2010第四屆焦化年會論文集 (114)

2010年 6月 8日 11日 2010年第四屆全國焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會 47 無煙煤細(xì)粉碎方案的分析與選擇 陳 新 田 毅 (中化鎮(zhèn)江焦化有限公司 ， 212114) 【 摘 要 】 無煙煤由于具有低灰低硫的特點，對降低生產(chǎn)成本具有顯著的效果，但，由于其自身的特殊性， 必須要粉碎到一定的粒度，才能夠達(dá)到其所起到的作用。本文就這一方面進(jìn)行相關(guān)的分析。 【 關(guān)鍵詞 】 無煙煤 粉碎 細(xì)度 我公司所采購的超低灰寧夏汝萁溝（平羅）無煙煤（又稱太西煤）的灰份一般在 23（ %）、硫份一般在 %）、 揮發(fā)分： 8） 、分析水： 1%左右。該品種在鑄造焦的生產(chǎn)中對于降低焦炭的灰 份、硫份，降低生產(chǎn)成本起到非常明顯的作用，在一定程度上可以替代低硫低灰延遲粉的使用，在我公司的鑄造焦實際生產(chǎn)中已經(jīng)證明了這一點。 但是在目前工業(yè)化的生產(chǎn)中，由于平羅無煙煤品質(zhì)的特殊性（抗碎強(qiáng)度 8194%，可磨性 4054，屬于難磨碎類），在添加無煙煤后，配合料的粉碎細(xì)度難以達(dá)到工藝要求，既而對產(chǎn)品的內(nèi)、外在質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，影響到無煙煤在多范圍、多品質(zhì)焦炭生產(chǎn)過程中的大規(guī)模使用。 為此，就無煙煤的細(xì)粉碎工作進(jìn)行專門的攻關(guān)工作顯得非常迫切。 次樣的細(xì)度情況。 根據(jù)我公司的生產(chǎn)情 況，班次樣的細(xì)度情況如下： 序號 細(xì)度 備注 1 入無煙煤比例 2 入無煙煤比例 3 入無煙煤比例 4 入無煙煤比例 5 80 配入無煙煤比例 6 89 停用無煙煤 7 用無煙煤 8 91 停用無煙煤 實踐證明，在使用無煙煤時，配合料的細(xì)度不理想，停用后，細(xì)度明顯改觀。 驗室對輥破碎情況。 通過化驗室的對輥設(shè)備對水分 8%、粒度為 3無煙煤進(jìn)行了細(xì)粉碎性試驗，粉碎后的細(xì)度： 132%， 1 78%。粉碎后的料不成餅，松散性好。該試驗證明無煙煤在細(xì)粉碎的情況下，水分不超過8%時，不易結(jié)餅，利于破碎機(jī)的下料。從而為無煙煤不進(jìn)行烘干細(xì)粉碎提供了有價值的實踐參考。 據(jù)煤的粒度對焦炭質(zhì)量的影響的理論： 結(jié)性較差的或不黏結(jié)性的煤粒度 ，由于惰性組分比表面積增大，活性組分被過度的吸附，使膠質(zhì)層減薄，不利于黏結(jié)。 合煤的粒級在 的黏結(jié)指數(shù) G 值最高。 揮發(fā)份的弱粘煤或不粘煤，細(xì)粒度（ Y 值遠(yuǎn)大于粗粒度（ 1 Y 值。 配無煙煤的配合料粒度分布情況： 2010年第四屆全國焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會 2010年 6月 8日 11日 48 序號 3 31 據(jù)上述理論，結(jié)合目前的生產(chǎn)控制實際，確定：無煙煤的粉碎粒度主要控制在 1中 1 對物料的細(xì)破碎方式主要有：錘式破碎機(jī)、籠型粉碎機(jī)、對輥破碎機(jī)、棒磨機(jī)、低速磨粉機(jī)、中速磨粉機(jī)等。 逆 反擊錘式破碎機(jī)：適用于冶金、電力、礦山等行業(yè)破碎中硬（硬度 23）脆性的物料，如：焦煤、燃煤、小塊石灰石等。對煙煤系列物料的粉碎性能較好，一般破碎后 3分達(dá)到 8590%， 分達(dá)到 50%以上。對于硬度在 4 左右的無煙煤等物料的粉碎性能明顯下降。料的水分要求小于 12%。