炼焦方法

捣固炼焦介绍：

一． 捣固炼焦的价值与意义

捣固炼焦技术是一种可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦技术。捣固炼焦是炼焦一项新技术。其优势明显：技术捣固炼焦技术可多用弱粘结性煤，少用强粘结性煤，增大了炼焦煤料的可选范围，降低炼焦成本、改善焦炭质量，捣固炼焦工艺以其显著的经济技术优势，在国内得到迅猛发展。捣固炼焦技术对我国焦化广大工作者来说，是一个新的课题，有待探索研究，在实践的过程中不断丰富捣固炼焦技术理论，以指导我国捣固炼焦技术的应用和发展。 捣固炼焦工艺是在炼焦炉外采用捣固设备, 将炼焦配合煤按炭化室的大小, 捣打成略小于炭化室的煤饼, 将煤饼从炭化室的侧面推入炭化室进行高温干馏。成熟的焦炭由捣固推焦机从炭化室内推出,经拦焦车、熄焦车将其送至熄焦塔, 以水熄灭后再放到凉焦台, 由胶带运输经筛焦分成不同粒级的商品焦炭

经研究发现：在相同配煤比之下，捣鼓炼焦大幅度提高了焦炭的冷态强度。捣鼓可以改善焦炭气孔结构，提高焦炭反应强度。捣固炼焦是用机械力将煤料的粒子压紧，因压紧而导致：①增加煤料堆密度；②因粒子的压紧而使胶质体填充的空隙减少，而相对扩展了粘结范围；③由于堆密度的增加单位体积内析出的煤气量增加，而提高了膨胀压力。这些因素导致了焦炭多孔体的气孔壁增厚，气孔率降低且趋向均匀，因而M40、M10都有所改善，CRI和CSR也略有改善。 二． 我国捣固炼焦的发展现状与发张趋势

现状：捣固炼焦技术在我国炼焦生产中已占重要地位，目前，我国捣固炼焦炉分布在陕西、河北、山东等十三个省份，共有捣固炼焦企业81家，捣固焦炉168座，产能已达5035万吨,占焦炭产能的16.07%。在现生产的捣固焦炉中,以炭化室高4.3米,炭化室宽500mm的焦炉为主,其次是炭化室高3.2米和炭化室高3.8米的焦炉；我国捣固炼焦炉平均炉龄较短，绝大部分焦炉炉龄在五年之内。

发展趋势：上世纪90 年代初青岛煤气厂建成投产了我国第一座3.8米捣固焦炉，我国捣固炼焦技术几乎徘徊十年，其捣固机械寿命短，煤饼的高宽比受到限制，影响了捣固技术的发展。2002年我国第一座4.3米捣固炼焦炉投产以来，其捣固炼焦技术的优势迅速呈现，之后得到迅速发展。目前，为我国捣固炼焦炉的呈现出以下重要发展趋势。

1. 部分企业将原有顶装煤焦炉改造成为捣固炼焦炉生产

由于捣固炼焦技术在煤源扩大和生产成本优势明显，2005年以来，先后有景德镇焦化煤气总厂、河北裕泰实业集团有限公司、河南天宏焦化集团有限公司等焦炉由原有顶装煤焦炉改造成为捣固炼焦炉生产。景德镇焦化煤气总厂将JN43－80型顶装焦炉三座 105孔直接改造成捣固焦炉；河北裕泰实业集团有限公司将一座500宽炭化室焦炉改造成捣固焦炉，同时新建一座捣固焦炉形成60万吨捣固焦生产规模。上述企业改造捣固焦炉时，对加热系统进行了改造，实现炉温控制。如：某厂改造实践中，根据捣固后机、焦侧煤饼的受热情况，将机、焦侧加热煤气用量 比由1:1.14改为1:1.02，使焦炭均匀成熟。其次，改变直行温度控制值，使火道横向温度均匀一致。同时，新建煤塔和捣固设备、焦炉机侧平台整体下移700mm和推焦车摩电道下移等工作，取得了很好的效果。经测算改造总费用约4000万元，年创效益5400万元，一年可收回投资。

