一文了解捣固炼焦技术

原标题：一文了解捣固炼焦技术

所谓捣固炼焦技术（StampCokingTechnology，简称SCT），是一种能够通过增加配煤中高挥发分、弱粘结性或不粘结性的低价煤的含量来扩大炼焦煤资源的方法。其优点如下：（1）提高焦炭质量和节约资源：煤料经捣固后，堆密度可提高到0.95~1.15t/m3，煤粒间接触致密，比常规顶装煤煤粒子间的间距缩小28%~33%，所得焦炭的致密程度明显改善，有明显的改善焦炭质量的效果。同时，在保证同样焦炭质量的前提下，可多用20%~30%左右的高挥发分弱粘煤及部分非粘结煤，扩大炼焦用煤源，降低对优质炼焦用煤的依赖度和提升焦炭生产的成本优势。（2）经济效益显著：尽管捣固焦炉的捣固机和装煤车的投资高于顶装煤的机械费用，但是捣固煤饼的堆积密度比顶装煤高1/3，故相同生产规模的焦炉，捣固焦炉可以减少炭化室的孔数或炭化室容积，因此，捣固焦炉的总投资并不比顶装焦炉高。此外，捣固炼焦工艺可以比顶装煤炼焦工艺配入更多的高挥发分或弱粘结性的低价煤，同时增加石油焦及焦粉的配入量，减少焦煤用量，直接降低了焦炭的生产成本，并使捣固焦炉焦炭质量提高，可相应提高销售价格，增加销售收入。（3）减少环境污染：与顶装焦炉相比较，在产量相同的情况下，捣固焦炉具有减少出焦次数、减少机械磨损、降低劳动强度、改善操作环境和减少无组织排放的优点；装煤的污染物排放量减少90%；工艺除尘效率高，减少了环境污染。

捣固炼焦工艺由于具有诸多优点，已在许多国家大量采用，特别是在缺乏强粘结性煤资源的国家。原苏联从1989年开始将一个顶装焦炉改造为捣固炼焦炉以后，开始在其高挥发分煤矿地区采用捣固炼焦工艺。波兰由于其国内挥发分高的煤源比较多，适合炼焦的煤源不太丰富，因此也大量采用捣固工艺。

目前，世界上比较先进的捣固技术是由德国开发的萨尔堡捣固技术。这种技术应用的较为广泛，我国青岛管道燃气公司采用的就是这种技术。

德国萨尔堡矿业公司开发的这种新一代捣固技术，采用薄层连续给料代替传统的分层捣固法，捣固时间由12min左右缩短到4min左右，提高了捣固机效率，并有效控制了煤饼装炉时的烟尘。由于捣固机械的改进，捣固焦炉得以大型化。萨尔堡矿业公司在迪林根中心焦化厂投产建造了炭化室高6.25m的大容积捣固焦炉，该焦炉一次装煤量为48t，生产效率可与顶装大容积焦炉相当，同时采用了消烟除尘装置，炼焦生产环境得到改善。由此，这一工艺日渐成熟，规模扩大，被广泛应用。

前言

我国钢铁工业近几年来迅速发展,大中型钢铁企业不断建设大容积的现代化高炉,设备的大型化使得高炉料柱增高、入炉料压缩率升高,高炉透气性变差,对焦炭质量提出了更高的要求。而我国优质炼焦煤资源趋于紧缺,目前我国炼焦煤资源中适用于冶金生产的炼焦煤仅占27%,在炼焦煤中,气煤比例约为50%,而肥煤、焦煤仅分别占12. 2%和21.8%,优质炼焦煤储量不多且用量过大,已属非常珍贵的资源。有关部门统计,到2010年,中国优质炼焦煤资源将缺口4000万吨。在当前资源环境下,国内许多焦化厂大都存在炼焦煤资源紧张的现象,优质肥煤、焦煤供应量持续偏紧,煤价持续上涨,采购成本逐年升高。

捣固炼焦工艺作为一种能够增加配煤中高挥发分、弱粘结性甚至不粘结性煤含量以扩大炼焦原料煤资源的方法,现已成为一种成熟的炼焦工艺,被国内外广泛采用。捣固后煤的堆密度增大,炼焦时粘结性增大,从而提高焦炭质量,同时可以扩大弱粘煤用量,缓解炼焦煤资源紧缺的不利局面。

1捣固炼焦工艺流程及其技术优势

1.1捣固炼焦机理及工艺流程

将配合煤在捣固箱内捣实成体积略小于炭化室的煤饼后,由托板从焦炉的机侧推入炭化室内高温干馏,称为捣固炼焦。煤料捣成煤饼后,一般堆密度可由顶装工艺散装煤的0.75t/m3提高到1.00~1.15t/m3。通过捣固煤料,增加了煤料的堆密度,减少煤粒间的空隙,从而减少结焦过程中为填充空隙所需的胶质体液相产物的数量,这样,较少量的胶质体就可以在煤粒之间形成较强的界面结合。另外,煤饼的堆密度增加,其透气性变差,使得结焦过程中产生的干馏气体不易析出,增大了胶质体的膨胀压力,使变形煤粒受压挤紧,进一步加强了煤粒间的结合,从而改善煤的粘结性,达到提高焦炭强度的目的。其工艺流程图如图1所示:

1.2技术要点

捣固炼焦的主要工艺操作参数如下:

1)用60%~70%的高挥发份气煤或1/3焦煤,配以适量的焦煤、瘦煤,要求挥发分在30%左右,粘结指标Y值为11mm~14mm左右,这样的煤料捣固效果最好;

2)捣固煤料的粉碎度应保持在:粒度≤3mm的占90%~93%,粒度≤0.5mm应在40%~50%之间。对难于粉碎的煤料要在配煤前先行预粉碎;

3)捣固煤料最合适的水份为8%~11%,最好控制在9% ~10%;

4)应尽量保持配煤煤种的稳定,频繁变换煤种容易影响焦炭质量和生产操作。

1.3捣固炼焦技术优势

1.3.1提高焦炭的冷态强度

在同样的配煤比下,捣固焦炭与常规顶装焦炭相比,其抗碎强度M40提高1~6百分点,耐磨指标M10改善2~4百分点。捣固炼焦对焦炭冷态强度的改善程度取决于配煤质量。配煤粘结性较差时,焦炭冷态强度改善明显;配煤质量好,即主焦煤和肥煤配入量多,配煤粘结性好时,捣固工艺对焦炭冷态强度的改善不明显,尤其是M40指标几乎没有改善,个别情况还略有下降。捣固炼焦生产的焦炭块度均匀,大块焦炭较少,粉焦(小于10mm)减少,耐磨指标M10明显改善。

1.3.2提高焦炭反应后强度

焦炭的热性质,尤其是焦炭的反应性主要取决于焦炭的化学性质