煤调湿技术CMC
发布时间: 2021-11-09
来源: 科技服务团
基本信息
煤调湿技术是将焦炉入炉煤水分控制(Coal Moisture Contro1)技术(简称煤调湿或CMC),是由煤干燥技术进化而来。它是将炼焦煤料在装炉前除掉一部分水分,并保持装炉煤水分稳定的一项煤的预处理技术。
其工艺流程历经三代发展,逐渐发展成为成熟的技术。第一代CMC是采用导热油干燥煤。利用导热油回收焦炉烟道气的余热和焦炉上升管的显热,然后,在多管回转式干燥机中,导热油对煤料进行间接加热,从而使煤料干燥。第二代CMC采用蒸汽干燥煤料。利用干熄焦蒸汽发电后的背压汽或工厂内的其它低压蒸汽作为热源,在多管回转式干燥机中,蒸汽对煤料间接加热干燥 。第三代是焦炉烟道气调湿,此工艺在对第二代CMC技术实践和总结的基础上,根据具体的生产实践研究总结而出的。该工艺的热源是焦炉烟道废气,温度在200~350℃ 。首先抽风机抽吸焦炉烟道废气,送往流化床干燥机,经袋式除尘器过滤后的废气由抽风机抽送至烟囱外排。同时设有热风炉,当煤料水分过高或焦炉烟道废气量不足或烟道废气温度过低时,可将抽吸的烟道废气先送入热风炉,用焦炉煤气点火,使高炉煤气燃烧,提高烟道废气的温度,通常情况下可不用热风炉补充热源。采用煤调湿技术后,可以以下几个方面的效果:
(1)经过多年生产实践,采用CMC技术后,煤料含水量每降低1% ,炼焦耗热量就降低*** MJ/t(干煤)。当煤料水分从12%下降至6%时 ,焦炉炼焦耗热量相当于节省了***×(12-6)=372 MJ/t(干煤)。
(2)由于装炉煤水分的降低,使装炉煤堆密度提高,干馏时间缩短,因此,焦炉生产能力可以提高10%左右。改善焦炭质量,其可提高2~5个百分点,焦炭反应后强度CSR提高1~3个百分点;在保证焦炭质量不变的情况下,可多配弱粘结煤6% ~10%。
(3)煤料水分的降低可减少30%多的剩余氨水量,相应减少剩余氨水蒸氨用蒸汽30% ,同时也减轻了废水处理装置的生产负荷。
(4)节能的社会效益就是减少温室气体的排放量,平均每吨入炉煤可减少约36% 的CO 排放量。
(5)因煤料水分稳定在6%的水平上,使得煤料的堆密度和干馏速度稳定,这非常有益于改善高炉的操作状态,有利于焦炉的节能高产。煤料水分的稳定可保持焦炉操作的稳定,有利于延长焦炉寿命。
20世纪60年代煤调湿技术在我国有过较大的发展,鞍钢、本钢、首钢、太钢等焦化厂都曾进行过生产性实验,收到一定的增产、节能效果。但由于当时炼焦技术装备不够完善,同时对于煤干燥程度没有明确的目标值,有时出现过干燥,以致造成装炉困难、操作不顺、事故频繁等难题,因而相继停产。而有些小型焦化厂却能长期使用,取得了较好的效果。随着第二代蒸汽煤调湿技术的出现,现在国内外应用最多的煤调湿装置是以低压蒸汽为热源,在多管回转干燥机内与湿煤进行热交换,目前我国宝钢、太钢和攀钢等多家钢厂也都在建设和使用这种煤调湿装置。
目前新建煤调湿大多采用烟道气作为热源,可以减少水蒸气的用量,降低焦化废水处理的负担,如唐钢、昆钢、济钢等。
煤调湿技术通过在国内多年的应用与发展,表明该技术非常适合我国焦化厂的新建厂和老厂改造,具有较好的市场前景,将成为我国焦化行业重点开发和推广的技术之一。
案例分析:
案例一:太钢煤调湿工艺
太钢焦化厂炼焦用配合煤平均水份为10%,增设煤调湿工程煤粉蒸汽管式回转干燥系统后,可将配合煤水分从10%降低到***%(干燥后可使配合煤水分降低***%,从干燥机出口到焦炉入口的运输过程可使配煤水分再降低***%)。按煤粉蒸汽管式回转干燥系统处理量400t/h计算,每小时可节约能量***×107kJ的热量。按年运转8000h计算,每年可节约***×1011kJ的热量,相当于9226t标准煤,折合***万tCO2/a(按洗精煤计算),吨焦减排***2/a。此外装炉煤水分降低,还可以提高炼焦速度,缩短结焦时间,改善焦炭质量。含水9%~11%的装炉煤经干燥调湿后水分降低为5%~***%时,装炉煤的堆密度增加,约提高***%,结焦时间约缩短4%,两项效果均可使焦炉生产能力提高,并改善焦炭质量或者多用高挥发份弱粘结性煤炼焦。本工程年用洗精湿煤3310000t,总能耗为39740标准煤。煤调湿单位能耗为 12kg/t (具体能耗计算见太钢煤调湿初步设计)。总投资***万元,投资年减排量*** CO2/a。
案例二:济钢、昆钢煤调湿工艺(应用济钢集团国际工程技术有限公司的技术)
1、投资
按年产193万吨焦炭规模,配套建设350吨/小时煤调湿装置1套。项目总投资为5800万元。
2、经济效益计算
按年生产193万吨焦炭计算,吨焦能耗***标准煤,调湿后含水率平均降低3%,炼焦耗热量降低约186kJ/kg(干煤),按吨焦用干煤***吨计算,折合吨焦节约***标准煤.
(1)按炼焦耗热量降低约186kJ/kg(干煤)计算,年产193万吨焦炭可节约炼焦耗热量降低约***×108kJ,折合节约高炉煤气***×108 Nm3。
(2)煤调湿装置可以回收焦烟道废气的热能,由于降低炼焦煤含水率,减少炼焦废水排放对环境的污染,因而环境效益显著。系统平均降低3%含水率计算,年减少炼焦污水约***万吨。
配合煤水分的降低可减少剩余氨水量,相应减少剩余氨水蒸氨用能耗,同时也减轻了废水处理装置的生产负荷。
(3)调整水分后的焦炭机械强度、耐磨性等方面均有的提高。改善焦炭质量,其DI150/15可提高1~***个百分点,焦炭反应后强度CSR提高1~3个百分点;在保证焦炭质量不变的情况下,可多配弱粘结煤8%。
(4)由于装炉煤水分的降低,使装炉煤堆密度提高,干馏时间缩短,因此,可提高焦炉生产能力。
焦炉生产能力按可以提高5%计算,全年焦炭增产为12万吨。
(5)节能的社会效益是减少温室效应,平均每吨入炉煤可减少约***的CO2排放量,全年减少CO2排放量***万吨。
煤调湿系统本身是一种能源综合利用、节省能源的措施,既充分利用了焦炉烟道气大量的热能,又降低了焦化厂的工序能耗,而且将改善厂区污水环境质量,从而达到了社会效益、环境效益和经济效益的统一。
3、经济效益估算
(1)提高焦炉生产能力:(每吨焦炭利润70元)
70×12万吨=840(万元)
(2)节约高炉煤气:(高炉煤气价格***元/ m3)
***元×***×108 =1270(万元)
(3)节约污水处理费用:(焦化废水处理费用***元/吨)
*** ×***=***(万元)
年创经济效益:
840+1270+***=***万元。
4、占地面积
主体厂房为36×12米,总占地面积1400平方米左右。