焦炉入炉煤调湿.doc

唐山德业节能环保科技有限公司焦炉入炉煤调湿技术煤调湿(CMC)技术概述煤调湿(Coal Moisture Control简称CMC)是“装炉煤水分控制工艺”的简称，是将炼焦煤料在装炉前去除一部分水分，保持装炉煤水分稳定在8.5左右(捣固焦炉)或8.5左右（顶装），然后装炉炼焦。CMC不同于煤预热和煤干燥。煤预热是将装炉煤在装炉前用气体热载体或固体热载体快速加热到分解开始前温度（150-250）上，此时煤的水分为零，然后再装炉炼焦；而煤干燥没有严的水分控制措施；干燥后的水分随来煤水分的变化而变化。煤调湿有严格的水分控制措施，能确保入炉煤水分恒定。通过直接或间接加热来降低并稳定控制入炉煤的水分，不追求最大限度地去除入炉煤的水分，而只把水分稳定在相对低的水平，既可达到增加效益的目的，又不因水分过低而引起焦炉和回收系统操作的困难，使入炉煤密度增大、焦炭及化工产品增产、焦炉加热用煤气量减少、焦炭质量提高和焦炉操作稳定等效果。近10年来煤调湿技术得到长足发展，先后开发了三代煤调湿技术。第一代是热煤油干燥方式。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。第二代是蒸汽干燥方式。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，蒸汽对炼焦煤间接加热干燥。第三代是最新一代的流化床装置，采用焦炉烟道废气对其进行加热的干燥方式。煤调湿技术可降低入炉煤水分，将其水分控制在一个适宜的目标值，降低炼焦耗热量，增加入炉煤堆密度，提高焦炭质量等。该技术是唐山德业环保科技有限公司自主研发，具有独立知识产权，并已取得多种专利技术。现已在某公司成功应用，取得良好的经济效益。煤调湿技术应用的效果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提高7%-11%；煤含水量每降低1%，炼焦耗热量（干煤）就降低62MJ/t。当煤水分从11%下降至8.5%时，炼焦耗热量（干煤）相当于节约了155MJ/t。改善焦炭质量。其M15150可提高1%-1.5%,焦炭反应后强度可提高1%-3%;在保证焦炭质量不变的情况下，可多配弱粘结煤8%-10%,降低成本20-40元/吨焦。煤料水分的降低可减少20-30%剩余氨水量，相应减少20-30%蒸氨蒸汽耗量，同时也减轻了废水处理量。降低了废水处理费用。节能的社会效应是减少温室效应，当采用焦炉烟道废气作为热源时，平均每吨入炉煤可减少约35.8kg/t的CO2。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。国内焦化厂存在的主要问题：我国现有焦炉生产能力较大，占世界第一位，但炼焦煤水分偏高，而且优质炼焦煤日益短缺，主要存在以下问题：优质炼焦煤短缺；水分大、炼焦耗热量偏高；炼焦配煤是由多种煤组成的，同一煤种中各粒级煤的成分和性质不尽相同，有些煤种的这些差别很大；不同煤种的性质更是相差悬殊。炼焦生产要求煤料各粒级之间性质差异越小越好，而且目前常规的备煤工艺无法满足这一要求。二、流化床干燥器主要技术数据：干燥物料名称： 50m6mm煤粉（约占80%）进料速度： 200000kg/h出料速度： 189131.74kg/h 流化床蒸发水量： 5312.692kg/h 产品初含水： 11%终含水： 8.5% 物料进床温度： 20物料出床温度： 60热风入口温度： 260尾气温度： 平均温度100热工计算书：序号名称数据单位1煤比热1.26KJ/KG.K2水比热4.2KJ/KG.K3终含水8.5%4烟气比热1.0825KJ/KG.K5入口温度2606出口温度1007配合煤煤初始温度208配合煤终点温度609处理量54kg/s194.44000T/h10初含水11%11终含水8.5%12吸热量8698.38KW13烟气量37.8NM3/S136198NM3/H14烟气初含水138g/kg15烟气终含水182g/kg湿球温度6016烟气露点温度6017相对湿度18.40%18蒸发量5312.69kg/H18与露点温差18（9）、设计产能：200吨/小时；(设计产能120万吨干焦/年，入炉煤168万吨/年)。本项目建设技术方案包括总体方案、工艺流程、煤调湿主体装置及鼓风与引风系统、安全监测与控制系统、管道及煤料输送系统、除尘装置、辅助生产设施等。三、项目总体方案：1、利用260（焦炉烟道废气温度300,输送约温降40）焦炉烟气余热锅炉排放热风直接加热煤料，将其含水量从11%降至8.5%后送到煤塔、装炉炼焦。实现回收余热、节能减排的目的。2、工艺流程及布局：将粉碎前的装炉煤定量、连续地输送到干燥机室进行调湿，然后将调湿煤运送至炉煤塔顶供焦炉炼焦生产。系统主要由煤斗、皮带机及通廊、湿煤仓、流化床、干煤仓、干式除尘器、湿式除尘器、热风管路、鼓（引）风机、等设备组成。