焦化除塵灰回配配煤煉焦實踐與應(yīng)用

焦化除塵灰回配配煤煉焦實踐與應(yīng)用陳勇【摘要】結(jié)合焦化廠除塵灰工藝性質(zhì)及現(xiàn)狀，在單爐組試驗的基礎(chǔ)上，建立了除塵灰回配煉焦工藝方案.用1.0%的除塵灰替代氣肥煤回配到煉焦煤中參與煉焦，所得焦炭質(zhì)量保持穩(wěn)定，并在一定程度上改善了焦炭冷態(tài)強度，使除塵灰在焦化系統(tǒng)中閉路循環(huán)，在實現(xiàn)除塵灰高價值利用、節(jié)約煤源等方面產(chǎn)生了顯著效益，年可產(chǎn)生經(jīng)濟效益766.5萬元.【期刊名稱】《煤化工》【年(卷)，期】2017(045)001【總頁數(shù)】3頁(P64-66)【關(guān)鍵詞】焦化滁塵灰;配煤;焦炭質(zhì)量【作者】陳勇【作者單位】山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司焦化廠,山東萊蕪271104【正文語種】中文【中圖分類】TQ520.62目前鋼鐵企業(yè)用焦工序缺乏有效的成型技術(shù)，大多將干熄焦二次除塵灰廢棄或低值利用，不僅污染環(huán)境，還造成巨大的資源浪費。干熄焦二次除塵灰配煤煉焦技術(shù)的研究與應(yīng)用，可實現(xiàn)干熄焦二次除塵灰在焦化系統(tǒng)中閉路循環(huán)、高價值利用，實現(xiàn)廢棄物零排放，對于大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、實現(xiàn)降本增效具有重要的現(xiàn)實意義。山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司焦化廠（簡稱萊鋼焦化廠）始建于1970年1月，目前有6座6m頂裝焦爐、2座4.3m頂裝焦爐，8座焦爐配套4座干熄焦裝置，年產(chǎn)焦炭400萬t，滿負荷生產(chǎn)，自產(chǎn)焦炭全部供后續(xù)煉鐵高爐使用。萊鋼焦化廠4套干熄焦系統(tǒng)在滿負荷生產(chǎn)的條件下，干熄焦環(huán)境除塵系統(tǒng)每天收集大約50t的二次除塵灰，8座焦爐輸焦系統(tǒng)除塵灰每天產(chǎn)量約50t，焦化廠每天共產(chǎn)生約100t的干熄焦二次除塵灰，除塵灰除部分在燒結(jié)、特鋼工序作為助燃劑利用外，仍然有大部分剩余，而且其外賣價格非常低廉，約330元/t，加之除塵灰細度極細，在長途運輸過程中會產(chǎn)生揚塵污染。隨著煉焦煤資源的緊張，鋼鐵行業(yè)形勢的嚴峻，環(huán)保壓力的劇增，除塵灰積壓造成環(huán)境污染的問題凸顯出來，加之配合煤成本居高不下，為此如何充分利用二次除塵灰進行配煤煉焦，實現(xiàn)二次除塵灰在焦化系統(tǒng)中閉路循環(huán)，成為亟待研究及解決的課題。2.1除塵灰工藝性質(zhì)4套干熄焦系統(tǒng)區(qū)域除塵灰相關(guān)工藝性質(zhì)見表1。從表1可以看出，除塵灰具有灰分高、揮發(fā)分低的特點，黏結(jié)指數(shù)為0。據(jù)文獻［1］及焦炭成焦原理得知，除塵灰由于其表面多孔，比表面積較大，在煉焦過程中，本身為惰性物，與活性組分的液態(tài)產(chǎn)物接觸面積大，其間的結(jié)合單純依靠固體顆粒對液相的吸附作用，因此配入量不宜過多。除塵灰一方面減少了半焦收縮和固化階段的揮發(fā)分析出量，降低了兩個階段的收縮度；另一方面由于多孔結(jié)構(gòu)的剛性小［2］，使焦餅收縮產(chǎn)生的應(yīng)力較小，減少了焦炭的氣孔率；兩方面的結(jié)果都使焦炭塊度和抗碎性能增加，因此，在以往的生產(chǎn)實踐中，除塵灰經(jīng)常被用作瘦化劑。2.2除塵灰回兌配煤試驗萊鋼焦化廠現(xiàn)用氣肥煤煤質(zhì)分析及結(jié)焦性能參數(shù)見表2，氣肥煤鏡質(zhì)組反射率分布圖見圖1。由圖1及表2分析可知，該煤種平均鏡質(zhì)組反射率為0.876，Rmax為0.98，煤層比較單一，性質(zhì)較為穩(wěn)定。