我國(guó)焦化工藝技術(shù)的發(fā)展

1、<p>　　我國(guó)焦化工藝技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　摘要：介紹了國(guó)內(nèi)外配煤煉焦技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用情況，并對(duì)國(guó)外前沿的煉焦新技術(shù)的開(kāi)發(fā)情況作了介紹。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：配煤煉焦 新技術(shù) 應(yīng)用 開(kāi)發(fā) </p><p><b>　　0、前言 </b></p><p>　　焦化是煤化工產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，

2、近年來(lái)，伴隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展，其工藝技術(shù)裝備水平得到了全方位的提高；可以預(yù)見(jiàn)，高爐煉鐵工藝在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)（在國(guó)內(nèi)至少30年）不會(huì)退出歷史舞臺(tái)的主流，這將為焦化行業(yè)生存發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐，但受日益緊缺的優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源以及其它諸多因素的影響，其工藝技術(shù)的革新顯得越發(fā)重要?，F(xiàn)有形式的焦?fàn)t大約產(chǎn)生于100年多年前。其間貫穿的工藝技術(shù)課題是在煤特性的制約中尋求以下目的： </p><p>　　1、科學(xué)配煤

3、方法的研究應(yīng)用以及配煤專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 </p><p>　　隨著冶金技術(shù)對(duì)焦炭質(zhì)量要求的逐步提高，經(jīng)驗(yàn)配煤由于不能從根本上解釋配煤煉焦生產(chǎn)中出現(xiàn)的反?，F(xiàn)象，不能實(shí)現(xiàn)從定性到定量的轉(zhuǎn)化，已不能滿(mǎn)足焦化生產(chǎn)要求。對(duì)此，作為近代焦化基礎(chǔ)理論之一煤巖學(xué)，雖然發(fā)展仍不夠完善和成熟，但由于其對(duì)煤的重新認(rèn)識(shí)及其理論的可行性，較現(xiàn)行原料煤分類(lèi)卻更科學(xué)和先進(jìn)。隨著煤巖理論的深入和完善，以及配煤技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)配煤離不開(kāi)煤巖學(xué)

4、已得到一致公認(rèn)。目前，世界各國(guó)開(kāi)發(fā)的配煤技術(shù)，凡是論證較充分、效果較好的，無(wú)一不以煤巖學(xué)為基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代，國(guó)內(nèi)的煤巖配煤技術(shù)開(kāi)始得到較快發(fā)展，煤巖學(xué)已廣泛應(yīng)用于煤的研究及生產(chǎn)實(shí)踐中，在焦化工業(yè)，其作為一種有用理論正在被廣泛接受并逐漸應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。 </p><p>　　2、頂裝焦?fàn)t的超大型化 </p><p>　　焦?fàn)t大型化炭化室加寬及加高、提高單孔炭化室產(chǎn)焦量是焦?fàn)t的發(fā)展方向。

5、國(guó)外自20世紀(jì)80年代以來(lái)建設(shè)了許多炭化室高度大于7m的大容積焦?fàn)t，德國(guó)史韋根（Schwelgern）焦化廠擁有當(dāng)今世界最大焦?fàn)t，炭化室高達(dá)8·43 m，該焦?fàn)t為兩座70孔焦?fàn)t年產(chǎn)焦炭250萬(wàn)，t相當(dāng)于我國(guó)普通4·3 m焦?fàn)t8座， 6 m焦?fàn)t4·5座。近年來(lái)，我國(guó)新建頂裝焦?fàn)t大多數(shù)以6m焦?fàn)t為主， 2007年我國(guó)新建投產(chǎn)的焦?fàn)t41座，新增產(chǎn)能2 163萬(wàn)，t其中炭化室高大于6 m大容積焦?fàn)t（含5·

