蒸汽管式回轉干燥煤調濕工藝創(chuàng)新應用實踐

蒸汽管式回轉干燥煤調濕工藝創(chuàng)新應用實踐

1煤調濕技術的推廣煤調節(jié)技術（cmc）主要指焦化廠的殘余，如中壓蒸汽、香煙煙霧和其他低壓蒸汽，利用焦化廠的超額蒸發(fā)站，干燥和脫水，減少入爐煤的水分，或調整入爐煤的水分，將水分減少到5%6%，然后將其放入焦爐中用于精制焦碳。2008年煤調濕技術被工信部列入《焦化行業(yè)準入條件(2008年修訂)》中,成為促進焦化企業(yè)節(jié)能減排和技術進步重要技術之一。煤調濕技術最早由日本在20世紀90年代開發(fā),主要在新日鐵的君津、室蘭、大分廠等工廠新建應用。我國焦化行業(yè)認真研究、引進煤調濕技術,也已建成了多套煤調濕裝置,太鋼焦化廠煤調濕工程采用蒸汽管式回轉干燥系統(tǒng),該項目于2008年12月31日投產。2cmc設備干燥機的研發(fā)太鋼煤調濕工藝完全由國內自主設計、建設,充分吸取了國內外設計、生產中的教訓,進行了多項創(chuàng)新、改進,核心設備干燥機實現(xiàn)了設計、制作、安裝完全國產化,開創(chuàng)國內成功建設CMC工藝裝置的先河。2.1主要工藝的參數(shù)太鋼焦化廠煤調濕工藝主要技術參數(shù)見表1。2.2煤調濕工藝流程在CMC項目建設中,充分考慮生產工藝流程、總圖布局、設備布置需要,合理規(guī)劃工藝流程,利用部分原有設施,具有工藝流程短、設備構造簡單、運行穩(wěn)定等優(yōu)點。太鋼焦化廠煤調濕工藝流程示意圖見圖1。由圖1可見,水分為10.5%~11.0%的煤料從濕煤料倉進入多管回轉式干燥機(STD干燥機),干燥機內煤料走管間、蒸汽走管內,煤料在蒸汽管之間從進料端向出料端移動,與從干燥機末端供入的蒸汽間接換熱,被加熱干燥,使煤料水分降至規(guī)定要求。干燥后的煤料溫度在60℃~70℃,99%的干煤料從干燥機出料,經由螺旋輸送機排至皮帶,約1%小于0.5mm的細煤料隨載氣(85℃)進入袋式除塵器,回收的細煤粉經刮板機送去壓制型煤或直接返回皮帶、送到煤塔。3太鋼焦化廠cmc技術的創(chuàng)新實踐3.1干燥機材質技術的開發(fā)煤調濕技術的核心設備是干燥機,煤粉干燥機材質要求耐高溫、耐磨、耐腐蝕,材質選擇是工程建設中的一大難題,太鋼作為國內最大的不銹鋼制造商,充分發(fā)揮公司不銹鋼研發(fā)技術優(yōu)勢,自主開發(fā)研制了滿足干燥機本體材質要求的新型材料,即雙相不銹鋼及特殊的復合材料,解決了干燥機用管材依賴進口的難題,干燥機本體及汽室制造方案、制作和現(xiàn)場安裝由太鋼完成。3.2煤調濕加熱蒸汽調節(jié)控制結構工藝設計中,考慮水分穩(wěn)定控制,在蒸汽調節(jié)閥前設計安裝1套減濕減壓裝置,通過溫度、壓力變送器、除鹽水將蒸汽調整為系統(tǒng)需要的0.6MPa~0.8MPa、溫度260℃以下的蒸汽。蒸汽調節(jié)閥實行遠程控制,閥門后裝有的蒸汽流量計、溫度和壓力變送器形成控制回路,調節(jié)方式有“閥門開度”、“蒸汽壓力”和“蒸汽流量”3種,調節(jié)方式的選擇可以在電腦上進行切換。為滿足安全要求,在開、停車及緊急狀態(tài)時,增設蒸汽微量調節(jié)系統(tǒng),并研發(fā)了名為“一種煤調濕加熱蒸汽調節(jié)控制結構”的專利技術。該技術主要由進口物料流量、進口物料水分、進口物料溫度、出口物料水分、干燥機入口蒸汽流量組成3個前饋量與反饋量,作加法運算后輸入干燥機入口蒸汽流量控制系統(tǒng),從而控制干燥機出口煤粉水分;同時在皮帶機設有在線水分分析儀,分析數(shù)據(jù)實時顯示,便于工人操作調節(jié),防止煤過度干燥,造成能源消耗增大以及焦爐裝煤困難等不利影響。3.3干燥機蒸汽-閃蒸罐液壓蒸汽凝液回收單元主要作用是將干燥后產生的蒸汽凝液送入凝液回收系統(tǒng)。該單元主要由凝液儲罐、閃蒸罐、凝液泵組成,蒸汽經旋轉接頭進入干燥機,通過干燥機汽室分配到干燥機蒸汽管內,在此蒸汽與干燥機蒸汽管外的物料進行換熱后冷凝,凝液(130℃,23t/h~24t/h)通過自身重力自流至凝液儲罐中貯存,液位高于600mm時,在0.085MPa蒸汽余壓的作用下,送至閃蒸罐;液位到800mm時,啟動水泵送至公司冷凝水回收管網,實現(xiàn)了熱水能源的回收利用。