煤的风动选择粉碎装置

1、煤的风动选择粉碎装置这是最经济的焦化工艺投资沈阳北晨冶金技术有限公司俄罗斯北方新技术成套设备有限公司 目 录1. 风动选择粉碎备煤工艺的科研背景 2. 风动选择粉碎备煤工艺与传统的备煤工艺的本质区别 2.1 风动选择粉碎备煤工艺流程 2.2 不同备煤工艺对煤质结焦过程的影响2.3 不同备煤工艺对入炉煤颗粒中的灰份分布，挥发份分布和膨胀系数的影响2.4 风动选择粉碎备煤工艺防止了入炉煤的过渡粉碎，降低了煤尘3. 风动选择粉碎备煤工艺经济效益分析3.1 在采购和配煤工序体现的经济效益3.2 在焦化车间工序体现的经济效益4.下塔尔基钢铁公司焦化厂应用风选配煤工艺实例效果4.1 不同配煤工艺对焦化生产

2、和焦碳质量的影响4.2 不同配煤工艺对高炉生产的影响5. 酒泉钢铁公司焦化厂应用风选配煤实例效果1风动选择粉碎备煤工艺的科研背景： 传统的备煤工艺，无论是先配煤后粉碎工艺(先配后粉工艺)，还是对单种煤先粉碎后配煤以及其他配煤工艺都存在一个严重的缺陷，那就是配煤工艺无法实现对入炉煤质的均匀分布。经过传统配煤工艺处理后的入炉煤，其粗颗粒煤质中凝聚了大量的难以破碎的岩相成分、矿物质成分和煤的硬质成分，这些成分对结焦和焦炭的形成都具有不良的影响，它们加重胶质层的不均匀性，提高了透气性，增加了焦炭的内部张力，破坏了焦炭的结构。 为了提高配合煤的均匀性，新的配煤工艺应该彻底改变煤质的分布特性，使煤质的不均

3、匀成分尽可能转移到细颗粒中，使有利于结焦的成分能够在所有的颗粒成分中分布均匀化。因此，同时按照颗粒密度和颗粒大小对煤质分离并进行选择性破碎的风动选择粉碎备煤工艺，正是解决传统配煤工艺严重不足的先进工艺。它大大提高了入炉煤的均匀性，提高了入炉煤的堆密度，同时，降低了入炉煤的煤尘含量，改善了化学产品的质量和生产环境。 提高配合煤的粘结性的基本手段之一是提高装炉煤的密度。在此情况下，将增加焦炭的硬度和总张力，这些张力是在断裂的许可范围之内，因此，能够改善焦炭的热机械特性。 自20世纪70年代以来，风动选择粉碎备煤工艺已经走过了研制、完善、工业性推广和优化的过程。现在，它已经成为各国焦化厂备煤首选的先

4、进的成熟的备煤工艺。该工艺在俄罗斯、乌克兰、印度等国家的焦化备煤工艺中获得了广泛应用，并于2003年在中国的酒泉钢铁（集团）公司成功实施。2风动选择粉碎备煤工艺与传统备煤工艺的本质区别： 风动选择粉碎备煤工艺（以下我们简称“风选工艺”）与传统的备煤工艺有着本质区别。这也是风选工艺之所以先进的本质。下面我们引用一组20世纪70年代在下塔基尔钢铁公司焦化厂进行的工业性生产试验数据的来印证说明。21风动选择粉碎备煤工艺基本工艺流程： 风动选择粉碎备煤工艺基本工艺流程见下图1。 煤的风动选择粉碎装置的关键装置是被称做“沸腾床”分离器（图例2）的装置。 经锤式粉碎机初粉碎（一般，<3mm占60-7

5、0%）的配合煤料经过分离器料仓（图例1）送到沸腾床式分离器（风选器）中。为了在分离器内建立“沸腾层”，需要由主鼓风机（图例3）向分离器中鼓风。主鼓风机吹入“沸腾床”的气体介质与配合煤发生使用，使配合煤呈泉涌分层和沸腾状态，并按其粒度和密度将配合煤分离出粗颗粒和细颗粒两种煤流。鼓风为循环式流程，即“风机-分离器-风机”（含尘空气闭路循环）。 分离出的不利于结焦的粗颗粒煤流，被送入锤式粉碎机再次粉碎（图例4在此粉碎至0-3mm占75-80%），粉碎后的粗颗粒煤流和配合煤流汇合后再送入沸腾床分离装置，如此反复循环。只要配合煤的粒度和密度不符合分离的要求，他们就始终处于“分离-粉碎-汇合-分离”的闭路

6、循环中被不断的粉碎。而分离出的有利于结焦的细颗粒煤料不需要破碎，直接经皮带输送机源源不断送入焦炉煤塔。 与分离粉碎后的粗颗粒煤质汇合前的配合煤水份一般不超过9.0-9.5%。 风动选择粉碎沸腾床式分离器的操作是在空气闭路循环下完成的，因此在该装置中没有新的扬尘点。在煤料及产品落差处，设有带除尘设备的通风机。 风选备煤工艺适用于任何矿区产的煤。同时适合于任何形式的焦炉。因为，与传统的先配后粉工艺相比，风选工艺改变了入炉煤的煤质特性，它使入炉煤煤质处于更加细腻、均匀和结焦最优化状态。22不同备煤工艺对煤质结焦过程的影响： 科研成果表明，煤质成分中颗粒密度>1.8克/厘米3 的成分对结焦具有严

