煤调湿技术开发及在焦化厂的应用研究

　　摘. . 要：本文重点针对煤调湿技术的具体开发及其在焦化厂内部的具体应用展开了相关分析和研究，对煤调湿技术的工艺效果以及运行工作中存在的主要问题进行了阐述，并且对煤调湿技术在我国以及其他国家的应用状况进行全面探索，充分发挥出煤调湿技术的应用优势，推动我国工业产业不断朝着更高目标上发展，实现更高的经济效益和社会效益。

　　关键词：煤调湿技术；开发；焦化厂；应用

　　如果在焦化厂当中采用煤调湿装置，不但可以有效控制焦炉工作过程中所产生的水分总量，同时还可以有效节省炼焦所消耗的热量，同时在工作过程中装炉煤含水量的下降会提高其材料的堆积密度，进而可以有效提高焦炭的实际产量和质量，实现焦化厂生产工作的良好经济效益。

　　1. 煤调湿技术开发

　　煤调湿技术主要是使用焦化厂内部反应所生成的余热，在装炉工作之前将炼焦煤料进行升温，干燥将其中的水分含量由 10% 控制在 6% 左右，然后再通过使用焦炉技术来进行进一步处理。煤调湿技术和煤干燥技术尽管在处理工作结果上基本相同，但是所呈现出的意义却有所差异，煤干燥处理并没有充分明确没材料的干燥标准值，干燥的结果会随着装炉煤的原始含水量在干燥过程中的热强度而发生改变，并没有严格控制水分。而煤调湿技术的应用，主要工作目的是将装炉煤直接升温干燥到特定的目标参数，在水分含量上的控制比较严格，可以有效保证焦炉在装炉煤含水量稳定的状态下进行工作。如果煤炭当中的水分含量超过标准的设计参数，因为干燥机的进口部分红外测水仪器设备会发出相应的工作信号，自动开启热煤加热炉来进行针对性调节，如果干燥机的出口煤水分大小低于标准的设计参数，则通过红外测水仪发出相应的工作信号，提高干燥机的工作运转速率，对煤炭水分含量大小进行针对性控制和处理 ［1］ 。

　　在煤调湿装置工作过程中，主要是使用荒煤气或者烟道废气等交炉余热来进行装炉煤调湿。通过使用干熄焦装置作为发电机设备的被压蒸汽提供热源，蒸汽会被直接送入到多管回转干燥机管道内部，和管道外部的湿煤之间形成热交换，将煤直接干燥到目标值生成的蒸汽冷凝水会直接返回到锅炉设备当中，煤调试装置设备多管回转干燥单元主要包含两种形式，一种是蒸汽走外部管道，一种是湿煤走内部管道。

　　煤调湿技术首先是通过日本新日铁单位开发和应用，截止到目前为止已经陆续开发出了三代技术。其中第一代煤调湿技术，主要是通过导热油干燥处理工的方法，通过使用导热油回收焦炉上升管煤气的热量和烟道气所产生的热量，然后再多回管系统当中进行进一步干燥和处理，然后通过被加热的煤油对煤料展开直接或者间接性的加热和干燥处理。第二代属于蒸汽干燥处理工作方法。通过使用干熄焦蒸汽发电之后，所形成的低压蒸汽或者是汽轮机抽提出的背压蒸汽来作为热源供应，在多管回转式系统当中进行加热和干燥处理。

　　第三代属于流化床煤调湿技术，将含水量范围在 10%~11% 之间，煤料通过湿煤料仓直接输送到流化床干燥系统当中，从分布板进入到热风直接和煤料之间形成接触，对煤料进行充分干燥，干燥之后的水分含量可以下降到 6.6% ［2］ 。系统温度范围在 55℃到 60℃之间，其中 70%~90% 到粗煤从干燥机直接传输到输送机系统当中，剩下30%~10% 的粉煤会在 70℃的干燥气体进入到袋式除尘器内部，回收的粉煤会直接排入到螺旋输送机系统当中。粉煤和粗粒煤混合之后通过管道式皮带机通过干煤槽直接输送到焦炉煤塔当中。该装置中抽风机系统的主要作用是吸走 180℃ ~230℃到焦炉烟道的废气，并且将其直接输送到流化床干燥机系统内部。通过袋式除尘器过滤处理之后，废气可以通过抽风机直接输送到烟囱当中。该装置的热风炉系统的主要作用是，在煤料水分过高或者焦炉烟道烟气量不足的条件下，以及烟道废气温度过低时，可以抽取烟道废气直接输送到热风炉当中，有效提高烟道废气的温度大小。

