煉焦廠配煤調濕技術方案探討

摘要：焦化行業屬于高污染高耗能行業，是節能減排降耗重點行業。只有改進焦化技術，才能降低能源消耗，減少環境污染，提高焦化行業生產效率和生產質量，使之可持續發展。煉焦廠配煤調濕是在焦煤還未裝爐時進行調濕處理，這是一個簡單且能起到節能減排效果的可行性措施。文章通過煉焦廠配煤調濕技術的發展現狀研究，闡述了目前存在的三種煤調濕方法，分析了其作用與意義。

關鍵詞：煉焦廠；配煤調濕技術；節能減排；焦化行業；調濕方法 文獻標識碼：A

中圖分類號：TQ522 文章編號：1009-2374（2015）05-0168-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0416

我國是生產和消費大國，焦煤在我國的使用范圍尤其廣泛。據統計，2010年我國的焦煤產量達到3.88億噸，消費量達3.84億噸；2011年更是達到了4.2億噸，消費量是4.0億噸，生產和消費量穩居世界第一，占世界總量的60%。但焦化行業是一個高污染、高耗能行業，在焦化過程中產生的廢氣、廢煙氣等污染物，不僅會對環境造成污染，而且還對人體本身存在著一定的危害性。焦化行業是節能減排的重中之重，資源和環境問題成為影響焦化行業繼續向前發展的瓶頸，只有對焦化行業進行技術改革，降低污染消耗，才能實現焦化行業的可持續發展。

1 煉焦廠配煤調濕技術的發展歷程與現狀

煤調技術是在焦煤輕度熱解預處理技術的基礎上發展起來并得到廣泛應用的。它的操作原理是：將煤加熱到一定溫度時，使煤完全干燥脫水，直至其發生輕度熱解后再裝爐煉焦。焦煤在經過熱預處理后，堆積密度得到提高，同時增加了焦煤在炭化室中的填裝量，使得煉焦速度提升，縮短了焦煤的生產周期，達到增產的效果，同時還提高了焦炭的質量。20世紀中期，焦炭生產國開始了工業化試驗和推廣，但由于科技發展有限，該工藝對設備的要求極高，且工藝過程極為復雜，對配煤技術和焦爐結構的匹配性要求高，由于堆積密度的增加，煤在煉焦過程中不斷膨脹，造成很多壓力，導致爐墻損壞，減少了焦爐的使用壽命。還有生產過程中帶來的一系列環境污染問題，與當代科學發展觀的理論相悖，使得該項工藝技術使用受到限制，現在早已停用。

針對上述問題，20世紀80年代的時候，日本開發出焦煤預熱調濕技術，它的操作原理是：裝爐前，利用煉焦過程中殘留的余熱，將焦煤中部分水分保留在一定值，提高煤的溫度，最后完成裝煤煉焦過程。煤一般較干燥，煤調濕的好處就是能將水分控制住，確保煤在入爐后水分穩定。煤調濕工藝既操作簡單，節能環保，又能創造經濟效益，受到全世界的普遍關注。截至2010年，日本的焦化廠中，煤調濕裝置占據焦爐總數的70.5%，成為主要的煉煤方式。我國焦化行業煤調濕技術起步較晚，目前雖然只有少數企業采用，但已引起業界關注，相信不久的將來，我國在原有技術上，根據我國的實際發展水平，采取既經濟又環保的煉煤技術指日可待。

焦煤預熱調濕技術在日本得到開發利用后，技術不斷創新和升級，先后已有三代技術開發并應用著。我國企業研究機構做出了相應的調研工作，并取得突破性進展。例如：中科院工程研究所研制而出的以熱煙氣為載體，復合床直接換熱的技術上做了全新設計，綜合濕度與功能，在提高設備處理能力的前提下，降低動力能耗，使得核心技術得以突破和發展，擁有了自主知識產權，推動了煤調濕技術在我國的推廣及應用。

2 三代煉焦廠配煤調濕技術的比較

2.1 第一代煤調濕技術的原理及特點

第一代煤調濕技術的原理即是：將焦爐的煙道氣用熱導油吸收，然后把煙道氣與上升管處的荒煤氣作為熱源，與濕煤在多管回轉干燥機之內間接換熱，完成煤調濕工藝。

特點有：（1）工藝較復雜，導熱油系統分為循環系統及廢熱回收系統，從爐頂到煙道再到備煤系統所需時間較長，流程很復雜，且占地面積大，投資高；（2）設備較復雜，換熱器內部結構復雜，內部含有碳化硅，既包含導熱油換熱部分，也包括軟水冷卻部分，同時還要注意壓縮空氣時及時清掃導熱油換熱部分；（3）爐頂管道較多，導致操作起來異常繁瑣，出現問題時候要仔細檢查，耽誤時間較久。

