2010第四届焦化年会论文集 (8)VIP

2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 86 高 硫煤在 捣固炼焦 中 的 应用 成耀武 杨邵鸿 本溪北营钢铁（集团）股份有限公司 ， 本溪 ， 117017 【 摘 要 】 高硫煤是一种重要的煤炭资源， 因环保原因，高硫煤被沦为劣质煤，价格低廉。 本文 结合捣固炼焦特点， 认为开发消耗高硫煤新途径 捣固炼焦， 适当 配吃 一定比例的 高硫煤 ， 控制焦炭硫份在 保证焦炭质量 前提下还 可降低成本，值得研究。并以北营焦化厂二区顶裝改捣固炼焦为例，加以论证说明， 以期获得更全面的认识和更客观的评价。 【 关键词 】 高硫 煤 捣固炼焦 应用 高硫煤是一种重要的煤炭资源， 因环保原因，高硫 煤被沦为劣质煤，价格低廉。 本文 结合捣固炼焦特点， 认为 开发消耗高硫煤新途径 捣固炼焦，配吃高硫煤控制焦炭硫份在 保证焦炭质量的同时还可降低成本，值得研究。并以北营焦化厂二区顶裝改捣固炼焦为例，加 以 论证说明， 以期获得更全面的认识和更客观的评价。 煤炭产品品种等级划分（ 17608 煤炭硫份等级划分规定 含硫量小于 等于 煤为 1级， 含硫量 煤为 2级， 含硫量 煤为 3级，之后硫份以 单位增加等级随之升高， 依次类推，参见下表 1。 煤炭的硫分按 214的方法进行测定。 表 1 煤炭 硫分等级划分 等级 硫份（ d） % 等级 硫份（ d） % 1 0 此，本人特提出： 含硫量小于 煤称为 低硫煤 ,包括 1、 2、 3 级煤； 4煤 含硫量 为 中硫煤 ； 9级以 上（含 9 级）煤 含硫量大于 2%称为高硫煤 。 煤炭的成煤期较多 ， 高硫煤资源 北方 主要形成于晚石炭世 南方主要形成于 晚二迭世。分布在北方的 高硫煤 为海陆交替相沉积的煤 ,硫分一般为 2 5%，其 中有一半煤硫分超过 3%， 估算 约 占全国煤炭资源总量的 分布在南方的 高硫煤为 浅海相沉积的煤 ， 硫分几乎都高于 3%， 甚至高达 6 10%，估算约占全国煤炭资源总量的 5%。因此， 高硫煤资源总量大约 占全国煤炭资源总量的 由此可见，高硫煤 是我国一种重要的煤炭资源 ， 潜在 巨大的 经济价值。 讨 环境 保护日益为全球所关注。因环保原因，高硫煤被沦为劣质煤 。一方面限制开采；另一方面价格较低，一般硫份每升高 降价 1t 不等 。 我国高硫煤品种齐全，既有高硫褐煤和烟煤，也有高硫无烟煤 。 高硫煤应是我国宝贵资源的一部分，其下游的油、气、硫又是我国长期要进口的工业资源，合理 利用 这些资源， 可 缓解我国的环境问题和能源的进口。 结合高硫煤的分布特点，值得深入研究探讨解决高硫煤的开发和利用问题 ， 试验研究，发现： 机硫含量高时，易使煤质特征偏离正常轨迹，表现出值得研究的特殊利用属性。 煤炭加氢液化 使用铁剂催化剂时，硫作为一种助催化剂有利于煤炭液化。因此，低煤化度高硫煤适合液化。 煤炭气化过程中，煤中硫可被转化为气态，加以脱除和回收。 硫煤是生产煤制橡胶填料的优选原料，高硫煤填料中的硫分起到了硫化剂和硫化促进剂的作用，补弹性好，硫化速度快。 般情况下，高硫炼焦煤的结焦性和粘结性比低硫煤好，适当配吃可改善焦炭质量，特别是冷热强度。 硫 煤直接 液化 制油 ，配套增设脱硫设备 。 2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 87 直接把高硫煤 液化 制油， 哈密市 960万吨煤液化制油 项目约需投资 300亿元，吨 油耗煤量是 1比 6 7；煤气脱硫费用也较高， 常规的半干法脱硫，每脱去 1吨二氧化硫 约需 1000元 。 该项目的缺点：（ 1） 煤中硫在液化同时提取最方便，但提取油最多的气煤、肥煤等却未必含硫高，而高硫煤却未必出油多。 （ 2）投资巨大。 硫 煤制甲醇，为我国高硫煤的开发利用展现了广阔前景。 全国规模最大的年产 50万吨煤制甲醇装置于 2007年 12月 28日在山东兖矿国宏化工公司投产。