炼焦工艺及用煤技术发展探究

炼焦工艺及用煤技术发展探究

瓮双太

内蒙古恒化工有限公司 内蒙古 鄂尔多斯 016200

摘要：炼焦生产属于钢铁冶金行业当中的一个关键性环节，所以炼焦工艺能够对整个钢铁冶炼行业产生至关重要的影响。为了能够有效提升焦炭生产效率以及质量，应该在确保高炉稳定运行的基础上，充分保证焦炭生产能够有效适应炼焦煤实际资源状况，这便对炼焦工艺以及用煤技术有了较高的要求。基于此文章便针对炼焦工艺以及用煤技术发展做出分析和探讨。

关键词：炼焦工艺；焦化行业；用煤技术；发展进步

前言：现阶段，在优质炼焦煤实际储量不断降低的背景下，炼焦工艺的优化提升开始逐渐受到高度重视，同时焦化行业持续优化改善炼焦工艺也在推动着相关炼焦企业需要面对的市场竞争不断加剧。所以，为了实现健康长远的发展，有必要对炼焦工艺以及用煤技术发展做出深入研究。

1. 炼焦工艺的现状分析

现阶段，因为受到焦炉自身存在的弊端以及富氧喷煤冶炼技术等方面因素的影响，所以炼焦工艺的具体发展方向也出现了一定的变化。当前的炼焦工艺主要目标一般可以分为以下几点：一是提高焦炭质量，二是扩大煤炭的具体使用范围，三是进一步提升炼铁企业生产效率以及生产能力，四是降低对环境的污染。结合现状来看炼铁企业当中应用的炼焦工艺一般可以分为：一是带余热发电的相应无回收焦炉，二是巨型炼焦反应器，三是型焦以及连续式炼焦工艺等。

以巨型炼焦反应器为例，其具备的主要特点为：可以控制工艺的煤预热以及单炭化室两者之间有效结合，不但有效保留了室内炼焦原理，同时也将燃烧室以及炭化室间以往的多室系统有效转变为了单室系统。对于单室系统而言，其最大的优点在于不论是在结构方面还是在操作方面，都属于一个较为独立的单元。这种系统是借助对燃烧室的侧向有效加固来对其实际承受静荷载的能力做出进一步加强，同时借助煤预热技术，来进一步提高其实际生产能力，这样可以确保能耗以及污染物排放方面可以得到显著降低。除此之外，结合相关实验研究表明，对于单室系统来讲，其能够对弱粘性以及不粘结的配合煤进行使用，同时焦炭的质量相对较高^[1]。

2. 炼焦工艺以及用煤技术发展分析

1. 针对配型煤炼焦技术分析

对于配型煤炼焦技术来讲，主要指的是在炼焦装炉煤料过程中依照一定比例合理配入成型煤料而开展的一种炼焦技术。此项技术能够减小配型煤粒之间存在的间隙，能够显著改善煤料的黏结性，这样可以多配用一些弱黏结性或者是适量配入一些非黏结性煤^[2]。

现阶段在工业生产过程中，较为常见的配型煤炼焦技术一般可以分为两种：一是新日铁法，二是住友法。对于新日铁法来讲，粉煤以及成型煤所采用的配比基本一致，其实际操作流程如下：

一是取出30%左右经过配合以及粉碎的相应装炉煤，然后借助黏结剂将其有效制成型煤，在此基础上与剩下的70%左右的装炉煤进行混合，最后开展装炉炼焦作业。这一技术流程相对较为简单，所以比较容易在原有的一些备煤处理车间进行改建。对于住友法来讲，则是由非炼焦煤或者是弱黏结性煤分别单独添加黏结剂而有效制成的型煤，最终依照一定比例有效混入到粉碎之后的相应黏结性煤当中共同开展装炉炼焦。对于这种方法来讲，一般能够多用一些弱黏结性煤，对于处于同样原料煤配比的情况下，因为弱黏结性煤方面的集中成型使用，所以使得住友法往往要比新日铁法能够更好地改善煤料方面的结焦性能。