　　2. 煤调湿技术开发应用效果与存在的相关问题通过煤调湿技术的有效应用，可以保证焦炉的生产能力得到明显提升，装炉煤内部的水分含量明显下降会造成堆密度的增加，炉温降低或者结焦时间变短，两项工作效果都可以有效提高焦炉的生产能力。

　　焦炉的能耗量进一步降低，装炉煤水分进一步下降，会造成入焦炉等煤炭材料水分减少，焦炉的能耗量降低，焦炭的质量会进一步提升。

　　煤调湿技术由于堆密度降低和炭化初期的温度升高，会使得焦炭等质量进一步提升，焦炭材料的强度也会随之提升，同时煤调湿的流动性能相对较好，炭化室当中的材料横向堆积密度比较均匀，可以使得焦炭材料的颗粒度分布更加科学合理。通过煤调湿装置的使用，可以合理使用焦炉所产生的余热，通过煤调湿装置可以从荒煤气和烟道气当中回收大量的热量，焦炉设备当中的余热可以得到充分利用，同时焦炉的工作热效率也会进一步升高。由于装炉煤水分的进一步降低，在保证结焦总时间不变的条件下，火道平均分度会下降 20~30℃，烟道当中的氮氧化物含量也会有所降低，因此可以有效降低烟气当中的污染物，避免对环境产生严重的污染问题。

　　3. 煤调湿装置在焦化厂中的具体应用

　　因为煤调湿技术在应用过程中成熟可靠，整个工艺流程相对比较简单，操作比较方便运行工作安全，节能性效果明显，现阶段我国各大焦化厂对于煤调湿装置的使用越来越普遍，其中以 12×42 孔CN43-80 焦炉设备为例，通过使用汽化上升管和煤调湿技术的焦炉热平衡处理，在工作过程中可以有效回收荒煤气所产生的余热，同时烟道废气热量相对较高。通过对余热的收集可以实现无需外部热源供应的条件下，满足煤调湿装置的正常工作所需要的热量。根据焦化厂的实际运行工作情况进行分析，通过使用汽化上升管煤调湿技术工艺方法，可以有效保证救助设备的产能提升 7.7%，焦炉设备加热煤气总量可以得到进一步控制，出冷气用水和剩余的氨水可以减少30%，同时所消耗的蒸汽总量也下降 30%。以 2×42 孔 JN43-80 焦炉设备为例，该系统的总资产投入为 2,500 万元，根据煤调湿装置工作过程中所产生的节能效益和生产效益，在一年左右的时间范围内即可实现对投资总量的回收。

　　当前我国各地区化工生产单位焦炉设备超过 1300 多座，年平均焦炭生产量达到 16,000 多万 t，消耗洗精煤总数量 21,000 多万 t，根据焦炉装炉煤的含水量 10% 来进行计算，其中每年会有 2100 多万 t的水直接进入到焦炉当中，这些水会在交流内部形成气化，耗掉大量的热能，相当于 270 万 t 的标准煤材料，如果使用煤调湿装置将入炉煤水分含量控制在 6% 左右，则每年可以降低 840 万 t 的水，进入到焦炉内部整体的机能工作效果非常明显，可以实现良好的经济效益和社会效益。由此可以看出，煤调湿技术在我国焦化厂当中的应用前景非常广阔，在后期的发展过程中，将会逐渐成为我国焦化产业开发和推广的重要技术之一。

　　4. 结语：

　　综上所述，煤调湿技术是当前我国焦化厂生产工作过程中比较常用的技术之一，通过该项技术的合理使用，可以进一步提高焦化厂的生产工作效率和质量，同时还可以实现对个系统部分工作产生的余热进行合理使用，有效避免不必要的能源浪费问题，提高产品的生产工作质量，降低废弃物对自然环境所产生的污染问题，实现焦化厂生产工作的更高经济效益和社会效益。

　　参考文献：

　　［1］罗国民 , 温志红 , 谢国威 . 流化床煤调湿装置的热工特性分析与试验研究 [J]. 冶金能源 ,2020,39(02):19-22+51.

　　［2］庞克亮 , 王超 . 提高入炉煤堆密度技术在炼焦生产中的应用与发展 [J]. 鞍钢技术 ,2019(05):1-6+10.