隨著高爐的大型化和新技術的開發(fā)應用，對焦炭質量的要求越來越高。煉焦時原料煤的水分直接影響焦炭的質量、產(chǎn)量、煉焦生產(chǎn)的技術經(jīng)濟指標和焦爐爐體的壽命，而現(xiàn)有的煉焦、備煤工藝因入爐煤水分較高，難以滿足高爐大型化對焦炭質量的要求。河南天宏焦化公司的2x 30孔HN38 - 96型搗固焦爐投產(chǎn)以來，就因配合煤水分過高，出現(xiàn)過諸如搗固煤餅堆密度降低、爐前煤餅倒塌率高、消煙除塵設施運行效果差、廢水處理量大、煉焦耗熱量大及焦爐壽命縮短等問題。這些問題嚴重制約了企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展。因此，圍繞現(xiàn)有焦爐和煉焦生產(chǎn)工藝，開發(fā)提高焦炭質量和利用煉焦余熱的新工藝、新技術是適應企業(yè)發(fā)展，提高企業(yè)經(jīng)濟效益的有效途徑，富通新能源生產(chǎn)銷售滾筒烘干機、氣流式烘干機等紅噶機械設備。
    干燥煤煉焦工藝，就是首先對裝爐前的煤料進行干燥，并采取措施保持水分恒定。這樣就可以解決因煤料水分的波動而使焦爐和回收系統(tǒng)操作困難的問題，同時可使入爐煤堆密度增大、焦炭及化工產(chǎn)品增產(chǎn)、焦爐加熱用煤氣量減少，以達到提高焦炭質量、減少污水排放的目的。
1、國內外研究進展
    近幾年，為了降低煉焦能耗和提高焦炭質量，日本、德國、美國、俄羅斯等國競相開展了干燥煤煉焦工藝技術的研究與開發(fā)。德國利用焦爐煙氣余熱加熱瓷球，以瓷球為熱載體對濕煤直接加熱進行調濕；俄羅斯利用熾熱焦炭對濕煤進行間接加熱調濕；1983年9月，日本第一套利用上升管荒煤氣與煙道廢氣的顯熱，在多管回轉干燥機內通過間接熱交換對煤進行調濕，并在新日鐵大阪分廠投產(chǎn)，此后中山制鋼將煙道廢氣與煤在多層圓盤式干燥機內進行直接熱交換。千葉廠、福山廠、君津廠等將干熄焦發(fā)電機背壓蒸汽與煤在多管回轉干操機內進行間接熱交換的煤調濕裝置相繼投入運行，均取得了良好的效果。但是，國外的技術項目一次性投資較大；而天宏焦化公司在搗固焦爐中應用干燥煤煉焦技術，具有投資少、運行穩(wěn)定、操作安全等特點。
2、項目的技術方案
    天宏焦化公司是平頂山市城市煤氣氣源廠。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大，城市用氣不能完全被消耗。該公司用富余焦爐煤氣作燃料，利用燃氣式熱風爐產(chǎn)生的熱動力建設了節(jié)能型滾筒干燥工藝，對裝爐前的煤料進行干燥。根據(jù)公司搗固焦爐的實際情況，干燥裝置要求人爐煤的水分必須控制在9% -11%，并且要求布置緊湊，盡量減少占地面積，同時技術要先進、成熟、可靠，能降低勞動強度，節(jié)約投資，清潔生產(chǎn)，減少環(huán)境污染。
    該工藝流程為：原煤經(jīng)膠帶輸送機運至犁式卸料器，然后進入密封式刮板輸送機，通過溜槽進入干燥機內。在干燥機內完成質熱交換后由排料箱排人密封式排料刮板輸送機，經(jīng)溜槽送人膠帶運輸機，再經(jīng)過兩條膠帶運輸機轉載，返回原輸送系統(tǒng)。
    干燥煤所用的熱介質在熱風爐內制備，由鼓風機經(jīng)風管送入的空氣和煤氣管輸送的煤氣在燃燒器內混合后燃燒，產(chǎn)生的熱煙氣送人節(jié)能滾筒干燥機內，以加熱濕煤餅并蒸發(fā)水分。加熱后的廢氣經(jīng)排料箱、風管進入并列設置的一次旋風除塵器，回收粉煤；初步凈化后的氣體由引風機送至濕式除塵器進一步凈化，最后潔凈的廢氣由煙囪排人大氣。一級旋風除塵器收集的細煤粉經(jīng)螺旋輸送機和星型排料器閥送到出料刮板輸送機摻入干燥后的產(chǎn)品，回原輸送系統(tǒng)。二級濕式除塵器所排黑水進入地溝回選煤廠集中處理。該套煤炭調濕系統(tǒng)采用智能控制及監(jiān)測，生產(chǎn)適應能力強，產(chǎn)品完全能滿足用戶的要求。
