焦油渣干化處理的應(yīng)用與實(shí)踐

黃希，鄒積銳，任瑞峰，胡學(xué)松，夏念念

（馬鋼煤焦化公司，安徽馬鞍山 243000）

引言

寶武馬鋼煤焦化公司南區(qū)凈化單元現(xiàn)有6臺(tái)機(jī)械化焦油氨水澄清槽，冷凝液在焦油氨水澄清槽中重力靜置分為三層，上層為氨水，中部為焦油，底部為焦油渣。焦油渣通過刮板推送至澄清槽頭部排出。原工藝直接通過焦油渣箱收集，定期鏟送至煤場單元與煤混合處理。排出焦油渣的同時(shí)排出部分焦油和氨水，焦油渣僅占排出量的50%左右［1］。該焦油渣混合物在運(yùn)輸及卸料過程中極易拋灑或附著，且產(chǎn)生一定含有硫化氫和氨的煙氣，現(xiàn)場環(huán)境較惡劣。同時(shí)焦油渣含有的焦油重新回到備煤系統(tǒng)，在高溫?zé)捊惯^程中造成焦油損失?；旌线^程易造成煤粘接，影響皮帶輸送和配煤質(zhì)量。2020 年12 月通過引入焦油渣干化裝置，有效解決以上問題，取得較好效果。

1 工藝流程及技術(shù)指標(biāo)

本系統(tǒng)采用在全系統(tǒng)密封狀態(tài)下將焦油渣含有的煤焦油和渣粉進(jìn)行分離。首先將焦油氨水澄清槽排出的焦油渣與一定比例的焦油在加熱的條件下充分?jǐn)嚢瑁菇褂驮３忠欢鲃?dòng)性。加熱熱源來自焦油氨水澄清槽分離出的熱氨水。充分?jǐn)嚢韬蟮慕褂驮粤鬟M(jìn)入研磨機(jī)進(jìn)行破碎，在通過輸送泵送至離心機(jī)分離處焦油、氨水和焦油渣。分離出的焦油、氨水重新回到機(jī)械化焦油氨水澄清槽。焦油渣進(jìn)入緩存料斗，集中排入裝載車。工藝流程示意圖見圖1。

圖1 焦油渣干化處置流程圖簡圖

焦油渣干化裝置主要由焦油渣液化罐、焦油渣研磨機(jī)、焦油渣輸送泵、焦油渣分離裝置、電液動(dòng)插板閥及干粉斗組成，主要設(shè)備清單見表1。

表1 主要設(shè)備清單

由焦油氨水澄清槽分離出來的焦油渣通過刮板機(jī)進(jìn)入3 臺(tái)焦油渣液化罐，液化罐設(shè)溫度及液位遠(yuǎn)程、現(xiàn)場測點(diǎn)，控制液化罐溫度65 ℃左右，根據(jù)焦油液化罐液位計(jì)調(diào)整配入的焦油比例，同時(shí)根據(jù)液位進(jìn)行焦油渣的干化操作。經(jīng)焦油渣液化罐加熱液化后，進(jìn)入2 組焦油渣研磨機(jī)（1 用1 備），對大顆粒焦油渣進(jìn)行進(jìn)一步研磨粉碎，再進(jìn)入輸送泵（1 用1 備）。通過輸送泵進(jìn)入干化離心機(jī)前總管，進(jìn)入干化離心機(jī)進(jìn)行液化焦油渣的分離，焦油渣被濾網(wǎng)過濾后進(jìn)入下部料斗。焦油干化離心機(jī)放散氣通過放散氣管道進(jìn)入負(fù)壓荒煤氣管道，通過負(fù)壓荒煤氣管道前調(diào)閥控制放散氣壓力處于微負(fù)壓狀態(tài)。焦油渣干化裝置工藝流程見圖2。主要工藝技術(shù)指標(biāo)詳見表2。

圖2 焦油渣干化裝置工藝流程

表2 工藝技術(shù)指標(biāo)

2 應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題與對策

問題1：焦油渣分離后的焦油氨水液相返回系統(tǒng)二次分離效果不佳，造成部分焦油浮于頂部進(jìn)入氨水系統(tǒng)，影響氨水質(zhì)量。

對策：將焦油渣離心分離出的焦油氨水送入焦油氨水澄清槽中部進(jìn)行二次焦油氨水分離。一般通過原有設(shè)備預(yù)留備用接口，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注預(yù)留接口是否伸入澄清槽中部，否則易出現(xiàn)部分焦油浮于頂部進(jìn)入氨水系統(tǒng)，影響氨水質(zhì)量。

