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文檔簡介

1、干熄焦在生產過程中會產生大量的顆粒污染物(主要是焦粉),焦化廠的除塵灰將近90%都來自干熄焦除塵,干熄焦除塵灰是焦化除塵灰的主要組成部分。為了減少揚塵以及符合大氣污染物的排放標準,必須對含塵氣體進行凈化處理。干熄焦凈化除塵系統包括為保護鍋爐、除塵風機而設計的一、二次除塵即工藝除塵和為收集干熄爐頂(高溫煙氣)、排出裝置、皮帶、循環風機后放散等處的粉塵的環境除塵。其中經過一次除塵器分離出的粗顆粒焦粉進入一次除塵器的水冷套管冷卻,水冷套管上部設有料位計,焦粉到達該料位后水冷套管下部的排灰格式閥啟動將焦粉排出至灰斗。從一次除塵器出來的循環氣體含量約為10-12g/m3,流經鍋爐換熱后,進入二次除塵器進

2、一步除去細顆粒焦粉。從二次除塵器出來的循環氣體含塵量不大于1g/m3o另外除塵地面站通過除塵風機產生的吸力將干熄焦爐爐頂裝焦處、爐頂放散閥、預存段壓力調節閥放散口等處產生的高溫煙氣導入管式冷卻器冷卻;將干熄爐底部排焦部位、爐前焦庫及各皮帶轉運點等處產生的高濃度的低溫粉塵導入百葉式預除塵器進行粗分離處理;兩部分煙氣在管式冷卻器和百葉式預除塵器出口處混合,然后導入布袋式除塵器凈化,最后以粉塵質量濃度低于100mg/m3的煙氣經煙囪排入大氣。2.2.3干熄焦灰的性質干熄焦除塵灰收集的主要是經過一次除塵、二次除塵和環境除塵得到大量顆粒很小的焦炭,除塵粉是外觀為灰黑色的直徑小于3mm的顆粒。其主要成分為

3、固定碳,還含有一些雜質,如SiO2、CaO、MgO、AI2O3等。其中一次除塵為粗除塵,故其粒級較大,二次除塵粒級較小,由于干熄焦環境除塵主要用于控制和收集干熄焦在裝焦、排焦過程以及焦炭在轉運過程中散發的粉塵,故其粒度最細。通過工業分析發現,干熄焦除塵灰水分含量極低,固定碳含量高,一般在80%以上,還具有揮發分低及含硫量低等特點。由于干熄焦除塵灰本質上為顆粒很小的焦炭,而焦炭是煤經過高溫干儲后的產物,高溫干儲的過程中,煤的揮發分不斷析出,由于煤的結焦性而不斷收縮,結構變得更加致密,因此干熄焦除塵灰的硬度比原煤大。一般焦炭的抗碎強度比原煤大很多,這表明焦炭的可磨性要低于原煤。隨著干熄焦技術的普遍

4、應用,由此產生大量的干熄焦除塵灰,主要包括一次除塵、二次除塵和環境除塵,相關資料表明:焦化廠產生的焦化除塵灰大約占到焦炭產量的4%44o從工業分析的角度對比,干熄焦除塵灰的組成性質與無煙煤非常相似,都具有固定碳含量高、揮發分低及含硫量低等特點。如果不加合理利用,不僅浪費了寶貴的能源,而且還會對環境造成嚴重污染。因此對于如何高效利用干熄焦除塵灰,發揮其最大效益,成為科研工作者必須要解決的問題。目前對于如何利用干熄焦除塵灰,主要有四種方法,即用于燒結、回配煉焦、制備活性炭和用于高爐噴吹。(1)用于燒結一些鋼鐵廠將除塵灰用于燒結,取代部分焦粉或無煙煤。而除塵焦灰實質上是一種粒度極細的焦粉,從取樣分析

5、看出,小于3mm的粒級達到90%左右。在燒結混合料中以內滾和外滾兩種形式粘附于燒結料顆粒的表面,焦灰粒度細,親水性差,一部分與小顆粒料混合參與成球;一部分存在于氣流通道中。附著于燒結料顆粒表面的焦灰,燃燒后為燒結礦液相生產提供熱量,但是由于其粒度細,灰份含量高,熱值偏低,造成其燃燒強度低于正常焦粉燃燒強度;同時有一部分被通過氣孔的氣流抽走,造成燃耗的升高450因此只能將焦化廠產生的較大顆粒的除塵灰用于燒結,這樣一來不僅不能實現除塵灰的高價值利用,而且在篩分過程會造成二次揚塵。(2)用于回配煉焦在配合煤中添加焦粉可以減少相鄰半焦層間的收縮差,從而減少焦炭的裂紋,提高焦炭的強度;焦粉回配煉焦工藝在