图1为工艺流程图：3、煤调湿装置：（1）采用260焦炉烟气余热锅炉排放热风直接加热煤料（2）烟道气组成（体积百分比）CO2: 6.41%；H2O: 20.06%；O2: 3.68%；N2 :69.85%； (3)原料煤粒度分布及水分含量：（3-1）粒度（mm）0.50.51166%28.813.13028.1（3-2）煤料含水量：11%（4） 煤的比热值：1.26 kJ/kg.（5）鼓风机参数如下：315kW，380v，P=4000Pa；（变频电机）流量Q=138757NM3/H； 引风机参数如下：315kW，380v，P=4000Pa；Q=138757NM3/H；4、干燥机：处理能力为200t/h流化床调湿机，将煤输送系统运来的装炉煤进行调湿，调湿煤由带式输送机运至现有的装炉煤输送系统送煤塔供焦炉炼焦生产。在干燥机内与湿煤进行直接热交换后的低温经补风系统将出风温度补至80-100后，经旋风除尘器、布袋除尘器捕集灰尘后经烟囱排放。 5、其它 ：（1）煤输送系统带式输送机。 （2）进出干燥机室的带式输送机上分别设有：皮带秤、水分在线测仪、温度在线监测仪。（3）安全监测与控制系统：安全监测系统：系统设氧含量在线检测仪，可输出“高位”报警信号，相关设备与“高高位”信号进行联锁。当系统发出氧含量 “高位”报警信号时，系统会自动充氮气或充蒸气；当发出“高高位”信号时，调湿系统设备将按联锁停机。调湿系统处于微正压运行状态，不会从大气中向设备内充入氧气。（4） 排烟风机前所有烟气管道、循环风烟气管道、细粒回收装置等均采用保温加热措施，采用质量小、导热系数低的保温材料。热媒采用300烟道气。根据细粒回收装置入口烟气温度的变化，通过掺混方式补入烟气，进行及时调节，保证细粒回收装置稳定可靠运行。（5) 干燥机及细粒回收装置均设有泄爆装置，保证在非正常工况下，及时将设备内的压力泄掉，并保护周围环境的安全。控制系统：（1）调湿前的炼焦煤水分及粒度分布的变化、热烟气温度和供给量的变化都会引起调湿效果波动，本系统通过在控制系统设立静态数据表的策略自动调整给料机的投料量和调湿装置排料速度，达到控制水分的目的。同时在产品煤输送带设置在线水分分析仪， 将实际检测的水分值反馈修正数据表，达到优化控制、稳定运行目的。（2）该流化床煤调湿设备采用西门子PLC S7-300（314）作为工业现场控制器，该系统工作稳定，适用于各种生产工作现场；系统通过各种检测设备实时检测热风流量、温度、压力、处理量、出、入煤水分等变量的数值变化，通过反馈量的变化，自动调节各阀门的开度，提高或降低鼓风的热风流量或床层高度，实现自动控制，保证设备的稳定运行并使出煤水分维持在8.5%左右。（3）采用触摸屏控制系统，操作更加简单、快捷、人性化。实现远程监控及数据通讯，可以实现技术人员在监控室内就能实现监控设备各个部分的运行情况控制设备各执行机构动作及设备的启停，上位机组态王系统的组态画面能实时监控控制系统的运行状况并且能够实现报表功能，便于设备的维护及检修。（4）触摸屏及组态王控制系统组态控制系统：6、管道及煤料输送系统：（1）管道系统：根据系统要求经计算并结合大量的实验总结可得总输气管道设计：管道直径D=2.5米。碳钢材质，壁厚10 mm。各支输气管道管道直径D=0.6米。管道均采用碳钢材质，壁厚8mm。补热烟气风：管道直径D=1.5米。碳钢材质，壁厚10mm。其余管道全采用碳钢材质，壁厚10 mm。（2）煤料输送系统：煤料输送系统将输送带送来的高含水湿煤，由供料装置进入流化床内脱除一部分水后，再经排料装置加载到输送带上，然后送至煤塔，供装炉炼焦。煤料输送系统包括煤仓、带式输送机和通廊，封闭式设计。鉴于废热烟气量有限，为充分利用热烟气，应保证调湿装置连续运行，因此，湿煤来料及调湿后煤料要连续进、出调湿装置。7、除尘装置：（1）旋风除尘器：旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置，主要用来分离粒径大于50m以上的的颗粒物。其特点是：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，但压力损失较大，动力消耗也较大。结合本项目特点，综合考虑分离效率、一次性投资大小和动力消耗，在旋风除尘器后在加布袋除尘器，并进行优化设计旋风分离器主体采用碳钢材料，厚6mm,易磨损部位内衬耐磨不锈钢板。装置外部保温。（2）布袋除尘器：经旋风分离后的尾气中还含有大量微细煤粉，采用布袋除尘器进一步收尘、净化后，经烟囱排放。8、供电本项目用电负荷约700KW，接380V或10KV电源，具体供电方案有待与贵公司进一步落实。9、安全与消防：（1）主要隐患部位操作人员站在各类运转设备旁如风机、加料排料设备等均存在机械伤害造成人身伤亡风险，这是生产中主要的不安全因素。（2)调湿装置较高，为满足设备安装或操作需要而设计的平台位置较高，可能会发生人员、物件坠落事件。（3)设备安装或检修时，设备零部件的吊装过程中可能产生碰撞事故。