問題2：焦油渣離心裝置濾網(wǎng)頻繁堵塞，造成焦油渣分離效果下降，嚴(yán)重導(dǎo)致焦油分離不暢，焦油氨水滿溢。同時(shí)部分濾網(wǎng)堵塞后，部分焦油渣將附著在濾網(wǎng)上，造成離心裝置偏心，因其設(shè)備震動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至造成設(shè)備損壞：

對策：根據(jù)實(shí)際使用效果，濾網(wǎng)規(guī)格選用目數(shù)越高，焦油渣分離效果越好，但更容易發(fā)生堵塞，反而影響出渣質(zhì)量。因此通過在離心機(jī)本體增加震動(dòng)檢測裝置，監(jiān)控離心裝置運(yùn)轉(zhuǎn)震動(dòng)情況。當(dāng)震動(dòng)至突然增加，應(yīng)及時(shí)檢查和更換濾網(wǎng)。濾網(wǎng)目數(shù)一般根據(jù)實(shí)際排渣干化效果，盡量在滿足使用要求前提下，提高濾網(wǎng)目數(shù)，我廠根據(jù)現(xiàn)場情況，目前采用40目不銹鋼濾網(wǎng)。

問題3：焦油渣流動(dòng)性差，冬季易出現(xiàn)液化罐出口堵塞問題，影響系統(tǒng)正常排渣：

對策：由于焦油渣是連續(xù)排出且一般液化罐不考慮設(shè)置備用設(shè)備。因此液化罐能否穩(wěn)定運(yùn)行是十分關(guān)鍵的。若出口出現(xiàn)堵塞，且不能及時(shí)疏通，將直接影響焦油渣分離設(shè)備正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)將影響焦油正常輸送。應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際排出焦油渣的性狀，摸索液化罐焦油配比，保證液化罐內(nèi)混合物料其有良好流動(dòng)性。當(dāng)氣溫較低時(shí)應(yīng)更加關(guān)注，防止管道堵塞故障。實(shí)際操作中，應(yīng)堅(jiān)持每次排渣后及時(shí)用熱氨水充分清洗管道，避免堵塞。我廠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)配入焦油比例應(yīng)不少于20%時(shí)，可保證液化罐內(nèi)混合物有較好流動(dòng)性。

3 應(yīng)用效果

從表3 中可以看出焦油渣干化裝置投用后，焦油渣送至備煤系統(tǒng)總量較應(yīng)用前減少約80%。干化后的焦油渣呈幾乎不黏稠的粉狀顆粒，現(xiàn)場環(huán)境大大改善，同時(shí)原焦油渣中含有的焦油得到很好回收利用。焦油渣中焦油按照30%計(jì)算，每年可多回收焦油約750 t，實(shí)現(xiàn)增效約220萬元。

表3 焦油渣干化裝置應(yīng)用前后排送量對比

通過焦油渣罐替代原有焦油渣箱后，焦油氨水澄清槽基本實(shí)現(xiàn)全密封，原有排渣口放出大量氨水等問題被有效解決。進(jìn)一步結(jié)合負(fù)壓放散氣回收系統(tǒng)，能夠有效減少焦油氨水澄清槽煙氣的現(xiàn)場無組織排放，同時(shí)減少敞口部位因負(fù)壓回收放散氣而吸入的空氣量，有利于煤氣含氧和煤氣質(zhì)量穩(wěn)定。

圖3 焦油渣干化前（左）后（右）效果對比

4 結(jié)束語

焦油渣干化裝置的投用，使原本敞口的焦油渣排渣口實(shí)現(xiàn)全封閉，并且得到了干燥的焦油渣組分，為現(xiàn)場環(huán)境帶來了極大的改善，同時(shí)降低了焦油渣處置的人工勞動(dòng)工作量。焦油渣內(nèi)焦油、氨水的脫除回收也有良好的經(jīng)濟(jì)收益。焦油渣裝置能否穩(wěn)定運(yùn)行是非常重要的，如何保證裝置不發(fā)生堵塞，摸索、穩(wěn)定焦油渣離心機(jī)濾網(wǎng)更換頻次是保證裝置運(yùn)行的關(guān)鍵問題。