煤（原煤）以及将调湿后的煤进行配煤的方案。煤料搅拌。预先用煤搅拌装置取代破碎工段原有的一台粉碎机，然后将备煤工段按定18量比例配好的煤料经储煤罐下的皮带运至破碎工段的煤搅拌装置进行搅拌。煤搅拌机的安装是将破碎工段的一台粉碎机改造成搅拌机（东方院建议） 。 （备用方案 将一台粉碎机拆除，安装一台新的搅拌机） 。建议不拆除破碎机，而是将现有的破碎机改造为搅拌机。将破碎机内的破碎煤部件（锤和钢板）拆除，然后安装搅拌装置。在破碎锤的位置安装短钢筋条（按破碎机叶轮的长度） 。在搅拌机后续的运输皮带上预先安装特殊装置以便对煤料进行

44、补充搅拌。搅拌好的煤料被运至加煤塔。配煤工段储煤罐配煤工段储煤罐调湿排放烟囱调湿排放烟囱引风机引风机袋滤器袋滤器旋风除尘器旋风除尘器干燥筒干燥筒湿煤湿煤储煤罐储煤罐捣固前捣固前混合料混合料搅拌间搅拌间破碎系统破碎系统混合料破碎混合料破碎捣固捣固焦炉焦炉 B加湿制粒器加湿制粒器分选器分选器细颗粒煤细颗粒煤大颗粒煤大颗粒煤破碎机破碎机19图 7.1 煤分选调湿基本工艺流程图 245 0 245 0 焦炉废气 2250 450 0C 燃烧室燃烧室焦炉煤气空气混合室混合室焦炉烟道气压力风机压力风机焦炉焦炉 A干燥剂（废气）A 焦炉烟囱焦炉烟囱装配传送带装配传送带2 号焦炉1 号焦炉混合室干燥筒焦气燃烧

45、室旋风除尘器袋滤器引风机风机风机烟囱调湿废气焦炉煤气烟囱大气空气引风机空气 70 0C 1360 0C 60-70 0C20图 7.2 调湿设备气体流向原理图引风机配煤工段焦炉焦炉 A储煤罐储煤罐磅秤磅秤干燥筒进料器干燥筒进料器干燥筒干燥筒装配传送带装配传送带, Q = 250 吨吨/时时旋风除尘器旋风除尘器备料传送带干燥煤粉碎机 湿煤袋滤器袋滤器现有传送装置将煤运至配煤工段传送带现有破碎车间 煤料搅拌装置煤料搅拌装置捣固捣固焦炉焦炉 B捣固煤饼捣固煤饼破碎系统工作时破碎系统工作时送混合料送混合料搅拌匀和器加湿制粒器加湿制粒器破碎破碎分离器分离器 大颗粒煤21图 7.3 单种煤大颗粒分选破碎调

46、湿装置原理图 2.工艺设计基本技术条件两种工艺设计的设备选择是考虑到需保证设备生产能力为 250 吨/时且煤湿度从 15%降至 10.50.5%，调湿设备干燥剂推荐总量为 110000-120000Nm3/h（焦炉废气总消耗量为 92000Nm3/h） 。工艺部分设备数量设备单位规格1234传送带*1=1000mm Q - 250 t/h提升机1型号 -8.; Q 250 t/h；M 60自卸磁选机1型号 1100400; 总量 800 kg ；尺寸, mm: 21501400455; N- 2,2 湿料储煤罐1体积 35-40 m3 (25-30 吨)振动加料器*1Q - 250 t/h;

47、N 7 ；M 1.1湿煤供给部分从露天煤库到干燥筒（进料器）传送带式秤1至 300 kg （用于 Q - 250 t/h)装料进料器1螺旋型; Q - 250 t/h; N11 干燥筒1型号 3.5-22; 重量 194 = 3500mm; L= 22000 mm; N- 200 干燥筒卸料装置1螺旋进料器闸门（筒的配套设备）机械分选器1东方院设计；重量 0.8；Q=300t/h；分选出的细颗粒煤的环形槽1设计时选择大颗粒破碎机1型号 14.513；重量 17.3；Q=150t/h；N 630 煤的大颗粒分选破碎调湿部分装配传送带1带宽 =1000mm; Q - 250 t/h细颗粒煤收集及烟

48、气除尘部分.引风机、排放烟囱旋风除尘器1型号 -2-3150;Q =100000-120000 Nm3/h;=3200, =13500mm; 总量 11.83 ，设计时确定现有 1 号传送带将煤运至配料间; Q= 250 吨/时露天储煤场提升机提升机磁选机磁选机22旋风除尘卸料装置1双向扇形闸门设计时确定袋滤器1型号 -1100; 总量 31.8 .Q - 120000m3/h 按煤气计算;尺寸, mm: 895543409180;袋滤器卸料装置滤器配套引风机，将废气排放至大气2(包括1 台后备)型号 182 (-20)Q - 150000 Nm3/h ( 140000 Nm3/h);压力 2

