改善煉焦工藝擴大煉焦用煤范圍

李攀

摘要：隨著我國煤炭行業(yè)的迅速發(fā)展，帶動了我國煉焦行業(yè)的騰飛。我國煤炭具有儲量大、分布不均、優(yōu)質(zhì)煤炭資源少等特點。由于我國煤炭行業(yè)前期開發(fā)使用過度導(dǎo)致我國的焦煤儲量日益減少，另外由于煤炭開發(fā)的技術(shù)性和危險性較高，這就造成了焦煤價格連年上漲，且行業(yè)內(nèi)競爭日益加劇。為了保證焦煤行業(yè)健康穩(wěn)定可持續(xù)的發(fā)展，改善煉焦工藝勢在必行。也就是說只有煉焦工藝的改善，擴大煉焦用煤范圍才能緩解我國煉焦行業(yè)的緊張局面，使我國的煉焦行業(yè)處于一種良性循環(huán)中。

關(guān)鍵詞：煉焦工藝；用煤范圍；影響因素

1限制煉焦用煤范圍擴大的各種影響因素分析

1.1煤料堆密度方面的影響

為了擴大煉焦用煤范圍，需要對各種影響因素進(jìn)行分析。其中，煤料堆密度對煤料間隙有著一定的影響：二者之間為反相關(guān)的關(guān)系。即煤料堆密度變大時煤料間隙會變小。因此，為了保持煤料界面良好的結(jié)合效果，應(yīng)選擇性能可靠的膠質(zhì)體，按照合理的方式對煤料間隙進(jìn)行有效填充。形成膠質(zhì)體析出大量的氣體時，由于煤料間的間隙發(fā)生了變化，會增強它們間的緊密性。隨著時間的推移，會使膠質(zhì)體穩(wěn)定性增強。這就需要生產(chǎn)術(shù)人員在煤料煉焦中注重煤料堆密度提高，優(yōu)化煤炭間的結(jié)構(gòu)，增強其黏性，促使焦炭實際應(yīng)用中能夠保持良好的耐磨性能。但是考慮到焦炭的抗碎性能，應(yīng)注重?zé)捊惯^程中焦炭收縮度變化分析，同時在對煤料堆密度分析中，應(yīng)重點考慮不同種類煤的粒度及水分，將二者控制在有效的范圍內(nèi)，確保煤料堆密度設(shè)置有效性，增強煤料煉焦效果。

1.2入爐煤粉碎工藝方面的影響

如果把煤作為有機巖石來考慮，在煤料的粉碎之中，亮煤、絲炭（阮絲炭）、暗煤、鏡煤和硬絲炭等的抗碎性相對比較大，那么在同樣的惰性條件下，那些抗碎性能較大的惰性組分就存在于煤料的粗粒級中，而那些抗碎性能相對較小的黏結(jié)組分就存在于煤料的細(xì)粒級中。在輸入的時候，由于惰性組分和粘結(jié)性組分容易發(fā)生偏析的現(xiàn)象，就造成了爐煤質(zhì)量的不均，而且粗粒中的一些惰性物質(zhì)會由于與其它巖相成分收縮性不一樣，容易產(chǎn)生很多裂縫。因此，為了通過對惰性的成分進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆鬯閬硐姑旱牧鸭y中心，煉焦人員可以在煤料粉碎過程中采用選擇性粉碎工藝。

1.3煤料加熱速度方面的影響

加熱速度也是影響煤膠質(zhì)體質(zhì)量和數(shù)量的因素，加熱速度關(guān)系到焦煤的膨脹性、流動性。當(dāng)加熱速度變大時，膠質(zhì)體中不揮發(fā)的液態(tài)產(chǎn)物就會增加，達(dá)到一定值后，產(chǎn)率增加會相對變緩慢并逐漸穩(wěn)定。所以，提高加熱速度，增加不揮發(fā)液態(tài)產(chǎn)物的數(shù)量和流動性，對煤料的粘結(jié)性有提高的作用。

1.4注意固化溫度較高的煤種的添加

對于焦炭裂紋的產(chǎn)生原因，經(jīng)過分析可以確定有三種原因：第一是在碳化室內(nèi)煤料中存在垂直爐墻的熱梯度；第二是當(dāng)煤膠質(zhì)凝固后，存在半焦煤收縮的梯度值；第三是因為惰性物質(zhì)的存在也是造成裂紋中心產(chǎn)生的原因。揮發(fā)性能的不同對收縮系數(shù)有很大影響，將固化溫度較高的粉煤按照比例添加，可以調(diào)節(jié)不同煤料的固化溫度和收縮系數(shù)，保證煤炭的質(zhì)量。

2改善煉焦工藝的新型技術(shù)

2.1粘結(jié)劑添加技術(shù)

