煤调湿技术的发展

煤调湿技术的发展

1煤调湿技术的原理在世界范围内，普遍重视节能环保的趋势下，煤炭配湿技术取得了很大进步，取得了良好的进步。煤调湿技术是基于煤干燥技术发展而来的量化炼焦煤水分的控制工艺,是将炼焦煤料在装炉前通过间接或者直接的换热方式去除一部分水分,使装炉煤水分含量稳定在6%左右,然后装炉炼焦。它有严格的水分控制措施,能确保入炉煤水分恒定。其发展过程和技术种类大致可以分为下述3种。1.1导热油、天然气调湿第一代煤调湿是采用以导热油为热载体、多管回转式干燥机为干燥设备的煤调湿技术,利用导热油回收焦炉烟道气的余热和焦炉上升管1.2蒸汽煤调湿第二代煤调湿工艺采用干熄焦蒸汽发电后的背压汽或工厂内的其他低压蒸汽作为热源,在多管回转式干燥机中,蒸汽对煤料间接加热干燥。日本JFE公司君津厂和福山厂于20世纪90年代率先实施蒸汽煤调湿,经过近20年的探索,这项技术已经相对成熟。目前,在日本运行的CMC绝大多数选用此类工艺。第二代煤调湿技术由于使用大量不饱和水蒸汽作为介质,换热效率高于使用导热油的第一代工艺;同时省却上升管的夹套换热器,相关的设备和流程更加简单,因此得到了广泛的应用。上述两代煤调湿工艺均使用多管回转干燥器,其自身对除尘设备的要求较低,但在后续煤料运输的各个结点需要加装相应的除尘设备。1.3利用煤调湿技术气力分级煤调湿工艺利用焦炉烟道热废气在流化床内对配合煤进行干燥、流化气力分级,将配合煤水分降低至6%,并通过流化作用将轻质、细颗粒煤直接分离炼焦,重质、粗颗粒煤进入粉碎机粉碎后炼焦,见图1。2007年投产的济钢煤调湿项目,在调整配合煤水分的同时,实现了气力分级,将配合煤分为>3mm和≤3mm的2种颗粒,能够减少焦炉加热用煤气消耗,通过气力分级能够降低粉碎机负荷,防止轻质、细颗粒易粉碎煤过度粉碎。气力分级煤调湿装置采用配合煤与烟道废气直接换热,效率高、流程短、设备少且结构简单。具有投资少、操作成本低,占地面积小等优点。随同废气携带出10%~30%的细煤粉,需要设置庞大的多级除尘设施,因此,在煤调湿的一些部位要考虑设置有氧监测仪,控制氧含量低于12%1.4不同送湿技术的比较不同煤调湿工艺的对比参数见表1。2一些煤调节技术的过程2.1煤调湿机制备重钢流程存在的问题第一代和第二代煤调湿技术都使用多管回转式干燥机工艺,先后应用于重钢这种流程存在的主要问题是配合煤与热源进行间接换热,导致热量的利用率低,而且设备庞大,操作环节多,投资较高。2.2焦炉烟道废气的调湿气力分级煤调湿工艺在早期并不具有煤料分级的功能,随着后期的技术完善才实现了针对不同颗粒煤料的气力分级。1996年第三代煤调湿装置在日本北海制铁室兰厂5干燥用的热源采用焦炉烟道废气,温度为180~230℃。抽风机抽吸焦炉烟道废气,送往流化床干燥机。水分为10%左右的煤料由配煤槽经粉碎机粉碎后送往流化床干燥机,煤料在流化床上向前移动,从流化床下方进入的热风直接与煤料接触,对煤料进行加热干燥,使煤料水分降至6.6%室兰厂的生产实践证明,焦炉满负荷生产时,烟道废气量足够,其温度也较高,可以达到295℃,完全满足煤调湿的需要。该工艺流程有效地利用了烟道废气的热量,而且由于是直接换热,传热效率较高。2.3煤塔调湿煤的粉碎处理煤炭的气力分级技术已经在煤炭领域成功实施,现今这一技术被移植到焦化领域,将气力分级的介质由空气变为焦炉烟道废气,从而实现了炼焦煤的气力分级和调湿一体化。调湿后将煤分为≤3mm和>3mm2个粒级,其中粒度≤3mm的调湿煤从振动流化床气力分级调湿装置的小颗粒收集装置排出,由带式输送机运至煤塔;粒度>3mm的调湿煤从振动流化床气力分级调湿机排出并送至粉碎机室进行粉碎处理,见图4。对调湿煤根据不同颗粒大小进行气力分级之后,只对粒度>3mm的调湿煤进行粉碎,可以保证装炉煤的粒度均匀;而粒度≤3mm的调湿煤不会被过度粉碎而降低煤料的黏结性。同时在煤塔前增设混合机,粒度>3mm的调湿煤粉碎处理后与≤3mm的调湿煤进行混合,由带式输送机运至煤塔。这一工艺流程已经在多个钢铁企业焦化项目中进行可行性研究。2.4调湿煤料的粉碎处理气力分级煤调湿的优点是煤料和烟道废气直接换热,传热效率高。与此同时也造成部分粒度较小的煤料随着烟道废气流失,进入除尘装置,造成扬尘,对环境污染较大。济钢煤调湿项目针对这一问题提出了改进方案,见图5。煤料经过气力分级调湿后分成3种粒度,粒度>3mm的调湿煤送至粉碎机室进行粉碎处理,粒度在0.5~3mm的调湿煤不进行粉碎,两者分别由带式输送机运至煤塔。对于粒度<0.5mm的煤料,这部分主要来源于换热后的烟道废气带走的煤粉,需要进行工艺除尘。经由除尘器捕集、再通过布袋除尘器捕集,捕集后的粒度<0.5mm煤粉直接成型压球经皮带机送往煤塔。3煤调湿的合理应用1)采用煤调湿技术后,为了确保24h连续生产,需要在煤调湿装置前增设缓冲槽。2)对于气力分级煤调湿装置,粒度大的煤料送去粉碎,并增加混合机,将不同粒度的煤料混合确保装炉煤的均匀性。3)根据工程场地的大小来选择不同的煤调湿工艺,一、二代煤调湿技术要求场地面积较大,而气力分级煤调湿占地面积较小。4)气