49、000-3000 P (2500-3500 P)N-220 (200 )；重量：16.8加湿制粒器1-2设计时确定数量和型号至排放烟囱的废气管道 1200 mm设计时确定排放烟囱1高度 40 m设计时确定从1,2 焦炉烟道采集废气的管道2两个采集点，直径为 1200mm在设计时确定到调湿设备位置的废气管道直径为 1600mm在设计时确定废气输送管道隔热隔热层厚度 50 75mm在设计时确定从焦炉烟道到调湿设备位置为运送废气所用的压力风机2(包括1 台备用)Q:在 230达 130000 Nm3/h温度（最高）：300总压：1400mmH2O功率：1300 千瓦焦气燃烧室和混合室1-16 型；热

50、功率 3.5 兆瓦在设计时确定调湿机废气输送线路系统压缩风机助燃风机2(包括1 台备用)-13.5 型；Q:达 40000 Nm3/h总压：300mmH2O总重：850kg热功率 120 千瓦混料站改造后的粉碎机1对备煤车间 1 台粉碎机上进行改造工业水压缩空气蒸汽基础区段热载体供应管道系统氮气通讯系统1自动化系统消防系统控制系统自动化仪表和自动化仪表（传感器）测温基本检测参数测煤气消耗23测煤气线路压力（负压）测煤料消耗（重量）煤料等级测量传感确定炉料水分（红外传感器）测系统中氧的含量*此设备的安装必须在设计时确定4.94.9 煤调湿设备和大颗粒分选破碎系统技术参数煤调湿设备和大颗粒分选破碎

51、系统技术参数指数单位数值备注.原始数据1煤原始湿度%152通过 1、2 号焦炉废气调湿后煤的湿度%10.50.5补充热能后焦炉废气的调湿效果.调湿设备生产能力1湿煤(Mt-15.0%)t/h250.02干煤(Mt-0.0%)t/h212.53调湿后的煤(Mt-10.50.5%)t/h237.41.3设备中具有 1 干燥筒直径 3.5m长 22m4设备工作时间h/d12-18现场条件.煤的消耗1湿煤(Mt-15,0%)104 t/a 130.0365 天.能源消耗1工业用水调湿设备工作消耗用于风机、引风机传动装置冷却循环m3/h8压力 0.4MPa紧急情况m3/h10压力 0.4MPa润尘m3/

52、h6定期地；压力 0.4MPa清洗m3/h3定期的；压力 0.4MPa平均消耗m3/h6.8压力 0.4MPa最大输送能力m3/h20压力 0.4MPa2饮用水m3/h1.0压力 0.3MPa3日常用水m3/h0.8压力 0.3MPa4电能4.1调湿部分kW 1950风机、引风机kW1640设备功率无备用（见 6.2）干燥筒kW250设备功率年消耗106 kWh 12.8最大值（每天工作 18 小时）4.2分选破碎部分kW 640破碎机kW630破碎机正常功率年消耗106 kWh 4.2最大值（每天工作 18 小时）4.3破碎与调湿部分总和106 kWh 17.0最大值（每天工作 18 小时）

53、4.4混合部分kW现有破碎机传动功率245压缩空气m3/h35应明确规定；0.4-0.6MPa6氮气m3/h150应明确规定；0.6-0.7MPa7蒸汽（必要时）t/h0.2-0.4定期地；压力 0.4-0.6MPa.人员 工人（倒班人员）人20三班倒.规划（总方案）1占用土地面积m2 1200应明确规定；2新传送带长度m 40应明确规定；4.104.10 载能体设计要求载能体设计要求9.1 动力供应管道系统需在设计时确定调湿设备区独立的工艺生产线：供水线，压缩空气和氮气，应该具有必要的传输能力，并确保以下消耗。9.1.1 工业用水普遍参数：压力为 0.3 0.4 兆帕。1）风机传动装置冷却循

54、环水 200 升/分钟;2）突发事故（消防水管） 250 升/分钟;3）场地清理 70 升/分钟。9.1.2 饮用水 16 升/分钟，压力为 0.3 兆帕9.1.3 日常生活用水 13 升/分钟，压力为 0.3 兆帕9.1.4 压缩空气1）袋滤器（吹尘） 26 m3 /h，压力为 0.4 0.5 兆帕；2) 储煤罐内的气动陷落系统（周期性工作）和确保其运转的控制气动阀：6 8 m3/小时，压力为 0.5 0.6 兆帕；3) 确保仪表（仪表自动化）正常运转：1 3 m3 /小时，压力为 0.6 兆帕。用于仪表的压缩空气的质量要求：在冷凝温度为-20下的湿度，油的含量25不高于 1 毫克/ m3，