据介绍，这是全球首套以高硫煤为原料的 50 万吨 煤制甲醇 装置，这一装置投产后年可消化高硫煤 100 万吨，减排四万多吨二氧化硫烟尘。 该 项目设 计年产 50 万吨甲醇和硫磺、氩气、液氧等化工原料，销售收入预计 润 资回报期为 8年。 该项目的缺点：投资巨大。 捣固炼焦 针对高硫烟煤中的炼焦煤，捣固炼焦消耗高硫炼焦煤是一条 有效 途径。 铁对焦炭硫份的要求 硫是 生铁 冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。 铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过 车轮生铁除外） ， 在炼钢生铁中硫含量大于 即为废品。 据有关资料统计， 由高炉炉料带入炉内的硫 11% 来自矿石 、 来自 石灰石 、 3%来自 熔剂 、 来自焦炭 。 所以 ， 焦炭是 高炉 炉料中硫的主要来源 ， 焦炭硫分的高低直接影响到高炉 炼铁生产 。 当焦炭硫分大于 硫份每增加 ，焦炭使用量增加 石灰石加入量增加 矿石加入量增加 高炉产量降低 冶金焦的含硫量规定不大于 1%， 小型高炉 使用的冶金焦含硫量 一般要求不超过 大中型高炉使用的冶金焦含硫量 一般要求控制在 不超过 因此， 冶金焦的含硫量 控制在 内， 反测算装炉煤 （即配合煤） 硫份要求控制在 内。 焦炭硫分计算式： d m=(j/ S)d j 式 中， Stdm 、 Stdj 分别装 炉 煤和焦炭的干基全硫 (%)； Kdj 为全焦率； S 为炼焦过程中转焦炭的硫的质量比 ； Kdj/S= 1 固炼焦的特点 及优势 固炼焦是在捣固装煤车（或捣固装煤推焦一体车）的煤箱内用捣固机将已配合好的配合煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦。 捣固炼焦时，经过捣固机压实后， 煤饼堆密度由顶装煤炼焦的 t/ 高到 t/ 料颗粒间距减小 28% 煤饼堆比重增加， 结焦过程中煤料 的胶质体便很容易在不同性质的煤粒表面均匀分布浸润，形成较强的煤粒间的界面结合。 有利于多配入高挥发性煤和弱黏结性煤。 同时经过捣固后，接触面积变大，煤热解产物很容易进行缩合反应，反应后的 焦炭 强度较高，有利于 满足炼铁 生产。 挥发分煤及弱粘结性煤（如气煤、 1/3焦煤）的硫份均较低，大都在 下。因此，捣固炼焦在配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤（如气煤、 1/3 焦煤等）的同时 ， 可以适当配入高硫炼焦煤 ， 生产的冶金焦质量基本能够达到一级焦水平。 煤质资源不良，即弱粘结煤 以及高硫煤 较多的情况 下，采用常规 顶装煤 炼焦方式很难经济地生产出满足高炉冶炼需要的焦炭。在相同配煤比的情况下，捣固炼焦比顶装炼焦的焦炭 %。入炉煤的质量越差，焦炭质量提高的幅度就越大。 捣固炼焦可以拓宽煤资源，节约炼焦成本，生产出高质量的焦炭。 生产 二区 捣固炼焦 使用 高硫煤 情况及效果 北营钢铁（集团）股份有限公司焦化厂 （简称北营焦化厂） 生产二区原为 2座 65孔 取顶装煤炼焦，设计年产焦炭 85万吨；考虑煤炭资源紧张 和捣固炼焦优势 ， 于 2008年 9月改为捣固炼焦，直到现在一直采用捣固炼焦。 营 焦化厂 进厂炼焦煤情况 北营 焦化厂 炼焦煤 分 4 种，即 主焦、肥煤 、 1/3焦和瘦煤 。 主焦又分 3种，即高硫主焦、中硫主焦、低硫主焦；肥煤也分 3 种，即高硫肥煤、中硫肥煤、低硫肥煤。 1/3 焦煤硫份平均 属于低硫煤；瘦煤硫份平均 属于中硫煤。 因此，北营焦化厂高硫煤有两种，即高硫主焦和高硫主焦硫份， 高硫2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 88 肥煤硫份 高硫主焦硫份 ， 参加下表 2。 