3.4氮氣保護系統(tǒng)干燥機壓力控制技術:整個干燥過程中,控制干燥機入口壓力處于-200Pa的微負壓條件下操作,既可防止粉塵的外漏,又可提高系統(tǒng)運行的安全性,適用于干燥有危險性或爆炸性的介質。氮氣保護系統(tǒng):系統(tǒng)排放尾氣的氧體積分數(shù)在正常啟動時不應超過12%,非正常停車后重新啟動時不應超過8%;載氣除塵器后管道上設有氧含量檢測控制系統(tǒng),用于動態(tài)檢測排放尾氣中的氧含量,如檢測到氧體積分數(shù)超過12%時,氮氣保護系統(tǒng)的氮氣閥門會迅速打開,從干燥機入口和出口迅速進入干燥系統(tǒng),稀釋干燥載氣,確保系統(tǒng)安全。為確保系統(tǒng)安全,氮氣控制閥采用雙閥控制,同時對載氣除塵器采取保溫措施,溫度控制在93℃左右,解決載氣除塵防火、防爆、結露、排灰堵塞等問題。物料溫度檢測聯(lián)鎖裝置:干燥機出料端部設有物料溫度檢測聯(lián)鎖裝置,當干燥機出口煤粉溫度超過85℃時,水噴淋系統(tǒng)的兩位閥會迅速打開,向干燥機出料箱內噴水,降低煤粉溫度,確保系統(tǒng)安全。3.5焦爐煙道氣的回收利用CMC工藝穩(wěn)定運行后,為節(jié)能降耗,對保安系統(tǒng)采用的氮氣系統(tǒng)進行改造,利用焦爐煙道廢氣(210℃)不可燃成分多、氧含量低、性能穩(wěn)定的特點,用引風機將焦爐煙道廢氣(8000m4實際應用效果4.1cmc技術的成效CMC投用后,結合太鋼焦化廠焦爐生產、化產工藝要求,進行改進、優(yōu)化、完善工作,實現(xiàn)了400t/h的設計生產處理能力,最大處理能力達到450t/h,1套煤調濕裝置保供兩座7.63m焦爐生產用干煤,生產穩(wěn)定運行。結合生產運行的實際情況,循序漸進地調整煤調濕出口水分,經過4個月的調整,將水分控制在8.0%±0.3%,最低可達6.5%,實現(xiàn)設計目標,帶來如下效益。(1)降低能源消耗:入爐煤水分每降低1%,煉焦耗熱量可降低33.5kJ/kg(濕煤),按煤料出口水分6.5%(最低)、裝煤量387t/h計,每小時節(jié)省熱量51.86GJ(33.5×4.0×387×10(2)改善焦炭質量:隨著CMC水分調整,根據(jù)焦炭質量逐步調整配煤比,在保證焦炭質量不變的前提下,可多配弱黏結性煤5%,結合7.63m焦爐工藝條件、煤資源情況,主要增加了瘦煤資源配比,降低高價格焦煤比例,年節(jié)約原料采購費用432.95萬元。(3)節(jié)能減排:煤料水分降低,減少了生產過程生成的剩余氨水量8t/h~10t/h,相應減少了剩余氨水蒸氨用蒸汽量,同時減輕了廢水處理裝置的生產負荷。節(jié)約蒸氨用蒸汽1.5t/h,全年降低能源成本74.43萬元,煉焦過程的酚氰污水外排量減少300t/d,有利于環(huán)境保護。(4)提高生產效率,增產創(chuàng)效:入爐煤水分降低到8.0%,裝爐煤堆密度提高,單孔裝干煤量增加;干餾時間縮短,單日出爐數(shù)增加,焦爐生產效率提高,焦炭、煤氣增產能力實際達到4%。太鋼焦化廠采用CMC技術后,焦炭產量逐年提高,2009年增產焦炭14.61萬t,按噸焦利潤400元計算,增產焦炭創(chuàng)造效益5844萬元;增產煤氣42.6×104.2煤粉系統(tǒng)的重排采用CMC工藝后,由于7.63m焦爐采用獨特的PROven負壓裝煤技術,干燥煤中的細煤粉在負壓作用下,在上升管、爐口部位的石墨沉積速度變快;同時荒煤氣中夾帶的細煤塵多,造成化產系統(tǒng)煤氣設備阻力增大,吹掃頻次增加,焦油氨水分離難度加大,硫銨產品中有細煤塵等。因此,煤調濕水分必須結合煤粉碎細度、系統(tǒng)工藝要求等,穩(wěn)定控制,不能過度下調。5cmc工藝技術應用體會5.1太鋼焦化廠煤調濕工藝技術采用多管式干燥流程,匯集了化工生產工藝、設備制造、新型材質等多項先進技術,是國內