節能降耗源頭抓起 優化配煤選添加劑

摘要：通過分析配煤中資源緊張的局面，為切實達到節能降耗增效的目的，通過分析理論、結合實踐，山東兗礦國際焦化有限公司成功選用焦粉做添加劑來優化煉焦的配煤，帶來多方面的良好效益。

關鍵詞：節能降耗 配煤 添加劑

1 概述

一般焦化企業成本費用的80%～90%都花在了煉焦的原料煤上面。如何盡量壓低焦爐煉焦煤的原料成本，一直是各個焦化企業關心的熱點。

山東兗礦國際焦化有限公司2×60孔的7.63m焦爐，是中國第一座7.63米炭化室特大型焦爐，生產的焦炭主要是面對特大型鋼廠所需的特種焦，這種焦炭的指標高于國標一級冶金焦的標準。作為國內首座特大型焦爐，在煉焦配煤方案上無借鑒的經驗。國際焦化在做了大量配煤試驗后，逐漸優化配煤方案，最終達到了特大型鋼廠要求的焦炭質量目標。

配煤是現代煉焦生產的重要技術，是指將氣煤、肥煤、瘦煤、焦煤、1/3焦煤等煉焦用煤按照不同的比例混合后配成煉焦用煤。中國煉焦煤并不豐富，而且分布極不平衡，特別是肥煤和瘦煤儲量很少，不能滿足生產的需要。國際焦化地處兗州新兗鎮，附近礦區主要生產氣煤，瘦煤需要河南、山西等省份供應。煉焦煤作為非可再生資源，隨著煤礦開采的進行、儲量下降，價格逐漸變高是大勢所趨。

發展配煤煉焦技術歷來是我國合理利用煉焦煤資源和提高焦炭質量的主要措施。在我國，小型焦爐在降低配煤原料成本方面有向配合煤中加添加劑的成功實例。他山之石可以攻玉，參考小型焦爐的成果，為降低7.63m特大型焦爐配合煤成本、優化配煤方案，國際焦化開始了向配合煤中加添加劑的試驗。

2 理論依據和實踐經驗

國內比較成熟和常見的添加劑應用實例主要是選擇焦粉作為添加劑代替部分瘦煤，這有理論和實踐兩方面的支撐。

根據煉焦學中互換性配煤的原理：在配煤時，當配合煤有較強粘結性時，加入一定量焦粉或無煙煤有利于焦炭質量提高。焦粉在配煤中對煤料起瘦化作用，減緩裂紋產生，從而提高焦炭塊度并使焦炭致密，這主要是焦粉可以提高半焦強度的作用、減少相鄰半焦層間的收縮差，從而達到提高焦炭強度的效果。這在煉焦中簡稱為“焦粉回配”或“回配焦粉”。

回配焦粉，可以使煉焦生產的焦炭塊焦率明顯增加：在同樣煤質情況下，不添加粘結劑，要保證焦炭質量，焦粉細度至關重要。焦粉配煤煉焦成敗及焦炭質量變化主要取決于焦粉的細度和配比，焦粉粒度在1～1.5mm之間可以成焦，但焦炭強度低，1.5mm以上時焦炭強度極低，負作用大。大量試驗和研究表明焦粉回配粒度指標控制在小于1mm達96%，0.2mm在20%～30%之間。焦粉配入量不能過大（一般配比量在配煤比例中不大于3%），超過配煤總比例5%時生產的焦炭強度下降，而且焦炭蜂窩較多。當焦粉配入量在5%～7%時，煤料灰分提高、揮發份產率下降、粘結明顯下降。

從成本上分析，瘦煤的市場價大約1570元/噸，而焦粉的市場價大約1280元/噸，焦粉研磨加工成本按照230元/噸計算，每用一噸焦粉代替一噸瘦煤，就可以降低60元（即1570-1280-230）的原料費用。在配煤這一生產的源頭環節降耗，產生的經濟效益非常客觀也非常可觀。

綜上，面對煉焦煤供應緊張、價格偏高的局面，考慮到焦炭生產過程中產生大量小于10mm的焦粉，根據焦粉的特性及相關理論依據，借鑒國內焦粉配煤煉焦的實踐經驗，為更合理地利用資源，國際焦化開展焦粉回配煉焦技術的研究應用項目，利用本公司煉焦產生的焦粉，經研磨加工代替部分瘦煤進行回配。

3 小焦爐試驗和大焦爐實踐

焦粉回配是按照這樣的程序進行：首先利用實驗室的40kg小焦爐模擬7.63m特大型焦爐試驗，根據小焦爐試驗的成果確定焦粉回配的配入量和配入要求，然后向7.63m特大型焦爐推廣應

用。

通過試驗研究出適合7.63米焦爐的配比和生產工藝，在煉焦配煤中摻配焦粉可先少后多，摻配比例根據焦炭質量進行調整，原則上要小于3%。通過試驗數據分析，摻配焦沫2%～3%時，焦炭質量比較穩定；配入要求主要是焦粉粒度：1mm焦粉控制在96%以上。

配入量和配入要求確定之后，需要選擇特大型焦爐配煤工藝流程中的焦粉回配最佳配入點。經過對7.63m焦爐配煤整個系統的現場情況考察，考慮到由于堆取料機的尾車長度影響及堆取料操作范圍限制，在煤場每個區的最北端都有一個長約50m的操作死區，該區域為硬化地面。瘦煤存放點位于煤場第三區南端，我們就將焦粉研磨場地選擇在煤場第三區北端的這個約50m×40m操作死區內，該區域左右兩邊分別為兩臺皮帶機靠近機尾的部分。將堆取料機的操作死區放置焦粉研磨設備，就地處理后就近摻配到瘦煤之中，研磨場地非常合適，摻配時避免了焦粉長距離的倒運和運輸。

在該區域安裝球磨機和干料棚后，仍然留有較大場地作為焦粉的晾曬場地，通過多次操作驗證，本廠產生的10mm以下焦粉一般晴好天氣情況下攤開晾曬，2至3天時間即可將水分降至3%以下滿足研磨水分要求。因此減少了烘干設備的投入及其附屬燃氣管道的設計施工以及燃氣消耗。水源接至球磨機軸承冷卻水入口，出水接至加濕裝置將研磨后的焦粉加濕至水分含量10%左右，方便摻配操作且防止粉塵污染。研磨后的焦粉就地堆放，在進行堆取料機取瘦煤操作時通過可移動皮帶機將焦粉打至皮帶機上，實現焦粉與瘦煤的摻混。

歷經幾個月的試驗，添加劑試驗項目終于在2008年下半年成功——7.63m焦爐加入不大于3%焦粉后焦炭的質量指標穩定。

4 效益

由于焦粉的市場價格低于瘦煤的市場價格，上文提到每回配一噸焦粉大約節約60元，如果每天回配20噸焦粉，由于焦化生產的連續性，一年365天節約的費用為：60元/噸×20噸/天×365天/年=438000元/年；在焦粉回配量不大于3%的前提下，如果每天回配的焦粉翻番（即達到每天回配40噸焦粉），那么產生的經濟效益也會翻番；經濟效益隨焦粉回配量的增加而增大。

焦粉回配降低了產品焦炭的庫存、循環利用減少了焦粉流通環節節約了煉焦煤資源，具有很好的社會效益。

優化配煤方案選擇焦粉作為添加劑，從企業生產源頭節能降耗，一舉多得。

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