    主要工藝技術參數(shù)：處理能力為80t/h（濕基）；入料粒度為0-50mm粒級的混合精煤；入料水分≤20%（濕基）；出料水分約11%（濕基）；蒸發(fā)水量為7.27-8.00t/h；蒸發(fā)強度為65.6-72.2kg/m3.h;熱風爐發(fā)熱量為25080MJ/h。
3、主要設備選型
3.1節(jié)能型滾筒干燥機
    滾筒干燥機是應用最早、目前運行數(shù)量最多的干燥設備，工作較為可靠。其主要缺點是：用于干燥細粒級煤時，內壁粘料多，因增灰而影響干燥產(chǎn)品質量，熱效率低；來料不均時，易發(fā)生反料，使入料口著火。
    由于所干燥的煤為末精煤和浮選精煤的混合物，具有粒度細、粘性高、水分大等特點，為此對筒體內部及外部結構進行了改進設計，開發(fā)了節(jié)能型滾筒干燥機。其特點是：簡體外表面溫度由42-49℃降到20-25℃，表面散熱損失減��；減少或杜絕了簡體內壁粘料問題，干燥產(chǎn)品不增灰；降低了排煙熱損失，干燥熱效率達80%。改進設計的導料裝置，使物料能夠順利導入滾筒內，運行更為安全可靠。
    滾筒干燥機的干燥效果取決于物料與熱介質的接觸和傳熱形式。NZT干燥機內部主要是帶清掃裝置的圓弧形揚料板，這種揚料板可在滾筒橫截面上形成均勻的料幕，全面提高對流傳熱效果。在圓弧形的揚料板上懸掛有鏈條清掃裝置，以防止和減少物料在滾筒壁或揚料板上的粘結。鏈條在上部時可以吸收熱量，到下部后將熱量放出加熱物料，提高了傳熱效果。揚料板的結構還有盲板和孔板之分，使物料得以充分干燥，尤其適用于干燥細粒級含量高的粘濕物料。
3.2燃氣熱風爐
    熱風爐是制造干燥熱介質的設備。本公司研究開發(fā)的RQL燃氣式熱風爐是國內首次成功地把富余煤氣應用于煤炭干燥領域，既節(jié)約了能源，又減少了環(huán)境污染。和目前使用的燃煤熱風爐相比：燃氣熱風爐燃燒效率高，干燥熱介質（煙氣）質量好，對干燥產(chǎn)品不增灰；煙氣溫度控制靈活、方便、準確，可確保干燥產(chǎn)品質量；燃燒環(huán)境潔凈，無二次污染；設備結構簡單、操作方便、熱效率高、自動化程度高。該熱風爐主要由鋼結構框架爐體和燃燒系統(tǒng)組成。爐體內砌耐火磚，外砌保溫磚，外包鋼板，并用型鋼加固。此種結構內壁耐磨損，爐體蓄熱量大，有利于穩(wěn)定燃燒；燃燒器基本結構由多個燃氣嘴和配風機組成。該連鎖控制系統(tǒng)具有熄火保護，點火自動控制，自動調節(jié)運行等特點。
    燃氣熱風爐系統(tǒng)示意圖見圖1。其結構包捂燃燒系統(tǒng)、供風系統(tǒng)、安全控制調節(jié)系統(tǒng)。燃燒系統(tǒng)為外混擴散式強制混合燃燒頭，使空氣與燃氣充分混合，燃燒平穩(wěn)、高效；供風系統(tǒng)由進風口、風機及調節(jié)閥構成，可為燃燒提供所需的空氣并克服爐膛背壓，并能根據(jù)燃燒狀況按比例自動調節(jié)進風量；安全控制系統(tǒng)由火焰探測器、點火器、可編程序控制器(PLC)、安全電磁閥、調節(jié)閥組成，具有自動吹掃、自動點火、熄火安全保護、燃氣量與空氣量自動調節(jié)等功能。
3.3 SFC型濕式除塵器
    該系統(tǒng)設計的濕式除塵器為水浴過濾式，可對含塵氣流進行兩次除塵，效率高，用水量少。一級除塵器采用螺旋頂板式旋風器，此種機構消除了上灰環(huán)，使含塵氣體順利地向下螺旋推進，并設有細灰短路外排裝置，除灰率可達85%。二級除塵系統(tǒng)為SL - 10型濕式除塵器，除塵率達98.50k。該除塵器排出的煤泥水，需進行處理。由于本公司有煤泥水處理系統(tǒng)，所以無需另建，大大降低了投資費用。