2. 捣固炼焦炉正朝着宽炭化室、大型化方向发展，且发展迅速

2002年国内第一座4.3米捣固的焦炉投产后，一大批较大型捣固焦炉建成投产，这标志着我国捣固焦炉已开始大型化、生产规模化。特别是2005年我国化二院开发出炭化室高度5.5米、宽度500毫米的JL5550D型大容积捣固焦炉并于2006年12月28日在云南曲靖大为制焦有限公司建成投产后，标志着我国在捣固炼焦技术掌握及炉型开发上已开始走向成熟，我国大容积捣固焦炉技术迈向新的里程碑 。众多厂家在建设新焦炉时已将目光投向了大容积捣固焦炉。国内山西沁县华安焦化有限公司、山东铁雄能源集团、青海奥普公司等正在建设或筹备建设5.5米捣固焦炉共八座；5.5米捣固焦炉炼焦具有技术装备水平先进、劳动生产率较高、综合生产成本低、煤资源适应范围宽、环境污染较小，且全部国产化等优点。 三． 捣固炼焦的工艺流程图

配型煤简介

一． 概述

我国煤炭资源储量丰富，其中炼焦煤资源占煤炭资源储量的37%左右，品种齐全，但分布很不平衡，其中一半以上为高挥发分气煤，粘结性较弱，强粘结性的肥煤、焦煤不足30%，优质、易选的炼焦煤更少，且集中分布在华北地区。目前的炼焦生产中，为保证冶金焦质量，优质炼焦煤（焦、肥煤）的配入量需50%-60%，资源分布及储量与需求不相适应的矛盾较为突出，制约了我国冶金工业的发展

配型煤炼焦新工艺是解决上述问题的有效途径之一，它是将一部分装炉煤料在装入焦炉前配入粘结剂压制成型煤，然后与大部分散状煤料按比例配合后装炉炼焦。配型煤炼焦工艺改善入炉煤料粘结性能的机理主要体现在下述几个方面

a.型煤内部煤粒接触紧密，在炼焦过程中促进了粘结组分和非粘结组分的结合，从而改善了煤的结焦性；b.型煤与散煤混合炼焦时，在软化熔融阶段，一方面型煤自身体积膨胀，另一方面产生大量气体压缩周围散煤，其膨胀压力较散煤显著提高，使煤粒间的接触更加紧密，形成结构坚实的焦炭；c.配入型煤的炼焦煤料，堆密度高，在炼焦过程中半焦收缩小，因而焦炭裂纹少；d.型煤中的粘结剂对炼焦煤料有一定程度的改质作

配型煤炼焦工艺可以在保证焦炭质量的前提下多配入一部分弱粘结性或非粘结性煤，减少强粘结性煤用量，从而在一定程度上缓解优质炼焦煤紧张的状况，或在炼焦配煤质量不变的情况下提高焦炭强度。该技术只需在现有焦化厂增设一套型煤生产装置即可，占地面积较少，比较适合焦化厂的技术改造 二． 配型煤炼焦工艺及生产原理 1. 配型煤炼焦工艺

配型煤炼焦可以在炼焦配煤不变的前提下提高焦炭性能，也可以在保持焦炭性能不变的情况下，多配入弱黏煤和不黏煤，从而达到降低强黏煤的用量以缓解优质炼焦煤日趋紧张的局势 此项工艺比较适合现有的焦化厂进行技术改造，只需在原来的焦化厂增设一套型煤生产工艺，然后进行一定的工艺改造即可.(图一)

压制型煤可以采用添加或不添加黏结剂两种方法 前苏联在哈尔可夫炼焦厂曾做过不加粘结的配型煤炼焦试验，其试验所得焦炭性能得到了一定改善，但这种无黏结剂型煤的冷态强度不高，所以现行的配型煤炼焦都采用添加黏结剂的工艺 添加黏结剂的配型煤工艺有两种 一种是压制型煤的煤料与散状入炉煤料相同，即对炼焦配煤的一部分进行压块(新日铁工艺) ;另一种是对炼焦配煤中的一部分弱黏煤进行压块，即压制型煤的煤料黏结性低于粉状入炉煤料(住友金属工艺)。在实验室研究阶段，压制的型煤为柱状形，其尺寸也较小，一般为直径 30mm左右，高度25-30mm ，其成型压力多在15-18MPa之间 而在半工业试验中，为避免装炉偏析现象的出现，型煤的形状多为不规则的扁状，其尺寸会比较大。