為了提高焦炭質(zhì)量，需要加強配煤質(zhì)量控制，對其質(zhì)量進(jìn)行有效地檢驗。因此，優(yōu)化煤料粘結(jié)性能的過程中需要在配煤中加入適量的粘結(jié)劑，為煉焦用煤范圍的不斷擴大提供技術(shù)支持。當(dāng)前形勢下隨著我國石油整體生產(chǎn)水平的不斷提升，促使粘接劑的應(yīng)用范圍得以擴大。相比傳統(tǒng)的煤系粘結(jié)劑，石油系列的粘結(jié)劑有著自身獨特的組成結(jié)構(gòu)。實踐應(yīng)用中若型煤比超過了40%，會給推焦作業(yè)造成較大的困難，需要在使用黏結(jié)技術(shù)的過程中注重型煤配比控制，將其保持在30%的范圍內(nèi)，促使添加黏結(jié)劑技術(shù)作用下的煤料粘結(jié)性能得以優(yōu)化。

2.2煤的預(yù)熱技術(shù)

煤的預(yù)熱是指將爐外預(yù)熱到大約200℃煉焦的煤料裝入炭化室內(nèi)進(jìn)行煉焦的過程。通常情況下，在煤料預(yù)熱之后，與濕煤堆的密度相比，裝爐的煤堆密度會得到大幅度的增加，而且裝爐煤堆的密度在分布方面也相對比較均勻，除此之外，煤料在塑性狀態(tài)下的升溫會逐漸緩慢，炭化室內(nèi)溫度場的分布也會發(fā)生相對比較大的變化，膠質(zhì)體溫度間隔區(qū)間也會明顯增大，這就非常有助于煤料的粘結(jié)性和焦炭質(zhì)量的提高。由于煤在預(yù)熱煉焦時的膨脹壓力和推焦電流值都相對比較大，那么就要在煤料中加入適量的收縮性較大的煤。目前，預(yù)熱煤煉焦主要有考泰克（Coaltak）、西姆卡（Simcar）和普列卡邦（Precarbon）這三種類型的工藝。而煤調(diào)濕技術(shù)基本用焦?fàn)t余熱進(jìn)行調(diào)濕或者用干熄焦余熱發(fā)電后的二級蒸汽進(jìn)行間接的換熱。例如，用煙道氣顯熱與濕煤直接或者間接的換熱等。例如，我國某焦化廠用年產(chǎn)量大約為0.70Mt焦炭的焦?fàn)t與煤調(diào)濕技術(shù)進(jìn)行結(jié)合使用，利用焦?fàn)t煙道的廢氣作為熱源，用風(fēng)機鼓人流化床干燥機與煤料直接接觸加熱干燥，將水分減到大約6%，用袋式除塵器將煙道廢氣中的細(xì)煤粉進(jìn)行分離，最后再與粗煤料同時裝進(jìn)煤塔。通過應(yīng)用這套設(shè)備，不僅降低了入爐煤的水分，而且極大地節(jié)約了煉焦的耗熱量。

2.3搗鼓煉焦技術(shù)

搗鼓煉焦技術(shù)是煉焦科技中常見技術(shù)，主要優(yōu)點有：堆密度高、配煤種類多。對于一些揮發(fā)性強、粘結(jié)性較弱的煤炭儲備豐富地區(qū)，是非常高效便捷的煉焦方法，不但可以使焦炭質(zhì)量更好還會提高焦?fàn)t工作效率。搗鼓煉焦雖然有很多優(yōu)點，但是其存在的問題也很多。由于煤塊和爐墻之間的縫隙傳熱效果較差，就需要增加結(jié)焦的時間，單爐工作效率變慢導(dǎo)致整體煉焦產(chǎn)量下滑。在裝卸煤料時，煤爐需要打開，這就會存在大量煙塵，不利于環(huán)境保護(hù)，使工作環(huán)境變的惡劣。搗鼓技術(shù)機械相對來說較為落后，煤炭室溶劑較小，不利于煉焦技術(shù)的發(fā)展。針對這些限制條件，很多國家都對搗固技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行升級和研究。在裝爐工作上，多錘設(shè)計的搗固機的出現(xiàn)大大提高了裝爐工作的效率；搗鼓焦?fàn)t制作比例的增加也改變了對焦炭室容量問題；裝爐凈化設(shè)備大大減少了煙塵問題，使工作環(huán)境更環(huán)保。

3結(jié)語

綜上所述，注重?zé)捊姑涸垂に嚰夹g(shù)的靈活運用，有利于擴大煉焦用煤范圍，提高煉焦行業(yè)的整體市場競爭力，實現(xiàn)其生產(chǎn)效益最大化的長期發(fā)展目標(biāo)。因此，未來煉焦生產(chǎn)過程中應(yīng)給予煉焦工藝足夠的重視，并不斷改善這項工藝，確保其實際生產(chǎn)水平的不斷提升，擴大用煤范圍的基礎(chǔ)上增強工藝適用性。

參考文獻(xiàn)：

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