2. 针对无回收炼焦技术分析

对于无回收焦炉来讲，也可以称为热回收焦炉，其属于上个世纪60年代由美国研发推出的一种具备较强环保性的炼焦技术。此项技术最大的特点在于实际炼焦过程中，通常仅生产焦炭，但是不回收一系列化学副产品以及焦炉煤气，同时也不会排放一些其他污染物。原因在于其能够在炼焦过程中将产生的相应化学产品以及煤气等有效地在焦炉当中通入一定量的空气促使其充分燃烧，然后用燃烧之后出现的高温废气进行发电或者是产生蒸汽供动力用。对于此项技术来讲，其优点主要可以体现在以下几点：

一是炼焦工艺流程极其简单，二是无污水以及笨等污染物排放，三是由于焦炉生产过程中炉内为负压，因此生产过程中无烟尘泄露，四是废热能够得到有效利用，五是一次建设投资相对较少^[3]。

3. 针对干熄焦技术分析

对于干熄焦而言，主要指的是将焦炉生产出来的焦炭借助惰性气体有效地在干熄炉当中进行熄灭的一种技术操作，同时对熄灭过程中的热量进行回收。通常情况下，借助惰性气体完成回收的热量，可以通过余热锅将相应的水有效加热成蒸汽，然后再通过汽轮机顺利地带到发电机开展发电操作。而高温惰性气体与水进行了热交换后产生的低温气体能够继续循环利用，从而进入到干熄炉当中再次与红焦开展热交换。通过这种操作的持续重复，可以促使焦炭最终温度有效地被冷却到至 200℃以下。

在借助干熄焦工艺开展焦炭熄灭操作的过程中，由于空气当中的氧气能够与焦炭之间发生反应进而生成二氧化碳，而对于二氧化碳来讲，又能够受高温的作用逐渐转变为一氧化碳，所以，随着干熄焦工艺的持续开展，能够逐渐产生大量的一氧化碳、氢气还有甲烷等相应有毒有害以及可燃烧气体，因此存在着很大的安全隐患。为了能够确保此项工艺的安全性，往往需要向循环气体当中有效注入注入一种惰性气体，例如：“氮气”，以此来降低易燃易爆气体的实际浓度，也可以注入一定量的空气促使易燃易爆气体完全燃烧，以此来避免爆炸等问题的出现。

由于干熄焦工艺在实际提升焦炭强度的过程中又能够降低焦炭的反应性，所以，在实际生产过程中，可借助合理以及适当的配弱黏结性煤有效获取到质量还有性能相对较高的焦炭^[4]。

4. 针对煤预热技术分析

对于煤预热技术来讲，又可以称之为煤预热炼焦，主要指的是在煤装炉之前借助气体载热体或者是固体载热体将其进行快速加热，一般温度为150℃ -250℃之间，然后再装入炼焦炉当中进行炼焦。对于此项技术来讲，其具备着以下几个优点：一是能够扩大炼焦煤源，二是能够改善焦炭质量，三是能够增强焦炉方面的生产能力，四是能够降低能耗以及减少环境污染。

对于此项技术来讲，可以在不降低焦炭质量的基础上，可多配用一些弱黏结煤。通过此项技术生产出来的焦炭一般反应性变化不大，但是其实际反应后强度能够显著提高，同时配合煤质量越差，此项技术对提高焦炭质量的效果也会越发明显。除此之外，煤预热技术需要采用密闭的装炉系统，将以往的平煤操作进行了取消，所以可以消除平煤过程中产生的烟尘问题，进一步减少了空气污染。

结语：综上所述，对于炼焦技术来讲，属于确保我国钢铁产业不断向好发展的一个关键技术。现阶段随着我国炼焦煤资源的持续减少，越发需要对炼焦工艺以及用煤技术做出进一步优化和改良，对此，焦化行业应该在持续优化传统工艺的过程中，积极寻找和开发一些能够替代常规工艺的、较为优质的非焦煤炼焦新技术，同时尽可能地扩大炼焦用煤资源，如此才能够推动我国钢铁行业不断向好发展。

参考文献：

1. 李月月,崔程玮. 焦化厂炼焦工艺余热利用研究[J]. 中国石油和化工标准与质量,2021,41(14):158-159.

2. 郭少青,徐成记. 捣固炼焦工艺评述[J]. 煤化工,2002,30(3):82-85.

3. 付利俊,芦建文,李晓炅,等. 气煤在包钢炼焦配煤中的应用[J]. 包钢科技,2021,47(1):8-12.

4. 李明珠,艾福龙. 煤岩在炼焦配煤中的应用[J]. 冶金能源,2021,40(4):14-16,42.