压制型煤所用的黏结剂要求来源丰富供应充足，因而对其调研一般多集中在焦化企业和石油化工系统 石油化工系统可资利用的有:石油软沥青裂解残渣重油等 在焦化企业，除了煤焦油沥青焦油渣可作粘结剂外，其化学车间的各种废料亦可探索利用，这样既可减少污染，亦可变废为宝。粘结剂的配入量随其粘结能力的不同而不同，例如焦油粘结剂的最佳配入量为10%-20% ，而沥青则为8%-10%。 2. 配型煤炼焦生产原理

配型煤炼焦之所以能够在保证焦炭性能的前提下，多配弱黏煤或不黏煤，减少优质炼焦煤的配入量，其影响因素是多方面的 国内外企业和研究机构曾做了大量的研究和分析，普遍认为配型煤炼焦改善入炉煤料性能的机理体现在以下几个方面: a.入炉煤料的堆密度得到了提高 常规情况下入炉煤料的堆密度为0.7t/m3 左右，而型煤的堆密度为1.1-1.2t/m3 左右 型煤配入后，在炉体容量不变的情况下，整体上煤料

的堆密度得到了提高，煤料的粘结组分和非粘结组分会更加紧密地结合，从而改善了煤的结焦性能

b. 型煤内部组分的致密性使其导热性得到了提高 导热性得到提高的型煤会更快升温，其到达软化点和熔融的时间也会更短，从而更加有效的进行热传递，使周围的粉煤更好的塑化结焦.

c. 型煤的高致密性使其在结焦时膨胀挤压周围的粉煤，使粉煤组分更加致密的接触，减小结焦收缩，从而生成较大块度焦炭，并减少裂纹.

d. 型煤内部添加的黏结剂的改质作用 添加的黏结剂与煤组分结合生成更多的熔融成分，增加胶质层厚度，并改善焦炭的显微结构. 三．型煤配比的合理选择

配型煤炼焦对焦炭质量的改善，其影响因素是多方面的，而型煤的配比则是其中关键的主导因素 不同的型煤配比对焦炭性能的影响主要体现在随型煤配入量的不同导致的入炉煤料堆密度的改变国内研究机构曾做了不同型煤配比对装炉煤堆密度的影响的测试，得到的数据如表 所示

对表 1数据用origin-pro-v8 作图分析，由图2 可以看出，当型煤配比不大于 时，堆密度随型煤配比的增大而增大，当配比大于60% 后，堆密度会随型煤配比的增大而急剧变小 可见当型煤配比为 60%左右时，装炉煤堆密度会达到最大，但堆密度并不是型煤配比选择的唯一原则。为考察型煤配比对配型煤炼焦效果的影响，日本住友金属公司曾做过试验，试验结果表明:随型煤配比的增加，焦炭强度提高，大致为配比每增加 10%，DI30 升高0.4%-0.5% ，当配比达到45% 左右时， DI30到达峰值，超过此配比，效果反而很快下降.此外，随着型煤配比的增大，炼焦时的膨胀压力和推焦电流会越来越大，这样焦炉投资和生产成本会提高，同时，炉体的寿命会受到影响，所以考虑到焦炭的生产成本和质量，型煤配比一般控制在15%-30%比较合理。

对表 1数据用origin-pro-v8 作图分析，由图2 可以看出，当型煤配比不大于 时，堆密度随型煤配比的增大而增大，当配比大于60% 后，堆密度会随型煤配比的增大而急剧变小 可见当型煤配比为 60%左右时，装炉煤堆密度会达到最大，但堆密度并不是型煤配比选择的唯一原则。为考察型煤配比对配型煤炼焦效果的影响，日本住友金属公司曾做过试验，试验结果表明:随型煤配比的增加，焦炭强度提高，大致为配比每增加 10%，DI30 升高0.4%-0.5% ，当配比达到45% 左右时， DI30到达峰值，超过此配比，效果反而很快下降.此外，随着型煤配比的增大，炼焦时的膨胀压力和推焦电流会越来越大，这样焦炉投资和生产成本会提高，同时，炉体的寿命会受到影响，所以考虑到焦炭的生产成本和质量，型煤配比一般控制在15%-30%比较合理。

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