蒸汽管式回轉(zhuǎn)干燥煤調(diào)濕工藝創(chuàng)新應(yīng)用實踐

1煤調(diào)濕技術(shù)的推廣煤調(diào)節(jié)技術(shù)（cmc）主要指焦化廠的殘余，如中壓蒸汽、香煙煙霧和其他低壓蒸汽，利用焦化廠的超額蒸發(fā)站，干燥和脫水，減少入爐煤的水分，或調(diào)整入爐煤的水分，將水分減少到5%6%，然后將其放入焦爐中用于精制焦碳。2008年煤調(diào)濕技術(shù)被工信部列入《焦化行業(yè)準入條件(2008年修訂)》中,成為促進焦化企業(yè)節(jié)能減排和技術(shù)進步重要技術(shù)之一。煤調(diào)濕技術(shù)最早由日本在20世紀90年代開發(fā),主要在新日鐵的君津、室蘭、大分廠等工廠新建應(yīng)用。我國焦化行業(yè)認真研究、引進煤調(diào)濕技術(shù),也已建成了多套煤調(diào)濕裝置,太鋼焦化廠煤調(diào)濕工程采用蒸汽管式回轉(zhuǎn)干燥系統(tǒng),該項目于2008年12月31日投產(chǎn)。2cmc設(shè)備干燥機的研發(fā)太鋼煤調(diào)濕工藝完全由國內(nèi)自主設(shè)計、建設(shè),充分吸取了國內(nèi)外設(shè)計、生產(chǎn)中的教訓,進行了多項創(chuàng)新、改進,核心設(shè)備干燥機實現(xiàn)了設(shè)計、制作、安裝完全國產(chǎn)化,開創(chuàng)國內(nèi)成功建設(shè)CMC工藝裝置的先河。2.1主要工藝的參數(shù)太鋼焦化廠煤調(diào)濕工藝主要技術(shù)參數(shù)見表1。2.2煤調(diào)濕工藝流程在CMC項目建設(shè)中,充分考慮生產(chǎn)工藝流程、總圖布局、設(shè)備布置需要,合理規(guī)劃工藝流程,利用部分原有設(shè)施,具有工藝流程短、設(shè)備構(gòu)造簡單、運行穩(wěn)定等優(yōu)點。太鋼焦化廠煤調(diào)濕工藝流程示意圖見圖1。由圖1可見,水分為10.5%~11.0%的煤料從濕煤料倉進入多管回轉(zhuǎn)式干燥機(STD干燥機),干燥機內(nèi)煤料走管間、蒸汽走管內(nèi),煤料在蒸汽管之間從進料端向出料端移動,與從干燥機末端供入的蒸汽間接換熱,被加熱干燥,使煤料水分降至規(guī)定要求。干燥后的煤料溫度在60℃~70℃,99%的干煤料從干燥機出料,經(jīng)由螺旋輸送機排至皮帶,約1%小于0.5mm的細煤料隨載氣(85℃)進入袋式除塵器,回收的細煤粉經(jīng)刮板機送去壓制型煤或直接返回皮帶、送到煤塔。3太鋼焦化廠cmc技術(shù)的創(chuàng)新實踐3.1干燥機材質(zhì)技術(shù)的開發(fā)煤調(diào)濕技術(shù)的核心設(shè)備是干燥機,煤粉干燥機材質(zhì)要求耐高溫、耐磨、耐腐蝕,材質(zhì)選擇是工程建設(shè)中的一大難題,太鋼作為國內(nèi)最大的不銹鋼制造商,充分發(fā)揮公司不銹鋼研發(fā)技術(shù)優(yōu)勢,自主開發(fā)研制了滿足干燥機本體材質(zhì)要求的新型材料,即雙相不銹鋼及特殊的復合材料,解決了干燥機用管材依賴進口的難題,干燥機本體及汽室制造方案、制作和現(xiàn)場安裝由太鋼完成。