6、保證焦炭質量的同時,達到了能源二次利用的目的。因此很多焦化廠提出了焦化除塵灰替代部分瘦煤回配煉焦的想法,并做了大量的試驗。濟鋼將干熄焦二次除塵焦粉作為瘦化劑,焦油渣作為黏結劑,按1%的比例回配到煉焦煤中,所產焦炭質量保持穩定,在節約煤源、增加焦炭產量等方面產生了一定效益46-47。神華烏海能源有限公司、太原煤炭氣化有限責任公司以及兗礦國際焦化有限公司等企業成功地采用了焦化除塵灰回配煉焦技術48-49。但由于焦粉基本無熔融狀態、無粘結性,添加到配合煤中主要起到骨架作用,會降低配合煤的粘結物總量。楊洪梅等認為配煤前必須保證焦粉粒度0.2mm的占70%以上,而且越細越好50。其實驗結果表明焦粉粒度在

7、1-1.5mm之間可以成焦,但焦炭強度低,1.5mm以上時焦炭強度急劇降低,焦粉產生副作用很大。而焦化除塵灰實際粒度組成并不滿足回配煉焦對焦粉的粒度要求。可見焦粉粒度對回配煉焦焦炭質量影響較大,必須對其粒度組成嚴格控制。焦粉回配煉焦必須滿足三個條件:一是配合煤的粘結性要有富余,G、Y值足夠高;二是焦粉的添加量要適中,一般僅在1%左右;三是焦粉的粒度要盡量小叫由于干熄焦除塵灰基本無粘結性,對配煤的選擇要求更高;添加比例僅在1%左右,不能及時有效消耗產生的除塵灰;粒度分布不能滿足回配煉焦的要求。由此可知干熄焦除塵灰用于回配煉焦并不能很好的效果。(3)用于制焦化除塵灰基活性炭焦化除塵灰的物化性質與焦

8、炭相近,與石油焦一樣符合制備活性炭所用材料的要求,是一種優良的生產活性炭的原料。歐陽曙光等52采用焦化除塵灰為原料,分別用水蒸氣和KOH為活化劑制備焦化除塵灰基活性炭,并對所制的活性炭進行碘吸附值BET比表面積、孔徑分布以及表面形貌測試,并取得一定成果,但目前只限于實驗室研究階段,并且不能及時大量利用干熄焦除塵灰,這一工藝需要進一步研究。(4)用于高爐噴吹從工業分析可知,干熄焦除塵灰的性質與無煙煤非常相似,二者都具有固定碳含量高、揮發分低及含硫量低等特點。固定碳含量高是煤粉發熱量高的必要條件,而發熱量的高低是衡量煤粉是否適合高爐噴吹的重要條件,只有發熱量高的煤粉才能更大限度的降低焦比,為高爐生

9、產提供足夠的熱量。基于以上的考慮,國內的部分鋼鐵企業提出了干熄焦除塵灰代替一定比例的無煙煤用來高爐噴吹的設想:一方面,干熄焦除塵灰本來就是焦化廠的廢棄物,如果能夠加以利用,可以大幅度降低干熄焦除塵灰長期堆積對環境造成污染的程度;另一方面,由于適合噴吹的無煙煤資源緊張,如果能用干熄焦除塵灰代替部分無煙煤進行高爐噴吹,可以緩解鋼鐵企業噴煤量的需求不斷增加與適合噴吹的無煙煤資源有限的矛盾,對我國的煤炭資源的合理利用有非常重要的意義;最后,由于干熄焦除塵灰相對于高爐噴吹用的無煙煤有明顯的價格優勢,干熄焦灰廣泛應用于高爐噴吹后,可以為鋼鐵企業帶來巨大的經濟效益53。國內有少數鋼鐵廠已經開始應用干熄焦除塵灰進行高爐噴吹。本鋼在2008年12月開始用干熄焦除塵灰代替部分無煙煤進行高爐噴吹,本鋼每月收集干熄焦除塵灰約1200噸,這些干熄焦除塵灰全部用來高爐噴吹,每年節約無煙煤約15000噸。馬鋼焦化公司2010年1月開始采用干熄焦除塵灰高爐噴吹,直到2012年6月兩年半的時間里,創造的直接經濟效益約26

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