粉碎過程需配置除塵系統(tǒng)。 型粉碎機(jī)： 該機(jī)是以沖擊、研磨粉碎為工作原理，以兩相個相對轉(zhuǎn)動的鼠籠為工作部件，俗稱鼠籠粉碎機(jī)，以籠棒為沖擊研磨體，轉(zhuǎn)子相對轉(zhuǎn)速達(dá)到 3000 轉(zhuǎn) /分以上，而設(shè)備的運行卻非常平穩(wěn)。被粉碎物料進(jìn)入相對 運轉(zhuǎn)的籠圈內(nèi)，在高速旋轉(zhuǎn)離心力的作用下物料被研磨粉碎，所以粉碎物料粒度細(xì)而均勻，特別適合中性硬廢物料的粉碎。該廣范使用于礦山、建材、復(fù)混肥、無機(jī)化工等領(lǐng)域。 籠型粉碎機(jī)由兩個外緣帶鋼棒的籠輪組成，籠輪由各自的 電動機(jī) 帶動相向旋轉(zhuǎn)。煤料在兩個籠輪之間進(jìn)行粉碎。煤料從中部進(jìn)料口加入到籠輪內(nèi)時，被 離心力 甩到高速 運動 的鋼棒上，在半徑方向的 慣性 離心力和切線方向的鋼棒沖擊力的反復(fù)作用下，粉碎到要求的細(xì)度?；\型粉碎機(jī)適用于小型焦化廠。粉碎過程需配置除塵系統(tǒng)。其優(yōu)點是 :煤粉碎細(xì)度較細(xì)，粒度均勻，粉碎后煤中 米以下的煤粉含量低于 50%，對水分的適應(yīng)性強(qiáng)。缺點是生產(chǎn)能力低，耗電多，結(jié)構(gòu)笨重，維修工作量大。加工過程中的粉塵量大，需配備除塵系統(tǒng)。 輥破碎機(jī)： 對輥破碎機(jī)供選礦、化學(xué)、水泥、建筑材料等工業(yè)部門中碎和細(xì)碎各種中等硬度以下的礦石和巖石之用。 粉碎細(xì)度在 15 之間。該工業(yè)對水分有一定的要 求，一般在進(jìn)行細(xì)粉碎時，對物料要進(jìn)行烘干到 2%的水分以下。在水分超過 8%時，系統(tǒng)糊料現(xiàn)象嚴(yán)重，對生產(chǎn)運行影響較大。在物料水分達(dá)到5%左右時，粉碎過程粉塵較少，可不配置除塵系統(tǒng)。 磨機(jī)： 其工作原理：物料由加料器連續(xù)輸入到機(jī)內(nèi)，由攪拌棒攪動機(jī)內(nèi)的介質(zhì)和物料，使介質(zhì)之間產(chǎn)生摩擦和沖擊達(dá)到物料被粉碎的目的。對物料粉碎后的粒度要求較高時，被粉碎的物料需經(jīng)過分級機(jī)分級，粗粒返回繼續(xù)再磨，細(xì)粉由收集系統(tǒng)收集，從而達(dá)到實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)生產(chǎn)。 采用可控進(jìn)出料棒磨機(jī)技術(shù)，結(jié)合實際用戶的研磨物料配用合適的研磨體，一改傳統(tǒng) 球磨機(jī)的面接觸為線接觸，出料粒度更為均勻、產(chǎn)量更高 ,適用于不同硬度（莫氏硬度 2）的物料。對低硬度的物料粉碎效果更為顯著。 出料細(xì)度可調(diào) 通過簡單的調(diào)整即可改變出料的粒度，內(nèi)置細(xì)度控制裝置 ,出料可加篩分裝置，兩道把關(guān)，確保既不產(chǎn)生過磨又不會使不合格產(chǎn)品混入成品。 棒磨機(jī)的粉碎細(xì)度可控制在 2間。可以通過調(diào)整，使物料的細(xì)度在 間的比例達(dá)到 70%左右。 棒磨機(jī)的運行方式分為三種：濕式磨、干式磨、潤式磨。 濕式磨棒磨機(jī)有時也稱為棒磨制沙機(jī)，一般由于制沙行業(yè)。在運轉(zhuǎn)時，在進(jìn) 料口加水進(jìn)行物料的磨碎。該法加工能力大。 干式磨棒磨機(jī)的運行方式同球磨機(jī)的運行方式基本一致。在物料進(jìn)行磨碎的過程中通入熱風(fēng)對物料進(jìn)行烘干，出料粒度通過風(fēng)選控制器來完成，最終成品經(jīng)布袋除塵后進(jìn)入料倉。該種加工運行方式一般不采用。 