改善炼焦工艺扩大炼焦用煤范围

李攀

摘要：随着我国煤炭行业的迅速发展，带动了我国炼焦行业的腾飞。我国煤炭具有储量大、分布不均、优质煤炭资源少等特点。由于我国煤炭行业前期开发使用过度导致我国的焦煤储量日益减少，另外由于煤炭开发的技术性和危险性较高，这就造成了焦煤价格连年上涨，且行业内竞争日益加剧。为了保证焦煤行业健康稳定可持续的发展，改善炼焦工艺势在必行。也就是说只有炼焦工艺的改善，扩大炼焦用煤范围才能缓解我国炼焦行业的紧张局面，使我国的炼焦行业处于一种良性循环中。

关键词：炼焦工艺；用煤范围；影响因素

1限制炼焦用煤范围扩大的各种影响因素分析

1.1煤料堆密度方面的影响

为了扩大炼焦用煤范围，需要对各种影响因素进行分析。其中，煤料堆密度对煤料间隙有着一定的影响：二者之间为反相关的关系。即煤料堆密度变大时煤料间隙会变小。因此，为了保持煤料界面良好的结合效果，应选择性能可靠的胶质体，按照合理的方式对煤料间隙进行有效填充。形成胶质体析出大量的气体时，由于煤料间的间隙发生了变化，会增强它们间的紧密性。随着时间的推移，会使胶质体稳定性增强。这就需要生产术人员在煤料炼焦中注重煤料堆密度提高，優化煤炭间的结构，增强其黏性，促使焦炭实际应用中能够保持良好的耐磨性能。但是考虑到焦炭的抗碎性能，应注重炼焦过程中焦炭收缩度变化分析，同时在对煤料堆密度分析中，应重点考虑不同种类煤的粒度及水分，将二者控制在有效的范围内，确保煤料堆密度设置有效性，增强煤料炼焦效果。

1.2入炉煤粉碎工艺方面的影响

如果把煤作为有机岩石来考虑，在煤料的粉碎之中，亮煤、丝炭（阮丝炭）、暗煤、镜煤和硬丝炭等的抗碎性相对比较大，那么在同样的惰性条件下，那些抗碎性能较大的惰性组分就存在于煤料的粗粒级中，而那些抗碎性能相对较小的黏结组分就存在于煤料的细粒级中。在输入的时候，由于惰性组分和粘结性组分容易发生偏析的现象，就造成了炉煤质量的不均，而且粗粒中的一些惰性物质会由于与其它岩相成分收缩性不一样，容易产生很多裂缝。因此，为了通过对惰性的成分进行恰当的粉碎来消除焦煤的裂纹中心，炼焦人员可以在煤料粉碎过程中采用选择性粉碎工艺。

1.3煤料加热速度方面的影响

加热速度也是影响煤胶质体质量和数量的因素，加热速度关系到焦煤的膨胀性、流动性。当加热速度变大时，胶质体中不挥发的液态产物就会增加，达到一定值后，产率增加会相对变缓慢并逐渐稳定。所以，提高加热速度，增加不挥发液态产物的数量和流动性，对煤料的粘结性有提高的作用。

1.4注意固化温度较高的煤种的添加

对于焦炭裂纹的产生原因，经过分析可以确定有三种原因：第一是在碳化室内煤料中存在垂直炉墙的热梯度；第二是当煤胶质凝固后，存在半焦煤收缩的梯度值；第三是因为惰性物质的存在也是造成裂纹中心产生的原因。挥发性能的不同对收缩系数有很大影响，将固化温度较高的粉煤按照比例添加，可以调节不同煤料的固化温度和收缩系数，保证煤炭的质量。

2改善炼焦工艺的新型技术

2.1粘结剂添加技术

为了提高焦炭质量，需要加强配煤质量控制，对其质量进行有效地检验。因此，优化煤料粘结性能的过程中需要在配煤中加入适量的粘结剂，为炼焦用煤范围的不断扩大提供技术支持。当前形势下随着我国石油整体生产水平的不断提升，促使粘接剂的应用范围得以扩大。相比传统的煤系粘结剂，石油系列的粘结剂有着自身独特的组成结构。实践应用中若型煤比超过了40%，会给推焦作业造成较大的困难，需要在使用黏结技术的过程中注重型煤配比控制，将其保持在30%的范围内，促使添加黏结剂技术作用下的煤料粘结性能得以优化。

2.2煤的预热技术

煤的预热是指将炉外预热到大约200℃炼焦的煤料装入炭化室内进行炼焦的过程。通常情况下，在煤料预热之后，与湿煤堆的密度相比，装炉的煤堆密度会得到大幅度的增加，而且装炉煤堆的密度在分布方面也相对比较均匀，除此之外，煤料在塑性状态下的升温会逐渐缓慢，炭化室内温度场的分布也会发生相对比较大的变化，胶质体温度间隔区间也会明显增大，这就非常有助于煤料的粘结性和焦炭质量的提高。由于煤在预热炼焦时的膨胀压力和推焦电流值都相对比较大，那么就要在煤料中加入适量的收缩性较大的煤。目前，预热煤炼焦主要有考泰克（Coaltak）、西姆卡（Simcar）和普列卡邦（Precarbon）这三种类型的工艺。而煤调湿技术基本用焦炉余热进行调湿或者用干熄焦余热发电后的二级蒸汽进行间接的换热。例如，用烟道气显热与湿煤直接或者间接的换热等。例如，我国某焦化厂用年产量大约为0.70Mt焦炭的焦炉与煤调湿技术进行结合使用，利用焦炉烟道的废气作为热源，用风机鼓人流化床干燥机与煤料直接接触加热干燥，将水分减到大约6%，用袋式除尘器将烟道废气中的细煤粉进行分离，最后再与粗煤料同时装进煤塔。通过应用这套设备，不仅降低了入炉煤的水分，而且极大地节约了炼焦的耗热量。

2.3捣鼓炼焦技术

捣鼓炼焦技术是炼焦科技中常见技术，主要优点有：堆密度高、配煤种类多。对于一些挥发性强、粘结性较弱的煤炭储备丰富地区，是非常高效便捷的炼焦方法，不但可以使焦炭质量更好还会提高焦炉工作效率。捣鼓炼焦虽然有很多优点，但是其存在的问题也很多。由于煤块和炉墙之间的缝隙传热效果较差，就需要增加结焦的时间，单炉工作效率变慢导致整体炼焦产量下滑。在装卸煤料时，煤炉需要打开，这就会存在大量烟尘，不利于环境保护，使工作环境变的恶劣。捣鼓技术机械相对来说较为落后，煤炭室溶剂较小，不利于炼焦技术的发展。针对这些限制条件，很多国家都对捣固技术和设备进行升级和研究。在装炉工作上，多锤设计的捣固机的出现大大提高了装炉工作的效率；捣鼓焦炉制作比例的增加也改变了对焦炭室容量问题；装炉净化设备大大减少了烟尘问题，使工作环境更环保。

3结语

综上所述，注重炼焦煤源工艺技术的灵活运用，有利于扩大炼焦用煤范围，提高炼焦行业的整体市场竞争力，实现其生产效益最大化的长期发展目标。因此，未来炼焦生产过程中应给予炼焦工艺足够的重视，并不断改善这项工艺，确保其实际生产水平的不断提升，扩大用煤范围的基础上增强工艺适用性。

参考文献：

[1]优化炼焦工艺过程控制有效降低煤气消耗[J].王志国.化工管理.2018（08）

[2]炼焦工艺过程对焦炭质量的影响[J].高攀，祁永程.当代化工研究.2018（05）