煤调湿技术在焦化生产中的应用

煤调湿技术在焦化生产中的应用

韶钢位于中国华南。它是典型的亚热带季风气候，全年炎热多雨。韶钢焦化采用干熄焦技术,焦炭的显热得到较大的回收利用,但由于多雨天气配煤长年露天堆放,使得配煤中的水分居高不下,有时高达13%以上,过高的含水量不仅严重浪费了煤气资源,降低了焦炉的生产能力和稳定性,同时还增加了炼焦能耗,对炭化室墙面也有腐蚀,严重影响到焦炉使用寿命。1煤粉烟气气的回收利用是煤气流场的主要采用煤调湿技术(CMC)利用焦化生产中的余热对配煤中的水分进行调整,使其降到目标值。目前,CMC在美国、德国、法国、日本等国家都得到广泛应用,其中日本最为先进,处于世界领先水平第3代CMC系统主要由加料器、流化床干燥器、热风炉、风机、除尘器等组成。湿煤粉通过加料器直接送入流化床干燥器内。从焦炉出来的焦炉烟道废气在热风炉中与空气充分接触燃烧产生高温烟气,高温烟气在流化床干燥器内对湿煤进行加热脱水,使其水分含量控制在6%,换热后夹带少量煤粉的烟气被引风机抽吸到除尘器内进行气固分离。分离下来的粉尘与从流化床干燥后的煤粉混合送入炼焦工段,直接作为炼焦用煤。2延长焦炉炉体质量1)提高焦炉生产能力。采用CMC后,煤的堆密度增大,装煤量增加,结焦时间缩短,从而提高了焦炭产量。2)减少炼焦耗热量。采用CMC后,有一部分水分不进入炉体,减少了水分挥发带走的热量,焦炉耗热量大幅度减少。3)降低用煤成本,可多配弱黏煤。在焦炭质量不变的情况下,可多配8%~10%弱黏煤。4)延长焦炉使用寿命。CMC技术能很好地控制入炉煤的水分,保证焦炉加热稳定,对炉体起到了很好的保护作用。5)减少剩余氨水处理量。通常情况下,配煤水分降低4%~5%可使剩余氨水量减少约1/3。6)提高化工产品质量。配煤水分降低后,焦炭的生产能力得到提高,同时焦油中的芳香烃含量也相应增加,化工产品质量有所提高。3可行性和经济效益3.1焦炉烟道气余热风选调湿风选系统韶钢焦化厂现有2×55孔JN43-02焦炉及配套备煤、煤气净化、公辅设施和2×55孔JN60-6F焦炉及配套备煤、煤气净化、公辅设施等2条工艺生产线。其中,2×55孔JN60-6F焦炉为2008年新建的110万t/a焦化工程,并配套建设1套JNG90-2型140t/h干熄焦装置(在建),备用新型湿法熄焦。采用流化床风选调湿器,利用焦炉烟道气或焦(高)炉煤气等燃烧后烟气为热载体,对配合后炼焦煤料进行风选调湿处理。该工艺的特点是:工艺流程短,设备少,结构简单,投资省,操作成本低,便于检修,占地面积小;煤料与烟道废气直接换热,效率高;由于入炉煤的水分保持一定,因此对焦炉的稳定操作、保护炉体、延长焦炉的使用寿命方面非常有利3.2cmc技术的经济效益3.2.1降低84mj/t干煤根据相关文献数据得知,煤料含水量每降低1%,炼焦耗热量就降低62.0MJ/t(干煤)。采用CMC技术后,当煤料水分从10%下降至6%时,炼焦耗热量相当于节省了62.0×(10-6)=248MJ/t(干煤)。3.2.2焦炉数及产出焦炭量2)采用煤调湿工艺,通常煤水分每降低1%,干馏时间可以缩短14min左右,即实际结焦时间由18h缩短至大约17h,节约了1h。因此1座2×55孔6m焦炉采用煤调湿前全年出炉数为365×24×2×55/18=53533.3孔。采用煤调湿后,按每炉缩短1h计算,全年出炉数为: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计算,可多产出焦炭3149.1×20.8=65501t/a。两项合计共增加焦炭量为47377+65501=112878t,焦炭价格按照600元/t计算,1座6m焦炉全年由于采用煤调湿技术而增加的焦炭产值为:J=600×112878=6772.68万元。3.2.3节约高炉煤气节约的高炉煤气为调湿过程中减少的水分被蒸发汽化所需的热量Q,可分为两部分,一部分为水分从25℃加热到85℃所需的热量Q以1个炭化室装湿煤29t计算,调湿前后的水分相差29×4%=1.16t,所以:按全年出焦56682.4孔计算,节约的热量为2.939×10高炉煤气使用费的收取按照高炉煤气的流量乘以它的发热值,换算成热量单位GJ,每1GJ高炉煤气约6元,1座2×55孔6m的焦炉全年可节约高炉煤气成本为:J=1.666×103.2.4配弱黏煤炼焦在不影响焦炭质量的情况下,采用CMC后可以多用弱黏煤代替部分焦煤,目前,市场上这2种煤的差价约为90元/t,在焦炭质量不变的情况下,可多配弱黏煤8%~10%,1座年产110万t焦炭的焦炉年耗湿煤量约145万t,如果弱黏煤配比增加8%,每年产生的效益为1044万元。3.2.5节约蒸汽的回收配煤水分的降低可使剩余氨水量大大减少。通常情况下,入炉煤的水分降低约5%左右,可减少1/3的剩余氨水量。对于1座年产110万t的焦炉,可减少剩余氨水量约7.5万t/a,按照蒸氨消耗150kg/t蒸汽计算,可以节约蒸汽量约1.1256万t,折算人民币约140万元/a。另外,剩余氨水量和蒸氨用直接蒸汽量减少的同时,酚氰废水生物处理量也相应减少,可减少废水7.5万t,处理费用约100万元/a。因此,采用CMC工艺不仅大大节约能耗,降低生产成本,同时还减轻了废水处理装置的生产负荷,有效减少了环境污染4cmc技术的应用1)韶钢现有2×55孔JN60-6F焦炉及配套备煤、煤气净化、公辅设施能很好地满足第3代CMC要求。因此采用流化床风选调湿器,利用焦炉烟道气(或焦/高炉煤气等燃烧后烟气)为热载体,对配煤进行风选调湿处理,有利于节能环保,具有很好的推广价值。2)应用CMC技术时要注意的问题。首先,入炉煤水分降低,超细煤粉更容易漂浮在空气中,调湿后配煤在输送过程中散发的粉尘较比调湿前增加了1.5倍;其次,入炉煤水分降低,入炉配煤重