4生產(chǎn)運行效果
    系統(tǒng)調試運行后，對生產(chǎn)的波動適應性強，處理能力可達100-120t/h，降低了滾筒干燥機簡體表面熱損失，減少或杜絕了簡體內壁粘料問題，干燥產(chǎn)品無增灰，降低了排煙熱損失，干燥機熱效率達80%。改進設計的導料裝置使物料能夠順利導入滾筒內，系統(tǒng)運行更為安全可靠。
    燃氣熱風爐操作靈活、方便、燃燒效率高，干燥產(chǎn)品質量好，除塵器除塵效率高達98%，性能穩(wěn)定，煙氣排放達到國家環(huán)保要求。
5、經(jīng)濟效益
    1)節(jié)約了投資費用。原設計煤場貯煤量應保證搗固焦爐15d以上的精煤用量，擬建兩個煤場，使用兩臺橋式卸煤機，精煤場地坪鋪設3-4層透水石、矸石和中煤層，另外還需有排水溝排水。煤炭干燥裝置運行后，只建了一個1萬t的煤場，其地坪為厚200mm的矸石和中煤層，煤場排水設計也降低了標準。
    少建一個煤場，可節(jié)約資金約20萬元。焦化公司原有一臺閑置的26m橋式卸煤機，準備改造后用在煤場，改造及安裝費用約8萬元。運輸系統(tǒng)土建及設備減少后，可節(jié)約15，萬元，煤場地坪節(jié)省7.8萬元，合計節(jié)約投資50.8萬元。
    2)提高了經(jīng)濟效益。干燥技術使裝爐煤水分由17% -20%降至9%-ll%后，搗固煤餅的堆密度增加了7%，爐溫降低了25℃，結焦時間縮短了4%，焦炭和化工產(chǎn)品增產(chǎn)10%，年創(chuàng)效益750萬元，同時緩解了焦爐的汽蝕現(xiàn)象。
    3)焦爐加熱用燃料減少。入爐煤水分由17%降至12%，按lkg水消耗的熱量為5.05mj計算，年產(chǎn)30萬t焦炭，每年少消耗熱量10.07×107MJ；煤氣熱值按17. 89MJ/m3，熱效率取73%，每年可節(jié)約煤氣用量771萬m3，lm3煤氣按0.15元計算，則每年可增加效益115.65萬元。
    4)降低了焦爐煤餅倒塌率。煤干燥后，焦爐煤餅的倒塌率由3‰降到了l‰。按滿負荷生產(chǎn)，每天70孔，每年365×70= 25550孔，減少倒塌的煤餅為25550×2‰= 51.1孔；每孔裝煤20t，倒塌后清煤的勞務費為10元／t，則每年節(jié)約清理倒塌煤餅的勞務費51.1×20x 10 =1.02萬元。
    5)提高了焦炭質量。由于搗固煤餅堆密度增加，焦炭強度增加了1% -2%，成熟均勻；焦炭粒度組成也有較大變化，+ l00mm和- 15mm粒級的比例減少，40-25mm、25-15mm粒級的比例增加。
    6)可多配弱粘結性煤。在保證焦炭質量不變的情況下，可在入料中多摻配弱粘結性煤8%-10%。
    7)減少了環(huán)境污染。煤料水分的降低可減少1/4的剩余氨水量，NH3隨之減少，大大減少了酚水處理量，具有良好的環(huán)保效益。
    8)延長了焦爐使用壽命。煤料水分的穩(wěn)定可保持焦爐操作穩(wěn)定，有利于延長焦爐爐體壽命。
6、結論
    在搗固煤煉焦工藝中采用干燥煤的煉焦技術，解決了爐前煤餅倒塌率高、消煙除塵設施失、效，環(huán)境污染嚴重等問題；擴大了煉焦煤源，減少了煉焦耗熱量和酚水處理量，縮短了煉焦時間，提高了焦炭產(chǎn)率及質量，增強了焦炭產(chǎn)品的市場競爭力，具有較顯著的經(jīng)濟效益。


相關烘干機產(chǎn)品：
1、滾筒烘干機
2、氣流式烘干機