3.2煤調(diào)濕加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計中,考慮水分穩(wěn)定控制,在蒸汽調(diào)節(jié)閥前設(shè)計安裝1套減濕減壓裝置,通過溫度、壓力變送器、除鹽水將蒸汽調(diào)整為系統(tǒng)需要的0.6MPa~0.8MPa、溫度260℃以下的蒸汽。蒸汽調(diào)節(jié)閥實行遠程控制,閥門后裝有的蒸汽流量計、溫度和壓力變送器形成控制回路,調(diào)節(jié)方式有“閥門開度”、“蒸汽壓力”和“蒸汽流量”3種,調(diào)節(jié)方式的選擇可以在電腦上進行切換。為滿足安全要求,在開、停車及緊急狀態(tài)時,增設(shè)蒸汽微量調(diào)節(jié)系統(tǒng),并研發(fā)了名為“一種煤調(diào)濕加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制結(jié)構(gòu)”的專利技術(shù)。該技術(shù)主要由進口物料流量、進口物料水分、進口物料溫度、出口物料水分、干燥機入口蒸汽流量組成3個前饋量與反饋量,作加法運算后輸入干燥機入口蒸汽流量控制系統(tǒng),從而控制干燥機出口煤粉水分;同時在皮帶機設(shè)有在線水分分析儀,分析數(shù)據(jù)實時顯示,便于工人操作調(diào)節(jié),防止煤過度干燥,造成能源消耗增大以及焦爐裝煤困難等不利影響。3.3干燥機蒸汽-閃蒸罐液壓蒸汽凝液回收單元主要作用是將干燥后產(chǎn)生的蒸汽凝液送入凝液回收系統(tǒng)。該單元主要由凝液儲罐、閃蒸罐、凝液泵組成,蒸汽經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭進入干燥機,通過干燥機汽室分配到干燥機蒸汽管內(nèi),在此蒸汽與干燥機蒸汽管外的物料進行換熱后冷凝,凝液(130℃,23t/h~24t/h)通過自身重力自流至凝液儲罐中貯存,液位高于600mm時,在0.085MPa蒸汽余壓的作用下,送至閃蒸罐;液位到800mm時,啟動水泵送至公司冷凝水回收管網(wǎng),實現(xiàn)了熱水能源的回收利用。3.4氮氣保護系統(tǒng)干燥機壓力控制技術(shù):整個干燥過程中,控制干燥機入口壓力處于-200Pa的微負壓條件下操作,既可防止粉塵的外漏,又可提高系統(tǒng)運行的安全性,適用于干燥有危險性或爆炸性的介質(zhì)。氮氣保護系統(tǒng):系統(tǒng)排放尾氣的氧體積分數(shù)在正常啟動時不應(yīng)超過12%,非正常停車后重新啟動時不應(yīng)超過8%;載氣除塵器后管道上設(shè)有氧含量檢測控制系統(tǒng),用于動態(tài)檢測排放尾氣中的氧含量,如檢測到氧體積分數(shù)超過12%時,氮氣保護系統(tǒng)的氮氣閥門會迅速打開,從干燥機入口和出口迅速進入干燥系統(tǒng),稀釋干燥載氣,確保系統(tǒng)安全。為確保系統(tǒng)安全,氮氣控制閥采用雙閥控制,同時對載氣除塵器采取保溫措施,溫度控制在93℃左右,解決載氣除塵防火、防爆、結(jié)露、排灰堵塞等問題。物料溫度檢測聯(lián)鎖裝置:干燥機出料端部設(shè)有物料溫度檢測聯(lián)鎖裝置,當干燥機出口煤粉溫度超過85℃時,水噴淋系統(tǒng)的兩位閥會迅速打開,向干燥機出料箱內(nèi)噴水,降低煤粉溫度,確保系統(tǒng)安全。