潤式磨棒磨機(jī)是指在物料的磨碎過程中不加水，亦不用烘干，直接將物料進(jìn)行磨碎的加工方式。對物料的水分有一定的要求，一般要求物料水分控制在 10%以內(nèi)。該法的出料方式一般采取周邊出料的方式，在對物料的細(xì)度要求高時，亦可用中心出料的方式。在中心出料時，進(jìn)料與出料口均要設(shè)計成強(qiáng)制給出料的螺旋機(jī)構(gòu) ，以保證加工能力。 2010年 6月 8日 11日 2010年第四屆全國焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會 49 速磨粉機(jī)：低速磨煤機(jī)主要為滾筒式鋼球磨煤機(jī)一般統(tǒng)稱鋼球磨或球磨機(jī)，它是一個轉(zhuǎn)動的圓柱形或兩端為錐形的滾筒滾筒內(nèi)裝有鋼球。滾筒的轉(zhuǎn)速為 15 25 轉(zhuǎn) /分。工作時筒內(nèi)的鋼球不斷地撞擊和擠壓煤塊將煤塊磨制成煤粉。然后由通入滾筒內(nèi)的熱風(fēng)將煤烘干并將煤粉送出經(jīng)分離器分離后一定粒度的煤粉被送入煤粉倉或直接送入煤粉燃燒器。鋼球磨笨重龐大電耗高噪聲大但對煤種的適應(yīng)范圍廣運行可靠特別適宜于磨制硬質(zhì)無煙煤。產(chǎn)品細(xì)度一般在 100 目（ 下。該系列產(chǎn)品產(chǎn)量 較低，動力消耗大，加工能力在 30 噸 /小時左右的動力消耗達(dá)到 400 千瓦以上，現(xiàn)場噪音大。需同步進(jìn)行煤烘干，一般用于高爐進(jìn)行無煙煤噴吹。 速磨粉機(jī)：指中速輥磨機(jī)系列產(chǎn)品，產(chǎn)品細(xì)度可達(dá) 200 目（ 產(chǎn)量高，加工能力在 30 噸 /小時的加工系統(tǒng)投資成本高達(dá) 2000 萬元左右，運行成本高，需同步進(jìn)行煤烘干，一般用于高爐進(jìn)行無煙煤噴吹。 速磨煤機(jī)。轉(zhuǎn)速一般為 500 1500 轉(zhuǎn) /分主要由高速轉(zhuǎn)子和磨殼組成。常見的有風(fēng)扇磨和錘擊磨等。在磨機(jī)中煤塊受到高速沖擊與磨殼碰撞，以及以及煤塊之間互相撞擊 而被磨碎。這種磨煤機(jī)與煤粉分離器組成一個整體結(jié)構(gòu)簡單緊湊初投資省特別適用于磨制高水分褐煤和揮發(fā)分高容易磨制的煙煤。粉碎細(xì)度達(dá)到 300 目以上。一般用于高爐進(jìn)行無煙煤噴吹。 無煙煤屬于 煤化程度最高的一類煤，揮發(fā)分低，含碳量最高，有較強(qiáng)光澤，硬度高，密度大，燃點高，無粘結(jié)性，燃燒時無煙。按揮發(fā)分產(chǎn)率和氫含量的不同分為無煙煤一號、二號、三號，其中三號可作為高爐噴吹燃料。 無煙煤的機(jī)械強(qiáng)度指標(biāo)大致為：莫氏硬度接近 4，抗碎強(qiáng)度高，一般達(dá) 90%左右，可磨性小，一般小于 50（寧夏無煙煤一牌號 的可磨性為 48），脆性小，脆度大于 50%。 揮發(fā)份小于 10%的無煙煤其脆性比高揮發(fā)性的褐煤低。屬于不易被粉碎類。 的可磨理論。 煤的可磨性是指煤被磨碎成煤粉的難易程度。通常，以某礦區(qū)易磨碎煙煤作為標(biāo)準(zhǔn)煤，將其可磨性指數(shù)定為 100。實測的煤的可磨性指數(shù)越大越容易粉碎，反之則難粉碎。 煤的可磨性和脆度都表征了煤被粉碎的難易程度，但從實驗方法上可見：煤的可磨性將煤磨成細(xì)粉，該指標(biāo)對非煉焦煤的制粉工藝較合適；應(yīng)用抗碎強(qiáng)度法測定的煤的脆度，其粒度范圍與煉焦煤較為接近，因而煤的脆 度用于衡量煉焦煤較為合適。 案的選擇。 破碎工藝選擇的原則要從兩個方面考慮：一方面考慮物料的耐磨性能；另一方面符合生產(chǎn)實際，盡量做到簡潔、方便，運行成本低。 根據(jù)無煙煤的物料特性，結(jié)合各種破碎方式的適用特性，確定無煙煤的粉碎方案為：對棍機(jī) +棒磨機(jī)的破碎的方式。 