表 2 北营 焦化厂 2009 年 各供货单位 炼焦煤 硫份情况 品名 供货单位 硫份 发站 按硫分等级 分类 1/3 焦煤 北台钢铁集团进出口有限责任公司 洲 3 级 低硫 本溪北方铁业有限公司 岗站 1 级 低硫 德 1 级 低硫 黑龙江龙煤矿业集团有限责任公司 岗站 1 级 低硫 山 2 级 低硫 西 2 级 低硫 德 1 级 低硫 台河 1 级 低硫 鸡西市华丰洗煤有限公司 西 2 级 低硫 1/3 焦煤平均 肥煤 黑龙江龙煤矿业集团有限责任 公司 树镇 2 级 低硫 台河 2 级 低硫 低硫肥煤平均 辽宁天盛鑫商贸有限公司 家营 4 级 中硫 各庄 4 级 中硫 山西安华能源发展有限公司 东 6 级 中硫 山西福鑫泰冶金材料有限公司 泉 6 级 中硫 山西焦煤集团有限责任公司 佛 7 级 中硫 山西省灵石县双金煤化有限公司 石 7 级 中硫 山西西山煤电股份有限公司 城底 6 级 中硫 沈阳煤业集 团煤炭销售有限公司 盛矿 6 级 中硫 山 6 级 中硫 中硫肥煤平均 山西焦煤集团有限责任公司 城 12 级 高硫 北京东方金诺科贸有限责任公司 州 10 级 高硫 高硫肥煤平均 主焦 北台钢铁集团进出口有限责任公司 洲 2 级 低硫 黑龙江龙煤矿业集团荣盛国际经贸有限 东 3 级 低硫 黑龙江龙煤矿业集团有限责任公司 道 2 级 低硫 西 3 级 低硫 台河 2 级 低硫 黑龙江省七台河隆源煤化工有限公司 窑沟 2 级 低硫 鸡西大东运选煤有限公司 西 3 级 低硫 低硫主焦平均 山西安华能源发展有限公司 华 6 级 中硫 东 6 级 中硫 2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 89 山西焦煤集团有限责任公司 壁关 8 级 中硫 休 6 级 中硫 泉 8 级 中硫 家会 6 级 中硫 南 7 级 中硫 泉曲 7 级 中硫 山西省灵石县双金煤化有限公司 石 6 级 中硫 山西省物产集团进出口有限公司 休 8 级 中硫 沈阳昌泰选煤厂 盛堡 6 级 中硫 中钢集团山西有限公司 东 6 级 中硫 中硫主焦平均 山西焦煤集团有限责任公司 镇 9 级 高硫 瘦煤 沈阳煤业集团煤炭销售有限公司 台子 6 级 中硫 营 焦化厂 不配吃高硫煤的生产情况 2009年 8月 份 ，北营焦化厂生产二区捣固炼焦 进行 不配吃高硫煤 试验，其 配煤比 、配合煤及焦炭质量情况，参见下表 3。 表 3 北营焦化厂生产二区捣固炼焦不配吃高硫煤的配煤比、配合煤及焦炭质量情况 日期 低硫 主焦 低硫 肥煤 1/3 焦 配合煤质量 焦炭质量 灰份 挥发 份 硫份 Y G 灰份 硫份 10 00908 20 15 65 上表看， 不配吃高硫煤， 炼焦时 焦炭硫份 太低。 营钢铁（集团）股份有限公司配吃高硫煤 的生产情况 2009 年 9，北营焦化厂生产二区捣固炼焦配吃高硫煤的配煤比、配合煤及焦炭质量情况，参见下表 4。 表 4 北营焦化厂生产二区捣固炼焦配吃高硫煤的配煤比、配合煤及焦炭质量情况 日期 高 硫 主 焦 高 硫 肥 煤 中硫主焦 中硫肥煤 低硫 主焦 低 硫 肥 煤 1/3 焦 瘦 煤 配合煤质量 焦炭质量 灰份 挥发份 硫份 Y G 灰份 硫份 10 00909 5 5 15 10 5 10 42 8 200910 5 5 20 10 8 10 42 200912 5 5 20 5 10 5 45 5 上表看，高挥发分、低硫份的 1/3焦煤配吃 42，配吃 10%的高硫煤，其中高硫主焦 和 高硫肥煤 各 5%，焦 炭硫份 其他各项指标基本达到一级焦水平。 硫煤在我国分布广 泛， 是一种重要的煤炭资源，因环保原因，高硫煤被沦为劣质煤，价格低廉 。 因此 ，炼焦 时 适当配入一定比例的高硫煤，可降低成本， 在经济上可行。 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 90 固炼焦可以拓宽煤资源， 增加 弱粘结煤 （硫份均较低，大都在 下） 配比 ， 适当配入一定比例的高硫煤，控制焦炭硫份在 完全