55、硬杂质的尺寸不高于 1 微米。9.1.5 氮参数：氮气含量（氮）99.98%，压力为 0.60.7 兆帕1）袋滤器(用于送风) 75 m3 /小时;2）调湿设备 75 m3 /小时;3）突发事故 2500 3000 m3 /小时（用于调湿设备）9.1.6 蒸汽灭火系统所用蒸汽（突发事故）1000 1500 m3 /小时参数：温度为 210 215，压力为 0.4 0.6 兆帕9.2 电力供应系统（电力消耗）9.2.1 消耗（负载形式）包括：带可控硅变流器的交流电电机，照明用电，仪表自动化设备，自动控制操作系统，事故供给。9.2.2 电力供应源头现有或者新建（补充）的 6 千伏（10 千伏）变电

56、站。9.2.3 电力供应的必要参数1）交流电系统（电源变压器，电机）高压电 3 相 6 千伏（或者 10 千伏）50 赫兹工作电压 3 相 380 伏 50 赫兹 电机工作电压 1 相 220 伏 50 赫兹 照明2）直流电系统（仪表，事故照明）低压 24 伏低压9.2.4 负载参数：1）设备总功率2590 千瓦；2）调湿设备1950 千瓦，其中包括 4 个供给大于 6 千伏（或者是 10 千伏）的电机（3 个风机，1 个调湿滚筒） ；263）分选和破碎区设备640 千瓦，其中包括供给大于 6 千伏（或者是 3 千伏）的粉碎机电机；4) 年度消耗的电能为 17.0106 千瓦时（365 天按每

57、天 18 小时算） 。9.2.5 电能传输设备1）总和为 6 千伏（或者是 10 千伏）变电所：高压电柜，变压器，调相机（同步补偿机） ，直流电取得设备。2）电缆和仪表自动化：电缆的性能应符合工艺参数和调湿设备辅助设备的参数，产品类型和所需量在设计时确定。十一. 自动化、通讯和仪表自动化的设计要求1 按规定对所有的设备进行局部和中央远程控制（设备操作员的控制台）任何机器出事故时，系统闭塞装置与前面装置会自动断开，当抽风及排风系统不运行装置是不可能启动的。在斜槽阻塞，传送机皮带断裂，脱轨时，线路自动停止。配煤车间的远程控制系统和闭塞系统也采用经过全面检测的控制系统和自动化系统。2 按规定设立调度

58、电话，生产对讲机通讯，警报信号装置。3 为了实现操作检测和工艺过程的最优控制，按规定：安装传感器和设备运行检测仪表（电机开启，电机负载，料量） ，信息反映工具，确保对工艺过程和自动化的必要控制方法，对检测仪表，控制工具，信息反映工具（局部和中央控制）配备护板和控制台。4 参数检测与检测对象温度：热载体（废气） ，冷却水（入口，出口） ，在工艺设备中的干燥剂（入口，出口） ；消耗：煤料（总共的和按批次流量） ，热载体，水，压缩空气，蒸汽，氮；压力（负压）：采集废气系统处和气煤流系统处(在调湿设备内部)；27湿度：煤料（调湿前后） ；储煤罐内炉料等级；氧气含量：废气中（调湿设备入口） ，排出的热载

59、体(在调湿以后，袋滤器前后)；其他：根据技术条件；监控装置（遥感器）：通过遥控器对传送系统、基础自动装置，基础设备的控制信息输出到显示器上。 （监控器设置点需确认） 。4.114.11 自动化控制启动工作简短顺序自动化控制启动工作简短顺序自动工作状态（调湿控制） ，监控和调整成套复联转换联系 自动控制互联模块-干燥筒内的调湿控制过程1.设备开始工作前必须了解每小时要求的产量和原煤湿度（这个参数可能在设备工作过程中有变化）1.1 根据要求的产量（在控制计量器模块中将给定的和实际产量的信号进行对比） ，从控制台给出原煤要求的产量。在启动给料皮带后根据在其上的水分测试仪确认原煤的湿度（将数值传到控制

60、台并将信号传到自控系统） 。同样在控制台显示从干燥筒出来的煤的最终湿度。在输入数值后（原煤流量，进口和出口湿度）自动确定进入干燥筒的气体温度（此数据根据关系图确定，输入到自控模块中并在控制台显示）根据已选定温度，控制模块自动输出信号：高气、焦气消耗量（见关系图）热风炉空气消耗量（计算中包含了空气损失）焦炉废气消耗量（正常工作制度下，启动时 50000m，到 90000m）1.2 当煤最终湿度的给定值和实际值（在干燥筒后用水分测试仪测量并将28信号反馈给控制台）的差值大于 0.2%时，给控制台输入信号，通过改变高气消耗量来自动调整进入干燥筒气体的温度。1.3 干燥筒出风口气体温度（温差电偶的输入