在生產(chǎn)運行時，可根據(jù)物料的具體粒度情況及加工后對產(chǎn)品粒度的要求，進(jìn)行生產(chǎn)過程調(diào)整。即有的加工可以使用對棍機(jī)，有的加工可以不通過對棍機(jī)。 擇依據(jù)： 我公司的生產(chǎn)實際來看，使用常規(guī)的破碎機(jī)對耐磨物料的破碎時，一方面破碎效 果不佳，另一方面破碎機(jī)磨損嚴(yán)重，運行成本大。 對棍機(jī)的碎礦作用主要是壓碎，并兼有研磨作用。對耐磨物料適應(yīng)性強(qiáng)。從蘇潤高碳材使用對棍破碎機(jī)的運行效果來看，對棍設(shè)備對于耐磨物料的破碎效能可靠。 據(jù)棒磨機(jī)的粉磨特性，一般破碎比在 1： 8 的控制范圍內(nèi)，對于顆粒狀的物料，特別是粒度大于20物料，必須經(jīng)過初次破碎后，才能使最終物料控制在 也符合物料破碎方案的選擇中要求的多破少磨的破碎理論。對棍機(jī)對于耐磨物料的粗破效果較好。 平羅無煙煤的棒磨機(jī)試驗結(jié)果來看，運行過程中粉塵量 小，噪音小，從而使投資成本大幅度降低，亦便于后期的生產(chǎn)運行維護(hù)。試驗情況見下表。 棒磨機(jī)的磨粉試驗情況表 平羅 1 平羅 2 棒磨 1 棒磨 2 2010年第四屆全國焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會 2010年 6月 8日 11日 50 水分 于 10 0 5 10 0 3 5 36 11于 于 8 于 1上表的分析結(jié)果來看，粒度情況完全滿足生產(chǎn)工藝要求，即無煙煤的粉碎粒度主要控制在 1 對于本次試驗中產(chǎn)品粒度小于 0.5 粒級偏多的主要原因，是試驗的棒磨設(shè)備內(nèi)細(xì)棒的數(shù)量偏多的緣故。在減少細(xì)棒的數(shù)量，增加粗棒的數(shù)量后，產(chǎn)品的粒度會達(dá)到預(yù)期的效果。 由此可見，使用對棍機(jī) +棒磨機(jī)的破碎的方式對無煙煤進(jìn)行破碎，能有效的達(dá)到預(yù)期的破碎效果。 無煙煤多范圍的使用奠定基礎(chǔ)。 于平羅無煙煤的低灰低硫性，在生產(chǎn)焦化焦系列產(chǎn)品時，對沒有微量元素要求的產(chǎn)品，可代替延遲粉進(jìn)行煉焦生產(chǎn)，將大大降低生產(chǎn)成本。 利于生產(chǎn)高品質(zhì)的煤焦產(chǎn)品（如鑄造焦系列），提高經(jīng)濟(jì)效益。 無煙煤進(jìn)行細(xì)粉碎后，在生產(chǎn)鑄造焦系列產(chǎn)品時，可適當(dāng)減少焦粉的配入量，在一定程度上降低運行成本。 等方焦的順利進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)打下堅實的基礎(chǔ)。 等方焦的生產(chǎn)原料 彈丸焦，經(jīng)錘式破碎機(jī)粉碎后雖然可以粉碎到 3 90%的細(xì)度，但從粒度分布來看， 1粉的部分很少，在搗固過程中，煤餅的穩(wěn)定性差，影響到等方焦的生產(chǎn)。 丸焦經(jīng)過反復(fù)粉碎試驗情況。 從對彈丸焦的多次粉碎試驗來看，經(jīng)過三次粉碎后，彈丸焦的粉碎細(xì)度能夠滿足等方焦的生產(chǎn)。但從工業(yè)化的生產(chǎn)要求來看，經(jīng)過三次的粉碎，運行成本高，操作不方便，難以滿足生產(chǎn)實際的要求。 彈丸焦經(jīng)過粉碎情況統(tǒng)計表 原料粒度 一粉后粒度 二粉后粒度 三粉后粒度 四粉后粒度 (配合料 ) 37 137 1上表可以看出，彈丸焦需經(jīng)過三次破碎后才能滿足使用要求，這樣的操作在實際生產(chǎn)中是難以正常進(jìn)行的。只能是進(jìn)行小型化試驗生產(chǎn)時進(jìn)行的一種