3.5焦爐煙道氣的回收利用CMC工藝穩(wěn)定運行后,為節(jié)能降耗,對保安系統(tǒng)采用的氮氣系統(tǒng)進行改造,利用焦爐煙道廢氣(210℃)不可燃成分多、氧含量低、性能穩(wěn)定的特點,用引風機將焦爐煙道廢氣(8000m4實際應(yīng)用效果4.1cmc技術(shù)的成效CMC投用后,結(jié)合太鋼焦化廠焦爐生產(chǎn)、化產(chǎn)工藝要求,進行改進、優(yōu)化、完善工作,實現(xiàn)了400t/h的設(shè)計生產(chǎn)處理能力,最大處理能力達到450t/h,1套煤調(diào)濕裝置保供兩座7.63m焦爐生產(chǎn)用干煤,生產(chǎn)穩(wěn)定運行。結(jié)合生產(chǎn)運行的實際情況,循序漸進地調(diào)整煤調(diào)濕出口水分,經(jīng)過4個月的調(diào)整,將水分控制在8.0%±0.3%,最低可達6.5%,實現(xiàn)設(shè)計目標,帶來如下效益。(1)降低能源消耗:入爐煤水分每降低1%,煉焦耗熱量可降低33.5kJ/kg(濕煤),按煤料出口水分6.5%(最低)、裝煤量387t/h計,每小時節(jié)省熱量51.86GJ(33.5×4.0×387×10(2)改善焦炭質(zhì)量:隨著CMC水分調(diào)整,根據(jù)焦炭質(zhì)量逐步調(diào)整配煤比,在保證焦炭質(zhì)量不變的前提下,可多配弱黏結(jié)性煤5%,結(jié)合7.63m焦爐工藝條件、煤資源情況,主要增加了瘦煤資源配比,降低高價格焦煤比例,年節(jié)約原料采購費用432.95萬元。(3)節(jié)能減排:煤料水分降低,減少了生產(chǎn)過程生成的剩余氨水量8t/h~10t/h,相應(yīng)減少了剩余氨水蒸氨用蒸汽量,同時減輕了廢水處理裝置的生產(chǎn)負荷。節(jié)約蒸氨用蒸汽1.5t/h,全年降低能源成本74.43萬元,煉焦過程的酚氰污水外排量減少300t/d,有利于環(huán)境保護。(4)提高生產(chǎn)效率,增產(chǎn)創(chuàng)效:入爐煤水分降低到8.0%,裝爐煤堆密度提高,單孔裝干煤量增加;干餾時間縮短,單日出爐數(shù)增加,焦爐生產(chǎn)效率提高,焦炭、煤氣增產(chǎn)能力實際達到4%。太鋼焦化廠采用CMC技術(shù)后,焦炭產(chǎn)量逐年提高,2009年增產(chǎn)焦炭14.61萬t,按噸焦利潤400元計算,增產(chǎn)焦炭創(chuàng)造效益5844萬元;增產(chǎn)煤氣42.6×104.2煤粉系統(tǒng)的重排采用CMC工藝后,由于7.63m焦爐采用獨特的PROven負壓裝煤技術(shù),干燥煤中的細煤粉在負壓作用下,在上升管、爐口部位的石墨沉積速度變快;同時荒煤氣中夾帶的細煤塵多,造成化產(chǎn)系統(tǒng)煤氣設(shè)備阻力增大,吹掃頻次增加,焦油氨水分離難度加大,硫銨產(chǎn)品中有細煤塵等。因此,煤調(diào)濕水分必須結(jié)合煤粉碎細度、系統(tǒng)工藝要求等,穩(wěn)定控制,不能過度下調(diào)。5cmc工藝技術(shù)應(yīng)用體會5.1太鋼焦化廠煤調(diào)濕工藝技術(shù)采用多管式干燥流程,匯集了化工生產(chǎn)工藝、設(shè)備制造、新型材質(zhì)等多項先進技術(shù),是國內(nèi)