淺析從入爐煤管控來(lái)提高焦炭質(zhì)量的途徑

馮萍萍

（陜西陜焦化工有限公司，陜西渭南 711712）

淺析從入爐煤管控來(lái)提高焦炭質(zhì)量的途徑

馮萍萍

（陜西陜焦化工有限公司，陜西渭南 711712）

入爐煤質(zhì)量是影響焦炭質(zhì)量的主要因素之一，在配比既定的情況下，對(duì)入爐煤的質(zhì)量管理尤為重要，本文從入爐煤的粒度控制、配煤比的準(zhǔn)確性分析、入爐煤的水分控制以及通過(guò)配添黏結(jié)劑和瘦化劑來(lái)提高入爐煤的結(jié)焦性、煉焦煤的新技術(shù)---入爐煤預(yù)熱工藝的探討等方面探討了提高焦炭質(zhì)量的途徑。

焦炭質(zhì)量 入爐煤粒度 入爐煤水分 結(jié)焦性

焦炭廣泛用于高爐煉鐵、沖天爐熔鐵、鐵合金冶煉和有色金屬冶煉等生產(chǎn)，作為還原劑、能源和供碳劑，也用于電石生產(chǎn)、氣化和合成化學(xué)等領(lǐng)域作為原料。焦炭質(zhì)量的好壞，不僅影響焦化企業(yè)自身的利益，還會(huì)對(duì)鋼鐵行業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)產(chǎn)生較大影響。影響焦炭質(zhì)量的因素很多，但影響最多的還是入爐煤性質(zhì)，當(dāng)煉焦用煤的配比既定的情況下，入爐煤的質(zhì)量管理尤為關(guān)鍵。本文從如何提高入爐煤質(zhì)量的幾個(gè)方面探討提高焦炭質(zhì)量的途徑。

（1）煉焦用煤的粒度控制。煤的黏結(jié)性不僅取決于煤化度和巖相組成，也取決于煤粒子的大小以及整個(gè)煤料的粒度分布，因此必須調(diào)節(jié)各種煤的粒度和粒度分布，使之處于最佳狀態(tài)。①優(yōu)化入爐煤的粉碎工藝。配合煤中各單種煤的性質(zhì)不同，一種煤的不同巖相組分性質(zhì)也不同，所以應(yīng)將煤粉碎均勻，然后才能煉出熔融良好、質(zhì)量均一的焦炭。入爐煤中黏結(jié)性好的煤和活性組分要進(jìn)行粗粉碎，以防止黏結(jié)度降低；黏結(jié)性差的煤和惰性組分要細(xì)粉碎，以減少裂紋中心。我公司是年產(chǎn)焦炭200萬(wàn)噸的獨(dú)立的焦化企業(yè)，它的130萬(wàn)噸焦化配煤系統(tǒng)采用部分硬質(zhì)煤二次粉碎的工藝，即先將硬質(zhì)煤進(jìn)行一次破碎，然后再按比例與其他煤種混合進(jìn)行二次粉碎，這有利于對(duì)單種煤的粉碎細(xì)度進(jìn)行合理控制，目前控制效果較好。②要控制好入爐煤的細(xì)?；途鶆蚧?。入爐煤的粒度一般控制在＜3mm的占90%左右，以保證各組分之間能夠混合均勻，使不同組分的煤粒子在煉焦過(guò)程中相互作用，相互填充間隙，相互結(jié)合，以確保得到結(jié)構(gòu)均勻的焦炭。煤粉碎粒度應(yīng)少含過(guò)大和過(guò)小的顆粒，一般希望小于0.2-0.5mm的要盡量少。

（2）確保配煤比的準(zhǔn)確性。一般用不合格率來(lái)考核配煤比的準(zhǔn)確性，若以配煤前后揮發(fā)分相差不超過(guò)±0.7%，灰分相差不超過(guò)±0.3%作為考核標(biāo)準(zhǔn)，以一個(gè)周期內(nèi)的抽樣數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算，根據(jù)二項(xiàng)式定律，不合格率P的標(biāo)準(zhǔn)偏差為√P（1-P）/n，灰分和揮發(fā)分的總體最大不合格率為PX、Py，則該階段的配煤準(zhǔn)確系數(shù)為1-（PX+Py）。但是，通過(guò)不合格次數(shù)評(píng)定配煤的準(zhǔn)確性，不能從數(shù)值上反映出配煤指標(biāo)差值的統(tǒng)計(jì)范圍，為了確定差值的可能范圍，還需利用計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差與t分布來(lái)確定。