6、5米搗固焦?fàn)t） 23座，產(chǎn)能1435萬(wàn)，t占新增產(chǎn)能的66·3%。2008年和2009年，我國(guó)每年新建投產(chǎn)的焦?fàn)t都在50座以上，新增焦炭產(chǎn)能均在3 000萬(wàn)t以上，其中頂裝焦?fàn)t絕大多數(shù)為6 m以上的大型焦?fàn)t?，F(xiàn)我國(guó)6m以上大容積機(jī)焦年產(chǎn)能已在1億噸左右，已接近當(dāng)前總產(chǎn)能的25%。2005年，鞍山焦耐院開(kāi)發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的7 m焦?fàn)t（炭化室實(shí)際高度6·98 m），焦?fàn)t爐體﹑焦?fàn)t機(jī)械﹑焦?fàn)t工藝和環(huán)保水平等諸多方面與

7、6m焦?fàn)t相比都有了本質(zhì)的改變，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平且成熟可靠。 </p><p>　　3、搗固焦?fàn)t的推廣及大型化 </p><p>　　3.1 搗固焦?fàn)t的技術(shù)優(yōu)點(diǎn) </p><p>　　1）節(jié)約資源，降低成本煤餅堆密度由頂裝煤煉焦的0·74 t/m3提高到1·1 t/m3，煤料顆粒間距減小，煤餅堆比重增加，有利于多配入高揮發(fā)性煤和弱黏結(jié)性煤。采用搗

8、固煉焦工藝節(jié)約了大量不可再生的優(yōu)質(zhì)煉焦煤，降低了生產(chǎn)成本。2）提高焦炭質(zhì)量搗固煉焦可以提高焦炭的機(jī)械強(qiáng)度和反應(yīng)后強(qiáng)度，有生產(chǎn)表明：在配入30 %的弱黏結(jié)性煤時(shí)，焦炭的機(jī)械強(qiáng)度M40平均為90%， M10為4%，熱反應(yīng)性CRI為22%，反應(yīng)后強(qiáng)度CSR為65%。3）環(huán)境保護(hù)方面的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)量相同時(shí)，與炭化室高450 mm頂裝焦?fàn)t相比較，搗固焦?fàn)t具有減少出焦次數(shù)、減少機(jī)械磨損、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、改善操作環(huán)境和減少無(wú)組織排放的優(yōu)點(diǎn)。4）大容積搗固焦?fàn)t

9、兼具大容積焦?fàn)t和搗固煉焦的雙重優(yōu)點(diǎn)。 </p><p>　　3.2 國(guó)內(nèi)外搗固焦?fàn)t的推廣及大型化概況由于搗固煉焦工藝的諸多優(yōu)點(diǎn)，因此得到許多國(guó)家的認(rèn)可，目前已經(jīng)在世界上被廣泛采用。德國(guó)是較早使用搗固煉焦工藝的國(guó)家之一。原蘇聯(lián)自從1989年開(kāi)始將一個(gè)頂裝焦?fàn)t改造為搗固煉焦?fàn)t以后，也開(kāi)始在其高揮發(fā)分煤礦地區(qū)采用搗固煉焦工藝。波蘭由于其國(guó)內(nèi)揮發(fā)分高的煤源比較多，適合煉焦的煤源不太豐富，因此也大量采用搗固工藝。另外印度、

10、法國(guó)、捷克、羅馬尼亞等國(guó)也大量采用搗固煉焦技術(shù)。6米的大型搗固焦?fàn)t在20世紀(jì)七十年代由西德開(kāi)發(fā)并在西德薩爾堡煤礦焦化廠投入使用。國(guó)內(nèi)搗固焦?fàn)t的使用已有近百年的歷史， 20世紀(jì)在很長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)搗固煉焦技術(shù)在國(guó)內(nèi)沒(méi)有取得顯著的進(jìn)展，只占整個(gè)煉焦能力的很小一部分。21世紀(jì)初鞍山焦耐院、化二院相繼開(kāi)發(fā)成功了4米3搗固焦?fàn)t和5米5搗固焦?fàn)t， 2006年，鞍山焦耐院又開(kāi)發(fā)出了當(dāng)今世界最高的6·25米搗固焦?fàn)t，它使我國(guó)搗固煉焦大型化技術(shù)邁

