焦爐鍋爐氣余熱調濕技術的開發與應用

云南煤炭行業有限公司（以下簡稱云煤能源公司）是昆明鋼鐵有限公司的子公司，從事著各種各樣的焦化廠生產。公司下轄的昆明焦化制氣有限公司(以下簡稱昆焦公司)、師宗煤焦化工有限公司(以下簡稱師宗公司),在實際煉焦生產過程中,均存在因配煤水分高而導致的煤餅強度以及穩定性差、剝蝕量大、易坍塌、煤餅搗固成型困難等問題,極大地影響了焦爐的正常生產,限制了焦爐的達產運行,因此,急需采取措施,控制煉焦裝爐煤水分,來穩定焦爐生產。近幾年我國煤調濕技術得到快速發展,自2005年起,寶鋼、太鋼和攀鋼自主研發建設了多管回轉式干燥煤調濕裝置;濟鋼研發了氣流床煤調濕裝置已投產;中冶焦耐開發了振動式流化床煤調濕裝置。云煤能源公司吸取以上煤調濕工藝的技術優點,在昆焦公司煤調濕裝置上采用“焦爐煙道廢氣-流化床”、師宗公司煤調濕裝置上采用“焦爐煙道廢氣-滾筒干燥機”相結合的工藝,成為國內第一家以焦爐煤氣加熱焦爐煙道廢氣為煤調濕熱源及動力源的焦化企業。1循環廢氣引風機發電昆焦公司“焦爐煙道廢氣-流化床”相結合的煤調濕工藝流程示意圖如圖1所示。230℃~260℃的焦爐煙道廢氣自焦爐煙囪底部的總煙道,經煙道廢氣引風機引出后,通過管道送至煤調濕主裝置下部,從管道兩側分別引出3根支管進入調濕主裝置。煙道廢氣引風機設置變頻電機調節風量。煙道廢氣在調濕主裝置內形成煤料流化層,帶出部分煤料水分,并將煤料分級分離后,溫度約70℃的煙道廢氣從設備頂部進入布袋除塵器除塵,而后由除塵風機排入大氣。為避免煤料在分級階段過分干燥,并降低進入布袋除塵器的廢氣溫度,從布袋除塵器后分出溫度約70℃的煙道廢氣,經循環廢氣引風機送至調濕主裝置,供分級段使用。調濕主裝置流化床分級后的細煤粒通過螺旋給料機的收集,最終與粉碎機破碎后的粗煤粒一起運至煤塔。主要技術參數:濕煤最大處理能力為180t/h,平時160t/h;處理前水分11.0%~14.5%,年平均水分12.8%。煤調濕主裝置進口參數:廢氣流量65000m項目投資約3000萬元,2009年7月動工建設,12月試生產,2010年1月轉入正常生產運行。2煤調濕主裝置師宗公司“焦爐煙道廢氣-滾筒干燥機”相結合的煤調濕工藝流程示意圖如圖2所示。圖中實線表示氣流流動方向,虛線表示物料流動方向。煤調濕系統來料經入料膠帶運輸機導入滾筒干燥機,在此煤料與熱氣流充分接觸、進行熱交換,含煤塵蒸汽經除塵系統處理后,合格的廢氣經引風機排到大氣中,調濕后的煤料經出料皮帶導入下一工序。當配合煤水分≤14%時,僅使用焦爐煙道廢氣熱量調濕配合煤水分。其工藝為由一次除塵器收集下來的焦爐煙道氣,通過煙道氣引風機從焦爐總煙道抽取,經混風爐送入滾筒干燥機。在雨季,當配合煤水分>14%時,由熱風爐補充部分熱風,以確保調濕干燥效果。補充部分熱風來自煤氣燃氣爐,在混風爐與焦爐煙道廢氣混合,進入滾筒干燥機加熱濕煤,蒸發吸收水分,廢氣經一次除塵器進行煤粉回收,初步凈化后的氣體由引風機通過風管送至脈沖袋式除塵器,細煤粉經螺旋輸送機和星型排料器閥送到出料刮板輸送機摻入干后產品,回原輸送系統。主要技術參數:濕煤最大處理能力為300t/h,平時260t/h;處理前水分13.0%~22.0%,年平均水分14.5%。煤調濕主裝置進口參數:廢氣流量72000m項目投資約3800萬元,2011年1月動工建設,5月試生產,2011年8月轉入正常生產運行。上述兩套煤調濕裝置,均用于搗固焦爐配套生產,因此煤調濕系統工藝除塵收集的煤粉不進成型機,直接進入成品煤及煤塔。3搗固焦爐引風機上述兩套裝置與國內外已有的煤調濕裝置相比,具有以下特點:(1)裝置充分利用焦爐煤氣為燃料的焦爐煙道廢氣為熱源,熱交換充分,節能效果明顯。調濕后水分符合搗固焦爐配煤技術要求,有利于搗固煤餅成型,可提高搗固焦爐作業效率。(2)對處理前的煤料水分無特別要求,可以處理水分為14.5%左右的煤,既適用于對入爐煤水分要求為10%的搗固焦爐生產要求,也適用于頂裝焦爐生產要求。(3)除關鍵設備廢氣引風機從日本引進外,全部采用國產技術和設備,不僅投資省、工藝簡單,而且裝置運行穩定,促進了國產煤調濕技術的提高。(4)使用兩級除塵裝置,除塵效果好,粉塵質量濃度控制在50mg/m(5)相對于其他技術而言,由于煤調濕水分范圍更寬,可節約能耗、減少污水處理量。4應用效果4.1煤水分運移能力2011年昆焦公司煤調濕裝置運行統計數據見表1。由表1可以看出,煤調濕裝置運行期間,在濕煤平均處理能力為168.4t/h時,配合煤水分由調濕前平均為13.33%降至調濕后的11.53%,煤水分平均下降1.8%。昆焦公司4.3m搗固焦爐在采用該煤調濕技術后,年減少回爐煤氣用量1212×104.2入料煤水分降至因煤庫存低,師宗公司煉焦配煤收用煤場底部煤,導致部分原料煤水分過高,通過煤調濕裝置處理后,入料煤水分可由15%降至10%左右(詳見表2)。煉焦耗熱量也有改觀,師宗公司1師宗公司5.5m搗固焦爐應用該煤調濕技術后,有效控制了煤餅坍塌率,調濕后裝爐煤水分平均降低4.5%,煤水分可有效控制在約10%,年減少回爐煤氣用量4187×105節能型區域顆粒煤調濕昆焦公司焦爐煙道廢氣-流化床裝置是國內第一套完全以焦爐煤