張正一　程延龍　韓宛靜

摘要：焦化行業(yè)屬于高污染高耗能行業(yè)，是節(jié)能減排降耗重點行業(yè)。只有改進焦化技術(shù)，才能降低能源消耗，減少環(huán)境污染，提高焦化行業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，使之可持續(xù)發(fā)展。煉焦廠配煤調(diào)濕是在焦煤還未裝爐時進行調(diào)濕處理，這是一個簡單且能起到節(jié)能減排效果的可行性措施。文章通過煉焦廠配煤調(diào)濕技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀研究，闡述了目前存在的三種煤調(diào)濕方法，分析了其作用與意義。

關(guān)鍵詞：煉焦廠；配煤調(diào)濕技術(shù)；節(jié)能減排；焦化行業(yè)；調(diào)濕方法 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TQ522 文章編號：1009-2374（2015）05-0168-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0416

我國是生產(chǎn)和消費大國，焦煤在我國的使用范圍尤其廣泛。據(jù)統(tǒng)計，2010年我國的焦煤產(chǎn)量達到3.88億噸，消費量達3.84億噸；2011年更是達到了4.2億噸，消費量是4.0億噸，生產(chǎn)和消費量穩(wěn)居世界第一，占世界總量的60%。但焦化行業(yè)是一個高污染、高耗能行業(yè)，在焦化過程中產(chǎn)生的廢氣、廢煙氣等污染物，不僅會對環(huán)境造成污染，而且還對人體本身存在著一定的危害性。焦化行業(yè)是節(jié)能減排的重中之重，資源和環(huán)境問題成為影響焦化行業(yè)繼續(xù)向前發(fā)展的瓶頸，只有對焦化行業(yè)進行技術(shù)改革，降低污染消耗，才能實現(xiàn)焦化行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 煉焦廠配煤調(diào)濕技術(shù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

煤調(diào)技術(shù)是在焦煤輕度熱解預(yù)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來并得到廣泛應(yīng)用的。它的操作原理是：將煤加熱到一定溫度時，使煤完全干燥脫水，直至其發(fā)生輕度熱解后再裝爐煉焦。焦煤在經(jīng)過熱預(yù)處理后，堆積密度得到提高，同時增加了焦煤在炭化室中的填裝量，使得煉焦速度提升，縮短了焦煤的生產(chǎn)周期，達到增產(chǎn)的效果，同時還提高了焦炭的質(zhì)量。20世紀中期，焦炭生產(chǎn)國開始了工業(yè)化試驗和推廣，但由于科技發(fā)展有限，該工藝對設(shè)備的要求極高，且工藝過程極為復(fù)雜，對配煤技術(shù)和焦?fàn)t結(jié)構(gòu)的匹配性要求高，由于堆積密度的增加，煤在煉焦過程中不斷膨脹，造成很多壓力，導(dǎo)致爐墻損壞，減少了焦?fàn)t的使用壽命。還有生產(chǎn)過程中帶來的一系列環(huán)境污染問題，與當(dāng)代科學(xué)發(fā)展觀的理論相悖，使得該項工藝技術(shù)使用受到限制，現(xiàn)在早已停用。

針對上述問題，20世紀80年代的時候，日本開發(fā)出焦煤預(yù)熱調(diào)濕技術(shù)，它的操作原理是：裝爐前，利用煉焦過程中殘留的余熱，將焦煤中部分水分保留在一定值，提高煤的溫度，最后完成裝煤煉焦過程。煤一般較干燥，煤調(diào)濕的好處就是能將水分控制住，確保煤在入爐后水分穩(wěn)定。煤調(diào)濕工藝既操作簡單，節(jié)能環(huán)保，又能創(chuàng)造經(jīng)濟效益，受到全世界的普遍關(guān)注。截至2010年，日本的焦化廠中，煤調(diào)濕裝置占據(jù)焦?fàn)t總數(shù)的70.5%，成為主要的煉煤方式。我國焦化行業(yè)煤調(diào)濕技術(shù)起步較晚，目前雖然只有少數(shù)企業(yè)采用，但已引起業(yè)界關(guān)注，相信不久的將來，我國在原有技術(shù)上，根據(jù)我國的實際發(fā)展水平，采取既經(jīng)濟又環(huán)保的煉煤技術(shù)指日可待。