11、向一個(gè)新臺(tái)階。雖然我國(guó)煤炭資源比較豐富，但煉焦煤資源相對(duì)較少，強(qiáng)粘結(jié)性煤資源更加稀缺。近幾年，我國(guó)煉焦能力的超常發(fā)展，使主焦煤供應(yīng)緊上加緊，國(guó)際市場(chǎng)主焦煤的價(jià)格也節(jié)節(jié)上揚(yáng)，這些均加速了我國(guó)搗固煉焦的普及。 </p><p>　　4、干熄焦技術(shù)的推廣及大型化 </p><p>　　干法熄焦（CDQ）是相對(duì)于用水熄滅熾熱紅焦的濕熄焦而言的。其基本原理是：利用冷惰性氣體在干熄爐中與紅焦直接換熱，

12、從而冷卻焦炭。 </p><p>　　4·.1 干熄焦技術(shù)優(yōu)點(diǎn) </p><p>　　1）高效回收紅焦余熱，大幅降低煉焦綜合能耗出爐紅焦顯熱約占焦?fàn)t能耗的35% ～40%，干熄焦可回收80%的紅焦顯熱，平均每熄1 t焦炭可回收3·9～4·0 MPa、450℃蒸汽0·45～0·55 t。在保持焦炭質(zhì)量不變的情況下，采用干熄焦可在配煤中多用15

13、%的弱粘結(jié)性煤，從而可節(jié)約資源，降低煉焦用煤成本。3）大大減少了環(huán)境污染干熄焦則由于采用惰性氣體在密閉的干熄槽內(nèi)冷卻紅焦，并配備良好有效的除塵設(shè)施，基本上不污染環(huán)境。 </p><p>　　4·.2 國(guó)內(nèi)外干熄焦技術(shù)的發(fā)展及大型化概況干熄焦技術(shù)發(fā)展初期，由于裝置處理能力都比較小，發(fā)生蒸汽不穩(wěn)定、投資大等因素，長(zhǎng)期未得到重視。到了20世紀(jì)90年代，日本建成投產(chǎn)了單槽處理能力為56～250 t/h的多種規(guī)模

14、的干熄焦裝置39套，干熄焦率約占日本高爐焦用量的80%，是干熄焦裝置應(yīng)用最多的國(guó)家之一。 </p><p>　　5、煤調(diào)濕技術(shù)的發(fā)展及推廣 </p><p>　　煤調(diào)濕（CMC）是“裝爐煤水分控制工藝藝”的簡(jiǎn)稱(chēng)，是將煉焦煤料在裝爐前去除一部分水分，保持裝爐煤水分穩(wěn)定在6%左右，然后裝爐煉焦。 </p><p>　　5·.1 煤調(diào)濕技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) </p&

15、gt;<p>　　1）焦?fàn)t生產(chǎn)能力提高裝爐煤水分降低后堆密度增大，裝煤量增加，從而提高了焦炭產(chǎn)量。日本的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明CMC技術(shù)可以提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力7～11%。2）煉焦耗熱量降低裝爐煤水分降低后，煉焦耗熱量就可降低。 </p><p>　　5·.2 國(guó)內(nèi)外煤調(diào)濕技術(shù)的發(fā)展及推廣概況 </p><p>　　20世紀(jì)，CMC技術(shù)以其顯著的節(jié)能、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益受到普遍的重視

16、，并得到迅速發(fā)展。截至2000年10月，在日本的15家焦化廠47組焦?fàn)t中，共有28組焦?fàn)t采用CMC技術(shù)。綜合來(lái)看，煤調(diào)濕技術(shù)必將在我國(guó)普及。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 韓錦德，高俊，徐桂芹. 工業(yè)型煤的現(xiàn)狀與開(kāi)發(fā)應(yīng)用[J]. 潔凈煤技術(shù). 2000（01） </p><p>　　[2] 王立