改善煉焦工藝擴大煉焦用煤范圍

李攀

摘要：隨著我國煤炭行業的迅速發展，帶動了我國煉焦行業的騰飛。我國煤炭具有儲量大、分布不均、優質煤炭資源少等特點。由于我國煤炭行業前期開發使用過度導致我國的焦煤儲量日益減少，另外由于煤炭開發的技術性和危險性較高，這就造成了焦煤價格連年上漲，且行業內競爭日益加劇。為了保證焦煤行業健康穩定可持續的發展，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的緊張局面，使我國的煉焦行業處于一種良性循環中。

關鍵詞：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：二者之間為反相關的關系。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合效果，應選擇性能可靠的膠質體，按照合理的方式對煤料間隙進行有效填充。形成膠質體析出大量的氣體時，由于煤料間的間隙發生了變化，會增強它們間的緊密性。隨著時間的推移，會使膠質體穩定性增強。這就需要生產術人員在煤料煉焦中注重煤料堆密度提高，優化煤炭間的結構，增強其黏性，促使焦炭實際應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，應注重煉焦過程中焦炭收縮度變化分析，同時在對煤料堆密度分析中，應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，確保煤料堆密度設置有效性，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組分就存在于煤料的細粒級中。在輸入的時候，由于惰性組分和粘結性組分容易發生偏析的現象，就造成了爐煤質量的不均，而且粗粒中的一些惰性物質會由于與其它巖相成分收縮性不一樣，容易產生很多裂縫。因此，為了通過對惰性的成分進行恰當的粉碎來消除焦煤的裂紋中心，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體質量和數量的因素，加熱速度關系到焦煤的膨脹性、流動性。當加熱速度變大時，膠質體中不揮發的液態產物就會增加，達到一定值后，產率增加會相對變緩慢并逐漸穩定。所以，提高加熱速度，增加不揮發液態產物的數量和流動性，對煤料的粘結性有提高的作用。

1.4注意固化溫度較高的煤種的添加

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

2改善煉焦工藝的新型技術

2.1粘結劑添加技術

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

2.2煤的預熱技術

煤的預熱是指將爐外預熱到大約200℃煉焦的煤料裝入炭化室內進行煉焦的過程。通常情況下，在煤料預熱之后，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，煤料在塑性狀態下的升溫會逐漸緩慢，炭化室內溫度場的分布也會發生相對比較大的變化，膠質體溫度間隔區間也會明顯增大，這就非常有助于煤料的粘結性和焦炭質量的提高。由于煤在預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。而煤調濕技術基本用焦爐余熱進行調濕或者用干熄焦余熱發電后的二級蒸汽進行間接的換熱。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量大約為0.70Mt焦炭的焦爐與煤調濕技術進行結合使用，利用焦爐煙道的廢氣作為熱源，用風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煤粉進行分離，最后再與粗煤料同時裝進煤塔。通過應用這套設備，不僅降低了入爐煤的水分，而且極大地節約了煉焦的耗熱量。

2.3搗鼓煉焦技術

搗鼓煉焦技術是煉焦科技中常見技術，主要優點有：堆密度高、配煤種類多。對于一些揮發性強、粘結性較弱的煤炭儲備豐富地區，是非常高效便捷的煉焦方法，不但可以使焦炭質量更好還會提高焦爐工作效率。搗鼓煉焦雖然有很多優點，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，就需要增加結焦的時間，單爐工作效率變慢導致整體煉焦產量下滑。在裝卸煤料時，煤爐需要打開，這就會存在大量煙塵，不利于環境保護，使工作環境變的惡劣。搗鼓技術機械相對來說較為落后，煤炭室溶劑較小，不利于煉焦技術的發展。針對這些限制條件，很多國家都對搗固技術和設備進行升級和研究。在裝爐工作上，多錘設計的搗固機的出現大大提高了裝爐工作的效率；搗鼓焦爐制作比例的增加也改變了對焦炭室容量問題；裝爐凈化設備大大減少了煙塵問題，使工作環境更環保。

3結語

綜上所述，注重煉焦煤源工藝技術的靈活運用，有利于擴大煉焦用煤范圍，提高煉焦行業的整體市場競爭力，實現其生產效益最大化的長期發展目標。因此，未來煉焦生產過程中應給予煉焦工藝足夠的重視，并不斷改善這項工藝，確保其實際生產水平的不斷提升，擴大用煤范圍的基礎上增強工藝適用性。

參考文獻：

[1]優化煉焦工藝過程控制有效降低煤氣消耗[J].王志國.化工管理.2018（08）

[2]煉焦工藝過程對焦炭質量的影響[J].高攀，祁永程.當代化工研究.2018（05）