焦煤預(yù)熱調(diào)濕技術(shù)在日本得到開發(fā)利用后，技術(shù)不斷創(chuàng)新和升級，先后已有三代技術(shù)開發(fā)并應(yīng)用著。我國企業(yè)研究機構(gòu)做出了相應(yīng)的調(diào)研工作，并取得突破性進展。例如：中科院工程研究所研制而出的以熱煙氣為載體，復(fù)合床直接換熱的技術(shù)上做了全新設(shè)計，綜合濕度與功能，在提高設(shè)備處理能力的前提下，降低動力能耗，使得核心技術(shù)得以突破和發(fā)展，擁有了自主知識產(chǎn)權(quán)，推動了煤調(diào)濕技術(shù)在我國的推廣及應(yīng)用。

2 三代煉焦廠配煤調(diào)濕技術(shù)的比較

2.1 第一代煤調(diào)濕技術(shù)的原理及特點

第一代煤調(diào)濕技術(shù)的原理即是：將焦?fàn)t的煙道氣用熱導(dǎo)油吸收，然后把煙道氣與上升管處的荒煤氣作為熱源，與濕煤在多管回轉(zhuǎn)干燥機之內(nèi)間接換熱，完成煤調(diào)濕工藝。

特點有：（1）工藝較復(fù)雜，導(dǎo)熱油系統(tǒng)分為循環(huán)系統(tǒng)及廢熱回收系統(tǒng)，從爐頂?shù)綗煹涝俚絺涿合到y(tǒng)所需時間較長，流程很復(fù)雜，且占地面積大，投資高；（2）設(shè)備較復(fù)雜，換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部含有碳化硅，既包含導(dǎo)熱油換熱部分，也包括軟水冷卻部分，同時還要注意壓縮空氣時及時清掃導(dǎo)熱油換熱部分；（3）爐頂管道較多，導(dǎo)致操作起來異常繁瑣，出現(xiàn)問題時候要仔細檢查，耽誤時間較久。

2.2 第二代煤調(diào)濕技術(shù)的原理及特點

第二代煤調(diào)濕技術(shù)的原理即是：將干熄焦發(fā)電后產(chǎn)生的背壓汽作為熱源，與濕煤在多管回轉(zhuǎn)干燥機之內(nèi)間接換熱，完成煤調(diào)濕工藝。干燥機的使用模式是蒸汽走管內(nèi)、煤走管外。

特點有：（1）整體布局較緊湊，操作流程比較方便且十分簡單，能量利用率高，設(shè)備運行安全性高；（2）干燥機排氣速度較慢，因此攜帶的灰塵較少，不需要專門去設(shè)置龐大的除塵設(shè)施，節(jié)省空間資源，同時節(jié)約成本；（3）熱源依靠CDQ發(fā)電，然后由管網(wǎng)供給，調(diào)控靈活，溫度、壓力穩(wěn)定。

2.3 第三代煤調(diào)濕技術(shù)的原理及特點

第三代煤調(diào)濕技術(shù)的原理即是利用焦?fàn)t煙道氣，在流化床內(nèi)煉焦煤與其直接進行熱交換。

特點有：（1）上部氣體流速較小，且攜帶的灰塵較少；（2）設(shè)備的阻力較小，降低了熱風(fēng)輸送系統(tǒng)的電力消耗成本，節(jié)約能源；（3）采用風(fēng)動原理，無需機械傳動，結(jié)構(gòu)形式較為獨特，減少維護工作。

3 煉焦廠采用配煤調(diào)濕技術(shù)后的成效

（1）當(dāng)煤料含水量降低1%時，煉焦過程中所耗熱量就會降低62.0MJ/t，煤料水分從11%下降到6%時，煉焦耗熱量就節(jié)省了11%；（2）裝爐煤的水分一旦降低，煉煤速度就會得以提高，結(jié)焦時間縮短，使焦炭質(zhì)量得到改善。含水量在9%～10%時，裝爐煤在進行干燥調(diào)濕后水分會下降至5%～6.5%，同時裝爐煤的堆密度會提高至6.9%，將結(jié)焦時間縮短了4%，這兩樣技術(shù)聯(lián)合使用會提高焦?fàn)t的生產(chǎn)效率，將生產(chǎn)能力提高了11%左右；（3）煤料水分降低后，減少了1/3的剩余氨水量，也減少了1/3的剩余氨水蒸氨所用蒸汽，使得廢水處理裝置的生產(chǎn)負荷減輕；（4）對能源利用率低，能源消耗少，減少了溫室效應(yīng)，每噸煤減少了35.8千克二氧化碳的排放，保護環(huán)境，做到高效率，低污染；（5）煤料水分保持在6%的固定值上，保證了煤料的堆密度和干餾速度，

