焦炉锅炉气余热调湿技术的开发与应用

焦炉锅炉气余热调湿技术的开发与应用

云南煤炭行业有限公司（以下简称云煤能源公司）是昆明钢铁有限公司的子公司，从事着各种各样的焦化厂生产。公司下辖的昆明焦化制气有限公司(以下简称昆焦公司)、师宗煤焦化工有限公司(以下简称师宗公司),在实际炼焦生产过程中,均存在因配煤水分高而导致的煤饼强度以及稳定性差、剥蚀量大、易坍塌、煤饼捣固成型困难等问题,极大地影响了焦炉的正常生产,限制了焦炉的达产运行,因此,急需采取措施,控制炼焦装炉煤水分,来稳定焦炉生产。近几年我国煤调湿技术得到快速发展,自2005年起,宝钢、太钢和攀钢自主研发建设了多管回转式干燥煤调湿装置;济钢研发了气流床煤调湿装置已投产;中冶焦耐开发了振动式流化床煤调湿装置。云煤能源公司吸取以上煤调湿工艺的技术优点,在昆焦公司煤调湿装置上采用“焦炉烟道废气-流化床”、师宗公司煤调湿装置上采用“焦炉烟道废气-滚筒干燥机”相结合的工艺,成为国内第一家以焦炉煤气加热焦炉烟道废气为煤调湿热源及动力源的焦化企业。1循环废气引风机发电昆焦公司“焦炉烟道废气-流化床”相结合的煤调湿工艺流程示意图如图1所示。230℃~260℃的焦炉烟道废气自焦炉烟囱底部的总烟道,经烟道废气引风机引出后,通过管道送至煤调湿主装置下部,从管道两侧分别引出3根支管进入调湿主装置。烟道废气引风机设置变频电机调节风量。烟道废气在调湿主装置内形成煤料流化层,带出部分煤料水分,并将煤料分级分离后,温度约70℃的烟道废气从设备顶部进入布袋除尘器除尘,而后由除尘风机排入大气。为避免煤料在分级阶段过分干燥,并降低进入布袋除尘器的废气温度,从布袋除尘器后分出温度约70℃的烟道废气,经循环废气引风机送至调湿主装置,供分级段使用。调湿主装置流化床分级后的细煤粒通过螺旋给料机的收集,最终与粉碎机破碎后的粗煤粒一起运至煤塔。主要技术参数:湿煤最大处理能力为180t/h,平时160t/h;处理前水分11.0%~14.5%,年平均水分12.8%。煤调湿主装置进口参数:废气流量65000m项目投资约3000万元,2009年7月动工建设,12月试生产,2010年1月转入正常生产运行。2煤调湿主装置师宗公司“焦炉烟道废气-滚筒干燥机”相结合的煤调湿工艺流程示意图如图2所示。图中实线表示气流流动方向,虚线表示物料流动方向。煤调湿系统来料经入料胶带运输机导入滚筒干燥机,在此煤料与热气流充分接触、进行热交换,含煤尘蒸汽经除尘系统处理后,合格的废气经引风机排到大气中,调湿后的煤料经出料皮带导入下一工序。当配合煤水分≤14%时,仅使用焦炉烟道废气热量调湿配合煤水分。其工艺为由一次除尘器收集下来的焦炉烟道气,通过烟道气引风机从焦炉总烟道抽取,经混风炉送入滚筒干燥机。在雨季,当配合煤水分>14%时,由热风炉补充部分热风,以确保调湿干燥效果。补充部分热风来自煤气燃气炉,在混风炉与焦炉烟道废气混合,进入滚筒干燥机加热湿煤,蒸发吸收水分,废气经一次除尘器进行煤粉回收,初步净化后的气体由引风机通过风管送至脉冲袋式除尘器,细煤粉经螺旋输送机和星型排料器阀送到出料刮板输送机掺入干后产品,回原输送系统。主要技术参数:湿煤最大处理能力为300t/h,平时260t/h;处理前水分13.0%~22.0%,年平均水分14.5%。煤调湿主装置进口参数:废气流量72000m项目投资约3800万元,2011年1月动工建设,5月试生产,2011年8月转入正常生产运行。上述两套煤调湿装置,均用于捣固焦炉配套生产,因此煤调湿系统工艺除尘收集的煤粉不进成型机,直接进入成品煤及煤塔。3捣固焦炉引风机上述两套装置与国内外已有的煤调湿装置相比,具有以下特点:(1)装置充分利用焦炉煤气为燃料的焦炉烟道废气为热源,热交换充分,节能效果明显。调湿后水分符合捣固焦炉配煤技术要求,有利于捣固煤饼成型,可提高捣固焦炉作业效率。(2)对处理前的煤料水分无特别要求,可以处理水分为14.5%左右的煤,既适用于对入炉煤水分要求为10%的捣固焦炉生产要求,也适用于顶装焦炉生产要求。(3)除关键设备废气引风机从日本引进外,全部采用国产技术和设备,不仅投资省、工艺简单,而且装置运行稳定,促进了国产煤调湿技术的提高。(4)使用两级除尘装置,除尘效果好,粉尘质量浓度控制在50mg/m(5)相对于其他技术而言,由于煤调湿水分范围更宽,可节约能耗、减少污水处理量。4应用效果4.1煤水分运移能力2011年昆焦公司煤调湿装置运行统计数据见表1。由表1可以看出,煤调湿装置运行期间,在湿煤平均处理能力为168.4t/h时,配合煤水分由调湿前平均为13.33%降至调湿后的11.53%,煤水分平均下降1.8%。昆焦公司4.3m捣固焦炉在采用该煤调湿技术后,年减少回炉煤气用量1212×104.2入料煤水分降至因煤库存低,师宗公司炼焦配煤收用煤场底部煤,导致部分原料煤水分过高,通过煤调湿装置处理后,入料煤水分可由15%降至10%左右(详见表2)。炼焦耗热量也有改观,师宗公司1师宗公司5.5m捣固焦炉应用该煤调湿技术后,有效控制了煤饼坍塌率,调湿后装炉煤水分平均降低4.5%,煤水分可有效控制在约10%,年减少回炉煤气用量4187×105节能型区域颗粒煤调湿昆焦公司焦炉烟道废气-流化床装置是国内第一套完全以焦炉煤