低粘結(jié)煤對搗固煉焦影響分析及對策

馬萍玲

(青海鹽湖鎂業(yè)有限公司,青海 格爾木 816000)

青海鹽湖鎂業(yè)有限公司(以下簡稱“公司”)焦化廠是金屬鎂一體化循環(huán)經(jīng)濟中的重要項目之一，設計焦炭產(chǎn)量240萬t/a，采用4個60孔焦爐布置在同一條中心線上，4個炭化室高5.5 m的JNDK55-07型搗固焦爐。煉焦爐相配套建設兩套新型濕法熄焦系統(tǒng)和兩套160 t/h干熄焦裝置。正常生產(chǎn)時采用干熄焦，濕法熄焦系統(tǒng)作為備用。焦煤在產(chǎn)業(yè)鏈中實現(xiàn)了“吃干榨盡”，洗煤過程中產(chǎn)生的煤泥、煤矸石運輸至動力廠產(chǎn)生蒸汽或發(fā)電；焦爐煤氣經(jīng)天然氣置換后運輸至甲醇廠生產(chǎn)甲醇；焦油出廠外售；焦炭和石灰在電石爐熔融狀態(tài)下生產(chǎn)出電石。

1 煤質(zhì)的粘結(jié)性的影響

煤的粘結(jié)性指煙煤在受熱時本體粘結(jié)或與外加惰性物質(zhì)粘結(jié)的能力，它是評價工業(yè)用煤特別是煉焦煤的主要指標。煤的結(jié)焦性是煤隔絕空氣受熱后生成具有一定塊度和足夠優(yōu)質(zhì)焦炭的能力，是煤在干餾時能夠結(jié)成焦炭的性能，即焦炭的強度和塊度等性能。煤的粘結(jié)性是煤是否具有結(jié)焦性的先決條件，煤的粘結(jié)能力在一定程度上反映煤的結(jié)焦性。弱粘結(jié)性的煤結(jié)焦性能一定很低，沒有粘結(jié)性的煤就不存在結(jié)焦性。

煉焦煤的粘結(jié)指數(shù)反映煉焦煤熱加工的特性,粘結(jié)指數(shù)是評價煉焦煤一項重要指標。煤的本質(zhì)因素就是煤的粘結(jié)性,煤的結(jié)焦性也和煤的粘結(jié)性密切相關(guān)。煉焦煤的粘結(jié)指數(shù)的準確檢測,反映煉焦煤質(zhì)量，對于判定煤種,合理利用煤資源優(yōu)化配煤及組織煉焦生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。

2 配合煤煤質(zhì)要求

對于焦化生產(chǎn)來說，確定一個好的配煤比是非常重要的，配煤比需要配煤試驗來確定，焦化單位對配合煤煤質(zhì)指標控制要求如表1。

表1 煤質(zhì)指標Tab.1 Index of coal quality

公司所用煉焦煤是采用烏海的精煤和經(jīng)過洗選的木里煤,由鹽湖選煤廠的硬、軟質(zhì)煤經(jīng)皮帶輸送機運送至焦化廠備煤設施的轉(zhuǎn)運站。煉焦煤配比后，送至焦化焦爐。搗鼓側(cè)裝焦爐，裝爐煤為配合煤。備煤設施送來的配煤裝入煤塔。煤塔內(nèi)煤經(jīng)計量后由裝煤車送至炭化室內(nèi)，配合煤在炭化室內(nèi)經(jīng)過一個結(jié)焦周期的高溫干餾煉生產(chǎn)焦炭和荒煤氣。成熟的焦炭由推焦機推出，經(jīng)攔焦機導入焦罐車內(nèi)(或熄焦車內(nèi))進行熄焦作業(yè)(工藝流程如圖1)。煉焦系統(tǒng)包括備(配)煤系統(tǒng)、篩焦系統(tǒng)、煤氣凈化系統(tǒng)和輔助生產(chǎn)設施，干法熄焦裝置處理能力為2×160 t/h。

圖1 煉焦工藝流程簡圖Fig.1 Flow chart of coking process

3 煉焦煤質(zhì)量控制

煉焦煤間斷地不定時進廠，依據(jù)煉焦煤火車進廠時間點，對進廠焦煤分別進行火車采樣、儲煤倉內(nèi)人工采樣、2號煤倉皮帶采樣、進焦化廠皮帶采樣和火車車皮上人工采樣。表2為2020年煉焦煤粘結(jié)指數(shù)統(tǒng)計數(shù)。