改善了焦?fàn)t操作流程，實現(xiàn)真正意義上的降耗增產(chǎn)。

4 煉焦廠采用配煤調(diào)濕技術(shù)存在的問題

目前我們使用的三種煤調(diào)濕技術(shù)在運行過程中還存在種種問題，甚至有些技術(shù)設(shè)備配備完成后，出現(xiàn)的很多問題沒法解決，導(dǎo)致設(shè)備閑置荒廢。

煤調(diào)濕工藝選型，目前大家考慮的關(guān)鍵所在就是，能否在節(jié)能降耗的前提下做到高效穩(wěn)定的生產(chǎn)，節(jié)能減排是實施煤調(diào)濕技術(shù)的主要目的，因此在選擇方案時企業(yè)要充分考慮自身的資源優(yōu)勢，最大限度地利用富產(chǎn)能源，最終達到節(jié)能降耗的目的。例如：我國的寶鋼、太鋼和攀鋼，都有CDQ發(fā)電裝置，將背壓蒸汽作為熱源，利用蒸汽回轉(zhuǎn)干燥機法進行煤調(diào)濕技術(shù)較合理。這類技術(shù)操作成本較低，運行需要的操作人員較少，技術(shù)運行較穩(wěn)定，節(jié)約了人工成本，同時也高速有效，是國內(nèi)外最常使用的技術(shù)，我國大型企業(yè)應(yīng)該借鑒，利用自身資源配置，采用合適的煤調(diào)濕技術(shù)，改善焦煤環(huán)境及

產(chǎn)量。

清潔生產(chǎn)也是煤調(diào)濕技術(shù)中需要重點考慮的問題之一，煤調(diào)濕后，煤的水分自然會降低，在裝置和輸送煤的過程中，如果收塵裝置設(shè)計不合理，粉塵就極易散落，導(dǎo)致環(huán)境惡劣，如果煤粉堆積到一定量后，容易自動引燃并爆炸，給生命安全造成威脅；干燥的煤粉帶有一定水分，如果采用布袋收塵，會使得布袋堵塞，最終影響收塵效果，這時應(yīng)采用向布袋加入額外焦?fàn)t尾氣或者熱煙氣的方法，將尾氣溫度提高，使得收塵裝置順利進行，最終達到環(huán)保的效果。

由于我國是焦煤生產(chǎn)和消費大國，焦煤資源比較豐富，同時市場需求大，焦煤經(jīng)過一代代人的開采后，資源十分緊缺，再加上市場交易較為混亂，政府管轄范圍有限，很多不良商家在開采時不惜以犧牲環(huán)境為代價獲取金錢上的利益，導(dǎo)致目前環(huán)境污染問題越來越嚴重，溫室效應(yīng)也越來越顯著，面對這樣的局面，除了改進生產(chǎn)方式，政府更是要加大市場監(jiān)管力度。

5 結(jié)語

綜上所述，煉焦廠配煤調(diào)濕技術(shù)是經(jīng)過不斷的技術(shù)改革，不斷的科研創(chuàng)新演變而來的新型技術(shù)，該項技術(shù)的發(fā)明使得處于瓶頸期的焦化行業(yè)有了希望，在科學(xué)發(fā)展觀的前提下，在人與自然和諧相處的思想引導(dǎo)下，煤調(diào)濕技術(shù)應(yīng)運而生，最大限度地增加了焦煤的產(chǎn)量，同時，做到了節(jié)能減排，我國應(yīng)該在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，借鑒國外較為先進的技術(shù)，加強學(xué)習(xí)，結(jié)合本國焦化行業(yè)的特點，不斷促進焦化行業(yè)向前發(fā)展。

參考文獻

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作者簡介：張正一（1986-），男，河南滎陽人，青海鹽湖鎂業(yè)有限公司助理工程師，研究方向：焦化項目技術(shù)管理；程延龍（1988-），男，青?；ブ耍嗪｛}湖鎂業(yè)有限公司助理工程師，研究方向：焦化項目生產(chǎn)管理；韓宛靜

（1985-），女，河南舞陽人，青海鋰業(yè)有限公司助理工程師，研究方向：化工安全管理。

（責(zé)任編輯：王 波）