在二煤場氣肥煤堆做了除塵灰與氣肥煤配煤試驗，在原有配比條件下（煤種1、煤種2、煤種3、煤種4、煤種5、氣肥煤配比為40%、14%、11%、10%、19%、6%），分別用0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%的除塵灰替代氣肥煤（分別為方案1~5），參與一區(qū)配煤，在1#、2#焦爐煉制焦炭，并對所得焦炭工藝性質(zhì)、熱態(tài)、冷態(tài)強度進行分析，結(jié)果如表3所示。從表3可以看出，隨著除塵灰配加量增大，所得焦炭灰分有增大的趨勢，揮發(fā)分略有減少，硫分基本保持不變。當除塵灰配加量達到1.5%時（方案3）,所得焦炭CSR在64%左右，隨著除塵灰配加量的繼續(xù)增大，CSR下降趨勢較為明顯。在除塵灰配加量達到1.0%時（方案2）,焦炭冷態(tài)強度基本保持不變，這與文獻［3-4］中報道的〃由于多孔結(jié)構(gòu)的剛性小，使焦餅收縮產(chǎn)生的應(yīng)力較小，減少了焦炭的氣孔率，使焦炭塊度和抗碎性能增加”相吻合；當除塵灰配加量增大到1.5%以上時，焦炭冷態(tài)強度有降低的趨勢?？梢?，配入1.5%除塵灰，試驗焦炭的性質(zhì)略顯負面變化；配入3.0%除塵灰，則焦炭質(zhì)量下降明顯。通過現(xiàn)場多次試驗，最終確定將除塵灰配加量控制在1.0%，參與原始配比下替代氣肥煤進行配煤煉焦是可行的。3.1除塵灰回兌配煤工藝方案結(jié)合煤場實際情況，選用了除塵灰與單種煤在煤場摻混均勻后回配進行煉焦的工藝方案：除塵灰倉的除塵灰經(jīng)加濕攪拌機調(diào)濕后，用汽車運輸至煤場，在煤場單種氣肥煤堆附近傾倒成堆，并留有足夠?qū)挸ǖ膱龅?，用裝載機按照〃平鋪”摻混的方式，以裝載機鏟斗數(shù)為單位，按照氣肥煤與除塵灰質(zhì)量比為5:1進行摻混，確保除塵灰與氣肥煤充分混勻后，將混勻的煤料用裝載機回兌到大堆中，然后用取料機在上煤時按照〃直取”的方式進行上煤，皮帶將混勻的混合煤按照單種煤輸送到斗槽中。除塵灰回配煉焦的工藝流程示意圖見圖2。在二煤場對應(yīng)的焦化廠1#、2#焦爐上，連續(xù)一個月跟蹤取樣，測試配合煤工藝性質(zhì)，結(jié)果見表4。結(jié)合表2和表4可以看出，配合煤的灰分有所上升，揮發(fā)分下降，黏結(jié)指數(shù)略有降低，整體混合程度穩(wěn)定，進入后續(xù)參與配煤是可行的。3.2除塵灰回兌配煤煉焦試驗在1#、2#焦爐進行了為期兩個月煉焦試驗并取得成功后，開始在三煤場正?；嘏?，實現(xiàn)了焦化廠1#~4#、7#~8#焦爐回配除塵灰的工業(yè)化生產(chǎn)目標，同時每次用混合煤配煤煉焦前均取樣進行檢化驗，合格后參與配煤煉焦，保證后續(xù)焦炭質(zhì)量穩(wěn)定，滿足了焦化廠內(nèi)部每天產(chǎn)生的近100t除塵灰全部回兌配煤的目標，且回配生產(chǎn)后的除塵灰產(chǎn)量無明顯變化。對除塵灰回配前后所得焦炭性質(zhì)進行了分析，結(jié)果見表5。除塵灰回配煉焦所得焦炭的灰分有所增加，但冷態(tài)強度及熱態(tài)性質(zhì)均趨于穩(wěn)定，焦炭M40保持穩(wěn)定的基礎(chǔ)上略有提高。萊鋼焦化廠實現(xiàn)了將難以處置的除塵灰直接回兌配煤煉焦生產(chǎn)的良性循環(huán)，取得了顯著的經(jīng)濟效益。按照氣肥煤最低到廠價格為540元/t,除塵灰內(nèi)部售價為330元/t,除塵灰替代氣肥煤按100t/d計算，所帶來的年直接經(jīng)濟效益為：100x(540-330)x365=766.5萬元。5.1在保證焦炭質(zhì)量基本不變的情況下，配加1.0%除塵灰煉焦是可行的。適當比例、粒度較細的除塵灰可用于回兌配煤煉焦，并在一定程度上有利于改善焦炭冷態(tài)強度。5.2因地制宜地設(shè)計選用除塵灰直接回兌配煤煉焦工藝，投資省、見效快、可實現(xiàn)除塵灰閉路循環(huán)，環(huán)保又增效。5.3實現(xiàn)了焦化廠內(nèi)部每天產(chǎn)生的近100t除塵灰全部回兌配煤的目標，且回配生產(chǎn)后的除塵灰產(chǎn)量無明顯變化。5.4配用除塵灰后，對焦爐操作、化產(chǎn)系統(tǒng)以及焦炭熱態(tài)性能的影響需進一步研究與分析?！鞠嚓P(guān)文獻】石曉明，嚴鐵軍，趙磊，等.不同瘦化劑在配煤煉焦中的研究進展[J].炭素，2012（4）：38-39.紀同森，齊婳，白朝亮