表2 2020-01～03煉焦煤粘結(jié)指數(shù)統(tǒng)計表Tab.2 Statistics of caking index of caking coal from January to March in 2020

進焦化廠煉焦煤粘結(jié)指數(shù)測定進行兩化驗室檢測數(shù)據(jù)對比，兩化驗室檢測焦煤G值差值均在標準允許誤差范圍之內(nèi)(≤4)。焦煤的粘結(jié)指數(shù)值達到進廠焦煤采購合同指標要求>65，而氣煤的粘結(jié)指數(shù)值不符合進廠氣煤采購合同指標要求≥65。

4 入爐煤質(zhì)粘結(jié)低，出現(xiàn)推焦困難

焦化廠進廠使用木里1/3焦煤和蘇里氣煤按1/3焦煤和氣煤進行90%:10%配煤比。入爐煤質(zhì)指標如表3。

表3 入爐煤質(zhì)指標(2020)Tab.3 Quality index of coal in furnace(2020)

煉焦煤的粘結(jié)指數(shù)波動較大，粘結(jié)指數(shù)偏低，未達到煉焦煤規(guī)定指標要求。入爐煤粘結(jié)指數(shù)平均為48,入爐煤的粘結(jié)指數(shù)降低，收縮度減小，導致焦餅的收縮程度不夠，焦餅與炭化室墻面之間產(chǎn)生縫隙。那么推桿的推力不僅對炭化室底部產(chǎn)生摩擦力，而且對炭化室墻面也產(chǎn)生很大摩擦力。摩擦力阻止焦餅移動，即焦餅移動困難，費力或推不動。陸續(xù)出現(xiàn)焦爐推供困難現(xiàn)象。如：2020-03-21 139#、130#、125#；2020-03-25 187#、193#；2020-03-26 172#、231#；2020-03-28 124#；2020-03-29 156#、161#，嚴重影響了焦化廠正常生產(chǎn)，具體情況如下:

(1)由于入爐煤粘結(jié)指數(shù)低推焦阻力增大，造成焦爐爐墻串漏，炭化室爐墻損壞。

(2)推焦困難造成攔焦車導焦柵、炮焦車等設備易損壞導致檢修次數(shù)增多和檢修不確定性。

(3)入爐煤粘結(jié)指數(shù)較低，焦炭收縮率降低導致焦粉量由3%增加到10%，焦粉含量過大。有時出現(xiàn)機焦側(cè)垮焦，崗位推焦裝煤操作時間增加。

5 制定相應的措施

(1)嚴格控制進廠煉焦煤質(zhì)量，達到煉焦煤質(zhì)量指標要求，保證配合煤質(zhì)量。

(2)不同供應商不同煤種應分堆煤倉存儲放置，避免不同的煤互相污染，影響煤質(zhì)粘結(jié)指數(shù)值，便于煤的質(zhì)量調(diào)查追溯。若條件限制，無法擁有相應煤倉的，一定要求同一倉內(nèi)焦煤和氣煤分開堆放。

(3)不定期清理煤倉倉底煤灰，放置時間越長煤灰含量越高，會導致倉內(nèi)煤質(zhì)粘結(jié)指數(shù)偏低。

6 結(jié)論

煉焦煤質(zhì)量不穩(wěn)定，煤質(zhì)粘結(jié)指數(shù)值忽高忽低，煤質(zhì)粘結(jié)指數(shù)偏低是導致煉焦時不宜結(jié)焦，推焦困難的主要原因，對生產(chǎn)影響較大。通過以上措施實施，改善煉焦煤質(zhì)量，穩(wěn)定煉焦煤粘結(jié)指數(shù)值、穩(wěn)定配煤比例，便于備煤操作和生產(chǎn)管理。搗固煉焦生產(chǎn)，只有在穩(wěn)定、適合的配合煤質(zhì)量情況下，才能避免出現(xiàn)推焦困難，才能保證焦爐穩(wěn)定，減少設備事故，從而進一步保證焦炭質(zhì)量和產(chǎn)量。