精煤調濕技術在焦爐生產中的應用

云南大成焦有限公司生產200萬噸干、整噸干、焦心焦，于2007年11月竣工。多年的生產運行表明,外購精煤水分較高(14%~17%),且露天儲存,尤其在雨季,煉焦配合煤水分偏高,造成搗固煤餅塌餅頻繁,焦爐減產,回爐煤氣量上升,增加了蒸氨廢水量及污水處理量,嚴重影響了焦爐的正常生產及煤氣管網壓力的穩定。目前一般通過外購部分低硫的優質原煤配入,將配合煤水分控制在12%左右,基本滿足煉焦要求,但增加了配煤成本。該公司決定建設270萬t/a精煤調濕裝置(2×200t/h),利用焦爐煙道的高溫廢氣和混合煤氣(甲醇弛放氣變壓吸附裝置的順放氣和富碳氣及部分焦爐煤氣)燃燒產生的高溫煙氣作為熱載體對入爐煤料預先干燥、脫水,從而控制煉焦耗熱量,改善焦爐操作,提高焦炭質量。1焦爐煙道氣旁路演變目前國內煤調濕工藝主要有3種:多管回轉式干燥機、流化床干燥機和回轉滾筒干燥機,工藝特點比較見表1。通過對以上3種工藝的綜合分析與評價,發現搗固煉焦洗精煤的干燥采用回轉滾筒干燥機的煤調濕工藝比較合適,方框流程見圖1。精煤調濕熱介質優先利用焦爐煙道氣余熱,當雨季煤料水分太大、熱量不足時,再將混合煤氣通過熱風爐補燃,調節供熱量。干燥系統設煙道氣旁路排空裝置,在煤調濕系統出現故障停止運行時,快速轉換煙道氣直接排空,一則保證焦爐穩定運行,降低煙氣通過烘干系統時的電耗,二則保護烘干系統免受高溫煙道氣的損害,降低布袋除塵器耐溫級別,從而降低造價。精煤調濕技術的經濟效益見表2。2旋轉滾軸的選集和計算1蒸發強度根據蒸發強度進行選擇滾筒干燥機的產量通常是按單位容積蒸發水量指標進行計算。公式如下:式中:G為干燥機的產量(按含有初水分W2蒸發單位容積的確定從式(1)可知,只要確定洗精煤在烘干過程中的單位容積蒸發強度,就可以進行烘干機的容積計算。而單位容積蒸發強度的確定,不僅與所烘干物料介質有關,還取決于烘干機的型式、物料的物理性質、顆粒的大小、水分類型、初始和最終水分含量、熱介質溫度等。總結國內外鋼鐵廠的洗精煤烘干實踐,當初水分16%、終水分10%時,單位容積蒸發強度選58%~63%kg水/(m31玄茨氣體直徑的確定干燥機筒體直徑可根據煙氣的最大流量Ws干燥機筒體直徑:D=[4Ws式中:ν綜上所述,干燥機筒體直徑選5m,根據蒸發容積238m3焦爐煙道氣調濕風壓試驗該項目在2011年初暫停實施,但2010年底昆鋼師宗煉焦廠建成了1套煤調濕裝置,這2個項目的干燥系統設計選型、主設備供應商、運行工況等都基本一致,以師宗項目的試運情況考核這套煤調濕裝置的性能指標。該裝置第1次調試數據記錄見表3。存在以下問題:1)尾氣溫度過低(設計為80℃),在除塵器內形成大量冷凝水,緊急停止進煤,持續通焦爐煙道氣來烘干除塵器布袋中的水分。2)熱風爐補燃裝置未啟動,2號焦爐煙道氣混合溫度大幅低于設計值,經檢查發現,2號焦爐工況不正常,煙氣溫度為110℃。3)設計入煤量為200t/h,調試中最大進煤量150t/h左右,經停機檢查發現,干燥機下料不暢,下料管局部有掛煤現象。采取加大下料管下傾角度,并把焊縫打磨光滑等措施予以解決。4)出煤水分偏低,說明熱交換太充分。對此割掉干燥筒內部分揚料板,減少換熱面積,并調整部分揚料板的傾斜角,加快煤在干燥筒里的推進速度。5)考慮到雨季洗精煤的含水量高達18%以上,可能導致干燥機尾氣溫度過低,損壞除塵器布袋,決定從進干燥機前的焦爐煙道引一路高溫煙氣到除塵器前作補熱用,必要時調整尾氣溫度。經過近2個月的整改,投入第2次調試運行,數據記錄見表3。第2次調試結果基本達到設計要求,各項參數均滿足煉焦生產的要求,通過3天的連續試生產,裝置運行穩定,出煤水分波動控制在設計范圍內,通過了性能考核驗收。目前,該套裝置運行穩定。4推廣優質低碳發