（3）加強(qiáng)對(duì)入爐煤的水分的控制，可以穩(wěn)定焦?fàn)t操作，改善焦炭質(zhì)量。入爐煤水分對(duì)結(jié)焦過(guò)程影響較大，通常水分每增加1%，結(jié)焦時(shí)間約延長(zhǎng)20min，不僅影響產(chǎn)量，也影響煉焦速度。當(dāng)入爐煤水分降低到6%以下時(shí)，由于減少了煤粒表面水膜的表面張力，煤粒間的空隙容易相互填滿，故使入爐煤堆密度增大，還能使炭化室中心的煤料停留在100℃左右的時(shí)間縮短，從而可以縮短結(jié)焦時(shí)間、提高加熱速度，改善焦炭質(zhì)量。但在搗固煉焦時(shí)，配合煤水分偏低，搗固密度會(huì)出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)塌煤，爐頂消煙車還會(huì)出現(xiàn)冒黑煙的可能增大，因此要區(qū)別對(duì)待。對(duì)于搗固煉焦，入爐煤水分可控制在10%左右。

（4）通過(guò)配添適量的如瀝青、焦粉等黏結(jié)劑和瘦化劑，提高焦炭質(zhì)量。為了改善煤的結(jié)焦性，在入爐煤中配入適量的黏結(jié)劑、瘦化劑和反應(yīng)性抑制劑等煉焦，是對(duì)配合煤的一種有針對(duì)性的特殊技術(shù)措施。其中，配入黏結(jié)劑可以改善焦炭強(qiáng)度和熱性質(zhì)，可以替代強(qiáng)黏結(jié)煤或增加非黏結(jié)煤用量，缺點(diǎn)是煉焦過(guò)程中生產(chǎn)的沉積碳較多，容易堵塞焦?fàn)t上升管，故只能少量配入；配入瘦化劑可以減少收縮系數(shù)，還能減少層間的收縮差，降低層間應(yīng)力。另外，對(duì)黏結(jié)性較強(qiáng)而揮發(fā)分偏高的，配以適量的細(xì)焦粉，可以在維持焦炭耐磨強(qiáng)度M10的前提下，提高抗碎強(qiáng)度M40和大于40mm的塊焦率。

（5）煉焦煤的新技術(shù)---入爐煤預(yù)熱工藝。入爐煤在入爐前用氣體熱載體或固體熱載體快速加熱到熱分解開(kāi)始前溫度（150℃-250℃），然后再進(jìn)行裝爐煉焦，可以改善煤料的黏結(jié)性和炭化室結(jié)焦過(guò)程，還可以增加氣煤用量，提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力，改善焦炭質(zhì)量。實(shí)例表明：預(yù)熱入爐煤煉焦所得焦炭與同一煤料的濕煤煉焦相比，其密度大、氣孔小，常溫強(qiáng)度與熱態(tài)性能改善，平均粒徑為40-80mm粒級(jí)的百分率增加。此外，由于煤中部分不穩(wěn)定有機(jī)硫在預(yù)熱時(shí)能夠發(fā)生熱分解，從而使焦炭含硫降低；預(yù)熱入爐煤還可以使炭化室寬向爐料的溫度梯度減小，有利于降低半焦-焦炭層內(nèi)相鄰間的收縮應(yīng)力，從而減小焦炭裂紋。煤預(yù)熱技術(shù)雖然具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，但存在許多技術(shù)難點(diǎn)，還有待于煉焦工作者去開(kāi)發(fā)、完善，使之更好的為我們服務(wù)。

焦炭質(zhì)量控制是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，除了對(duì)入爐煤的質(zhì)量控制，加熱過(guò)程中的工藝控制如煉焦方式、加熱的均勻性、結(jié)焦時(shí)間等也非常重要。只有從源頭抓起，采取各種有效的質(zhì)量管理措施，并在生產(chǎn)中推廣使用先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝，才能保證了焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定和提高。

［1］煉焦學(xué)，姚昭章，鄭明東主編.3版.北京：冶金工業(yè)出版社，2005.9.

［2］郭樹(shù)才主編.煤化工工藝學(xué).2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.4.

［3］鄭明東，水恒福，崔平編著.煉焦新工藝技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.1.