7、重的不良影响，而颗粒密度<1.4克/厘米3成分则是有利于结焦的成分。 图2分析了不同备煤工艺对煤质中不利于结焦的煤质成分（颗粒密度>1.8克/厘米3 成分）在不同颗粒煤质中的分布影响。曲线6是传统的先配煤后粉碎再入炉工艺（以下简称先配后粉工艺）的影响，该曲线说明，在先配后粉工艺的入炉煤中，粗颗粒含有的不利于结焦的煤质成分大，细颗粒中含有的不利于结焦的煤质成分小；而且煤质颗粒越粗，含有的不利于结焦的成分越多。从而导致了差者越差，入炉煤的均匀性偏差幅度很大，不利于结焦。 曲线7是风动选择粉碎再入炉工艺（以下简称风选工艺）的影响，该曲线说明，在风选工艺的入炉煤中，粗颗粒含有的不利于结焦的

8、煤质成分小，细颗粒中含有的不利于结焦的煤质成分大，而且煤质颗粒越粗，含有的不利于结焦的成分越少，入炉煤的均匀性很好，有利于结焦。图2 颗粒密度>1.8克/厘米3成分沿入炉煤质的粒度分布 纵轴：密度>1.8克/厘米3成分的含量%，横轴：煤质粒度 mm曲线1 配合煤；曲线6 先配后粉配煤工艺（红色）；曲线7 风选配煤工艺（兰黑粗线） 图3 颗粒密度<1.4克/厘米3成分在入炉煤质中的分布 纵轴：密度<1.4克/厘米3成分的含量%，横轴：煤质粒度 mm 曲线1 配合煤；曲线2 先配后粉配煤工艺（红色曲线）；曲线3 风选配煤工艺（粗黑曲线） 图3分析了不同备煤工艺对煤质中有利于

9、结焦的煤质成分（颗粒密度<1.4克/厘米3 成分）在不同颗粒煤质中分布的影响。 曲线1 是配合煤，曲线2是先配后粉配煤工艺，曲线3是风选配煤工艺。对比曲线2和3，在入炉煤中，风选工艺有利于结焦的成分在粗颗粒（>3mm）中的含量大，而先配后粉工艺有利于结焦的成份在粗颗粒中的含量较小。 从图2和图3中不难看出，风选工艺配煤后不利于结焦的成分（密度>1.8克/厘米3的颗粒）在粗颗粒煤质中的分布含量比先配后粉工艺小得多；而有利于结焦的成分（密度<1.4克/厘米3）在粗颗粒中的含量则比先配后粉工艺大得多。同时，在使用先配后粉工艺配煤时，不利于结焦的成分含量随着煤质粒度的增大也急剧

10、增大。而有利于结焦的成分则随着煤质粒度的增大而急剧减少。这一切说明了，传统先配后粉配煤工艺增加了配煤的不均匀性，不利于结焦。而风选配煤工艺恰恰解决了这个问题。23不同备煤工艺对入炉煤颗粒中的灰分分布、挥发分分布和颗粒膨胀系数的影响： 配煤工艺的不同，对入炉煤各粒级中的灰分分布、挥发份分布和膨胀系数具有不同影响（见图4，图5）。 灰分分布曲线表明，在传统的先配后粉配工艺制备的入炉煤中，粒度越大的煤颗粒中灰分含量越高，各粒级的灰分偏差幅度是很大的；而在风选工艺制备的入炉煤中，灰分在各粒级煤质中的分布是非常均匀的，而且，颗粒较大的煤质中灰分含量反而越少。 颗粒膨胀系数曲线表明，在风选工艺制备的入炉煤

11、中，大小不同颗粒的煤质的膨胀系数差别是非常小的。而在传统的先配后粉配煤工艺制备的入炉煤中，粒度越小的煤颗粒膨胀系数越高，粒度越大的煤颗粒膨胀系数越小。大小不同颗粒的煤质的膨胀系数差别是非常大的。 挥发份的分布曲线也同样表明了，风选工艺改善了挥发份在入炉煤中的分布。 从图4、5中不难看出，经过风选工艺配煤后的入炉煤中灰分、挥发份的分布更加趋于均匀化；而大小颗粒煤质的加热膨胀的均匀化程度也比传统的先配后粉工艺有了明显地改善。图4 上图：灰分（%）在不同粒度入炉煤质（mm）中的分布；下图：挥发份（%）在不同粒度入炉煤质（mm）中的分布；中图：不同粒度入炉煤质（mm）的膨胀系数的变化 曲线1 先配后粉