2.2 第二代煤調濕技術的原理及特點

第二代煤調濕技術的原理即是：將干熄焦發電后產生的背壓汽作為熱源，與濕煤在多管回轉干燥機之內間接換熱，完成煤調濕工藝。干燥機的使用模式是蒸汽走管內、煤走管外。

特點有：（1）整體布局較緊湊，操作流程比較方便且十分簡單，能量利用率高，設備運行安全性高；（2）干燥機排氣速度較慢，因此攜帶的灰塵較少，不需要專門去設置龐大的除塵設施，節省空間資源，同時節約成本；（3）熱源依靠CDQ發電，然后由管網供給，調控靈活，溫度、壓力穩定。

2.3 第三代煤調濕技術的原理及特點

第三代煤調濕技術的原理即是利用焦爐煙道氣，在流化床內煉焦煤與其直接進行熱交換。

特點有：（1）上部氣體流速較小，且攜帶的灰塵較少；（2）設備的阻力較小，降低了熱風輸送系統的電力消耗成本，節約能源；（3）采用風動原理，無需機械傳動，結構形式較為獨特，減少維護工作。

3 煉焦廠采用配煤調濕技術后的成效

（1）當煤料含水量降低1%時，煉焦過程中所耗熱量就會降低62.0MJ/t，煤料水分從11%下降到6%時，煉焦耗熱量就節省了11%；（2）裝爐煤的水分一旦降低，煉煤速度就會得以提高，結焦時間縮短，使焦炭質量得到改善。含水量在9%～10%時，裝爐煤在進行干燥調濕后水分會下降至5%～6.5%，同時裝爐煤的堆密度會提高至6.9%，將結焦時間縮短了4%，這兩樣技術聯合使用會提高焦爐的生產效率，將生產能力提高了11%左右；（3）煤料水分降低后，減少了1/3的剩余氨水量，也減少了1/3的剩余氨水蒸氨所用蒸汽，使得廢水處理裝置的生產負荷減輕；（4）對能源利用率低，能源消耗少，減少了溫室效應，每噸煤減少了35.8千克二氧化碳的排放，保護環境，做到高效率，低污染；（5）煤料水分保持在6%的固定值上，保證了煤料的堆密度和干餾速度，

改善了焦爐操作流程，實現真正意義上的降耗增產。

4 煉焦廠采用配煤調濕技術存在的問題

目前我們使用的三種煤調濕技術在運行過程中還存在種種問題，甚至有些技術設備配備完成后，出現的很多問題沒法解決，導致設備閑置荒廢。

煤調濕工藝選型，目前大家考慮的關鍵所在就是，能否在節能降耗的前提下做到高效穩定的生產，節能減排是實施煤調濕技術的主要目的，因此在選擇方案時企業要充分考慮自身的資源優勢，最大限度地利用富產能源，最終達到節能降耗的目的。例如：我國的寶鋼、太鋼和攀鋼，都有CDQ發電裝置，將背壓蒸汽作為熱源，利用蒸汽回轉干燥機法進行煤調濕技術較合理。這類技術操作成本較低，運行需要的操作人員較少，技術運行較穩定，節約了人工成本，同時也高速有效，是國內外最常使用的技術，我國大型企業應該借鑒，利用自身資源配置，采用合適的煤調濕技術，改善焦煤環境及

產量。

清潔生產也是煤調濕技術中需要重點考慮的問題之一，煤調濕后，煤的水分自然會降低，在裝置和輸送煤的過程中，如果收塵裝置設計不合理，粉塵就極易散落，導致環境惡劣，如果煤粉堆積到一定量后，容易自動引燃并爆炸，給生命安全造成威脅；干燥的煤粉帶有一定水分，如果采用布袋收塵，會使得布袋堵塞，最終影響收塵效果，這時應采用向布袋加入額外焦爐尾氣或者熱煙氣的方法，將尾氣溫度提高，使得收塵裝置順利進行，最終達到環保的效果。

由于我國是焦煤生產和消費大國，焦煤資源比較豐富，同時市場需求大，焦煤經過一代代人的開采后，資源十分緊缺，再加上市場交易較為混亂，政府管轄范圍有限，很多不良商家在開采時不惜以犧牲環境為代價獲取金錢上的利益，導致目前環境污染問題越來越嚴重，溫室效應也越來越顯著，面對這樣的局面，除了改進生產方式，政府更是要加大市場監管力度。

5 結語

綜上所述，煉焦廠配煤調濕技術是經過不斷的技術改革，不斷的科研創新演變而來的新型技術，該項技術的發明使得處于瓶頸期的焦化行業有了希望，在科學發展觀的前提下，在人與自然和諧相處的思想引導下，煤調濕技術應運而生，最大限度地增加了焦煤的產量，同時，做到了節能減排，我國應該在科學技術不斷發展的今天，借鑒國外較為先進的技術，加強學習，結合本國焦化行業的特點，不斷促進焦化行業向前發展。

參考文獻

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作者簡介：張正一（1986-），男，河南滎陽人，青海鹽湖鎂業有限公司助理工程師，研究方向：焦化項目技術管理；程延龍（1988-），男，青海互助人，青海鹽湖鎂業有限公司助理工程師，研究方向：焦化項目生產管理；韓宛靜

（1985-），女，河南舞陽人，青海鋰業有限公司助理工程師，研究方向：化工安全管理。

（責任編輯：王 波）