近几年,许多国家都进行了不同形式的煤调湿实验和生产包括美、德、法、日、英、独联体等,都取得很好的经济效果。其中比较具有代表性的是德国,独联体和日本。德国主要利用炼焦废热将瓷球加热,瓷球作为载体再与湿煤直接换热;独联体采用赤热焦炭与湿煤直接接触,达到熄焦和煤调湿的双重功能效果。日本在煤调湿技术方面取得了长足的发展,1983年新日铁大分厂第一套煤调湿装置投产,之后1987年川崎的千叶厂,1989年中山厂、1991年新日化的君津厂、1992年住友金属的鹿岛厂等相继投运了煤调湿装置[6]。大分厂、中山厂的煤调湿装置时利用荒煤气或烟道废气等焦炉余热来进行装炉煤调湿,千叶厂、君津厂等则是利用干熄焦装置发电机的背压蒸汽作为热源,蒸汽送入多管回转干燥管组内与管组外的湿煤进行间接热交换,将煤干燥目标值。1996年,日本开发了流化床煤调湿技术并在日本室兰焦化厂投产。35926
目前,日本85%的焦化厂采用煤调湿炼焦工艺。日本各厂采用煤调湿技术后,提高了焦炭生产能力和焦炭机械强度,减少了炼焦耗热量,焦炭粒度均匀,可多配弱粘结性煤,生产稳定,便于自动管理。论文网
2国内发展状况
宝钢作为中国最大的钢铁企业,一直坚持推广和改善先进技术,最大限度的促进“安全、环保、质量、成本、效益、发展”的经营理念。2008年宝钢建成了煤调湿工艺车间,核心设备为蒸汽管式间接加热转筒干燥器,并配备有布袋式除尘器、储液罐、储煤仓、闪蒸罐及配套的风机、输气管、蒸汽管、传送带等。
从湿煤料槽进入蒸汽管式间接加热转筒干燥机管间的煤料,由于蒸汽管式间接加热转筒干燥器的旋转而向前流动,与其内部走管内的低压蒸汽进行间接换热,煤料与蒸汽逆向流动。由于煤料被加热后会产生大量水汽,因此在煤料入口处通入焦炉烟道气作为载气,以吹走这些水汽,而通入管内的低压蒸汽在换热后,转换成饱和水,从蒸汽管式间接加热转筒干燥器中间的一根管子集中后流出,再送入干熄焦锅炉的纯水系统。被载气从蒸汽管式间接加热转筒干燥器中吹出的大量含尘废气将进入除尘系统,经除尘后排放。而集尘产生的煤粉经加湿后会回配到煤处理流程中。该工艺所用热源为炼焦厂利用炼焦后的焦炭余热进行干熄焦,生产水蒸气,无需额外增加热源,节约能源;蒸汽经过干燥器放热冷凝所得到的冷凝水为高质软水可循环利用,节约资源。经过多年改进和研究表明,该工艺设计合理,能源利用率高。从投产以来的生产实绩看,该工艺节能效果明显。装炉煤堆比重可提高1%,因此可年增产焦炭1.85万吨,年增产焦炉煤气7975立方千米,同时由于装炉煤水分的降低,焦炉加热煤气量减少,其中BFG降低4.6%,COG降低8.5%,合计年可降低成本约4000万元。
煤调湿投入后,焦炭各项质量指标均有不同程度的提高。其具体工艺流程如图2.1。煤调湿工艺所使用的载气原设计为空气,现采用是焦炉所产生的烟道气,用烟道气作为载湿气有几个优点:
烟道气由焦炉引出,本身温度较高,省去了空气预热的环节,节约了能源;
烟道气中水分少,相比空气其传质推动力大,干燥效率高;
烟道气含氧量低,煤属于易燃易爆物,其干燥过程十分危险,需小心控制其温度与含氧量的关系,降低干燥环境中氧含量可有效减小爆炸的可能性。为了降低煤料水分控制系统内部的氧含量,煤调湿车间配备有氮气罐,以不定时的方式充入氮气,使用烟道气较空气而言可以减少氮气的使用量,降低生产成本。干燥机除尘系统、干燥机至干燥机除尘的管路系统均有蒸汽伴热,防止载湿气温度过低导致结露,结露易堵塞布袋除尘器,从而引发事故。
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