12、工艺（红色曲线）；曲线2 风选工艺（黑色曲线）图5 () 灰分（%）在不同粒度入炉煤质（mm）中的分布; () 不同粒度入炉煤质（mm）的膨胀系数（mm）变化曲线曲线1 先配后粉工艺（红色曲线）；曲线2 风选工艺（粗黑曲线） 24风选备煤工艺防止了入炉煤的过度粉碎，降低了煤尘。 风选工艺对配合煤的破碎量大约是传统先配后粉工艺破碎量的30%左右。风选分离后的细颗粒不需要破碎直接进入焦炉煤塔。需要在闭路循环中被破碎的，正是风选分离后的粗颗粒（不利于结焦的大颗粒、粗颗粒、硬质颗粒、矿物质颗粒等）。因此，它避免了煤的过度破碎，大大降低了入炉煤的煤尘含量，同时降低了粉碎机的电耗，改善了化学产品的质量，改

13、善了环境。3风动选择粉碎备煤工艺的技术经济： 综上所述，风选备煤工艺可以消除入炉煤的岩相成分、矿物质、硬质颗粒等各种成分的不均匀性。改变入炉煤的特性，使入炉煤各种不利于结焦的成分在颗粒中的分布更加均匀优化，更加有利于结焦。因此，它不仅可以改善焦炭质量，提高焦炉的产量，提高高炉的产量，降低高炉焦比，降低入炉煤中的煤尘，而且也为用户使用劣质煤炼焦提供了更加广阔的空间。评价风选配煤工艺可以同时从以下几个方面去考察：31在采购和配煤工序体现的经济效益分析· 对于任何形式的焦炉和焦化工艺，在保持焦炭质量不变的前提下，可以在现有配煤中最大限度地添加廉价的弱粘结性煤替代原来的主焦煤。从而可以为用户

14、节约大量的煤采购成本。 俄罗斯下塔基尔钢铁公司焦化厂的工业生产的对比结果表明，在保持焦炭质量不变的前提下，可以用10%左右的便宜的劣质煤替代原来的主焦煤用于炼焦。总体上基于中国的煤炭质量比俄罗斯好的多，因此这一替代比例在中国可以进一步提高。使用传统先配后粉配煤工艺时的配合煤的结焦性越好，替代的比例也越大。 与传统配煤相比，基于目前的价格水平和中国的焦化现状，仅此一项，一个年产120万吨焦炭的焦化厂，每年可以节约采购成本至少在1200万元以上。· 与传统配煤相比，配煤车间可以节约粉碎机的电耗达30-40%。32在焦化车间工序体现的技术经济：· 风选工艺可以实现降低入炉煤中的煤

15、尘（<0.5mm）含量3-8% 焦化化学产品质量得以提高。· 风选工艺可以提高煤的堆比重2 4%，尽而提高焦炉产量2-4%。· 风选工艺可以提高焦炭的热反应强度和冷强度。· 提高冶金焦率< 0.5%33在高炉车间体现的技术经济：· 进一步提高高炉的生产能力1-2%。· 进一步降低高炉的炼铁焦比1-2%。具体的指标取决于用户使用的煤质状况而具体确立。4下塔基尔钢铁公司焦化厂应用风选配煤实例效果：41不同配煤工艺对焦化生产和焦炭质量的影响： 图6显示了下塔基尔钢铁公司焦化厂在20世纪1972-1983年不同年份配煤车间使用不同配煤工艺下

16、的焦炭质量指标对比统计结果：（曲线1 传统工艺配煤，曲线2 风选工艺配煤）图6 纵轴： 上图： 焦炭在转鼓上的剩余重量，kg；下图： 漏下的< 10 mm的焦炭量横轴：统计年份 表1列举了下塔基尔钢铁公司焦化厂在20世纪70年代进行的不同配煤工艺下的焦炭质量对比结果，在相同条件下，使用风选配煤工艺后焦炭在转鼓上的剩余物重量增加了11公斤（相对提高了约2%-3.5%），而漏下的< 10 mm的焦炭量则减少了4公斤，M25提高了2 4%。 M10降低了1-2 %。冶金焦的结焦率提高了0.4 0.5 %. 入炉煤的堆比重提高了3.6 %，相应的焦炉产量也提高3.6%，备煤车间的电耗降低了

17、30 40 %。 图6和表1的工业实验数据表明了，在相同的条件下，运用风选配煤与传统工艺配煤相比，焦炭质量得到明显地改善。表1 下塔基尔钢铁公司焦化厂不同配煤工艺制度对焦炭质量的影响指标备煤方式先配后粉工艺风选工艺1 配合煤成分, %， mm + 2工业分析结果，% Wr Ad Vd胶质层厚度，mm膨胀系数，mm粉碎水平，% <3 mm <0.5mm堆比重（干态），吨/米3 1402924261428090266163985045707241622814311268191256174078336007502 结焦条件结焦时间，小时加热温度，0C 机方 焦方焦饼轴线温度，0C144013091345102614561304133810163 焦炭质量工业分析结果，% Wr Ad粒度分布，mm，% +80 80 60 60 40 40 25 25 0平均粒度大小，mm 均匀系数大转股强度，公斤，剩余 < 10 mm冶金焦结焦率，%2012027146021634197514443144392