捣固炼焦
捣固炼焦技术样本
重视应用捣固炼焦技术-12-10所谓捣固炼焦技术( StampCokingTechnology, 简称SCT) , 是一种能够经过增加配煤中高挥发分、弱粘结性或不粘结性的低价煤的含量来扩大炼焦煤资源的方法。
其优点如下: ( 1) 提高焦炭质量和节约资源: 煤料经捣固后, 堆密度可提高到0.95~1.15t/m3, 煤粒间接触致密, 比常规顶装煤煤粒子间的间距缩小28%~33%, 所得焦炭的致密程度明显改进, 有明显的改进焦炭质量的效果。
同时, 在保证同样焦炭质量的前提下, 可多用20%~30%左右的高挥发分弱粘煤及部分非粘结煤, 扩大炼焦用煤源, 降低对优质炼焦用煤的依赖度和提升焦炭生产的成本优势。
( 2) 经济效益显著: 尽管捣固焦炉的捣固机和装煤车的投资高于顶装煤的机械费用, 可是捣固煤饼的堆积密度比顶装煤高1/3, 故相同生产规模的焦炉, 捣固焦炉能够减少炭化室的孔数或炭化室容积, 因此, 捣固焦炉的总投资并不比顶装焦炉高。
另外, 捣固炼焦工艺能够比顶装煤炼焦工艺配入更多的高挥发分或弱粘结性的低价煤, 同时增加石油焦及焦粉的配入量, 减少焦煤用量, 直接降低了焦炭的生产成本, 并使捣固焦炉焦炭质量提高, 可相应提高销售价格, 增加销售收入。
( 3) 减少环境污染: 与顶装焦炉相比较, 在产量相同的情况下, 捣固焦炉具有减少出焦次数、减少机械磨损、降低劳动强度、改进操作环境和减少无组织排放的优点; 装煤的污染物排放量减少90%; 工艺除尘效率高, 减少了环境污染。
捣固炼焦工艺由于具有诸多优点, 已在许多国家大量采用, 特别是在缺乏强粘结性煤资源的国家。
原苏联从1989年开始将一个顶装焦炉改造为捣固炼焦炉以后, 开始在其高挥发分煤矿地区采用捣固炼焦工艺。
波兰由于其国内挥发分高的煤源比较多, 适合炼焦的煤源不太丰富, 因此也大量采用捣固工艺。
当前, 世界上比较先进的捣固技术是由德国开发的萨尔堡捣固技术。
捣固炼焦原理
捣固炼焦原理
捣固炼焦时，经过捣固机压实后，煤粒间隙缩小28%~33%，经结焦过程中，煤料的胶质便很容易在不同性质的煤粒表面均匀分布侵润，形成较强的煤粒间的界面结合，同时经过捣固后，接触面积变大，煤热体产物很容易进行缩合反应，反应后的产物强度较高，有利于后续冶炼生产。
在配好配煤比后，捣固焦炉内捣固煤饼间的传热便以辐射传热为主，焦炭在干燥脱成气、液、固相混合物，而气相经过表面收缩缝外溢，如此反复直至结焦终止。
在煤质资源不良，及焦瘦煤和弱粘结煤较多的情况下，采用常规炼焦方式很难经济地生产出满足高炉冶炼需要的焦炭，而借助于捣固炼焦技术，虽配煤后G值很低，但捣固机炼焦的焦炭比顶装炼焦的焦炭M40可提高0.6~7%。
GSR提高5.8~9.5%，从另外方面说面，常规的混煤后，添加少量的弱粘结煤，捣固炼焦技术生产的焦炭质量不会变差，也就是捣固炼焦。
使焦炭质量提高，通过对煤粉的捣固，时炼焦煤堆密度增加，有利于提高煤料的粘结性。
捣固炼焦技术是一种可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥分煤及弱结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配好的煤捣固实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏炼焦技术。
成熟的焦炭由捣固推焦车从炭化室内推出，经拦焦车到熄焦车将送至熄焦塔，以水熄灭后，再放入凉焦台由较皮带运输经筛焦分成不同的粒级商品焦炭。
捣固炼焦的工艺流程
处理效果
经过处理的废气应达到国 家排放标准，减少对环境 和人体的危害。
废水处理
废水来源
处理效果
废水主要来源于焦炉冷却、熄焦和焦 化生产过程中的各种排水，含有多种 有害物质和悬浮物。
经过处理的废水应达到国家排放标准 ，减少对水体的污染。
处理方法
废水处理方法包括沉淀、过滤、吸附 、生物处理和化学处理等，可根据实 际情况选择合适的处理技术。
熄焦操作
熄焦操作是将热态的焦炭从炭 化室中卸出并进行冷却处理。
熄焦操作通常采用湿法或干法 熄焦，湿法熄焦可以回收余热 并减少环境污染，干法熄焦则 可以提高熄焦效率。
在熄焦过程中，需要控制熄焦 时间和冷却方式等参数，以获 得符合要求的焦炭产品。
04 焦炭处理
焦炭的冷却
01
02
03
焦炭的冷却方式
自然冷却、强制冷却、惰 性气体冷却等。
采用焦炭强度测定仪、耐磨强度试验机等设备进行检测。
检测标准
根据不同用途和行业标准，制定相应的质量指标和检测标准。
05 环境保护与安全措施
废气处理
废气来源
捣固炼焦过程中产生的废 气主要来源于焦炉烟理方法
废气处理方法包括燃烧法 、吸附法、吸收法和冷凝 法等，可根据实际情况选 择合适的处理技术。
THANKS
历史与发展
历史
捣固炼焦技术起源于20世纪初，经 过多年的研究和发展，逐渐成为一种 成熟的炼焦工艺。
发展
随着环境保护意识的提高和能源需求 的增加，捣固炼焦技术不断改进和完 善，其应用范围也不断扩大。
适用范围
适用煤种
适用于各种烟煤、无烟煤和粘结性煤等。
适用领域
广泛应用于钢铁、化工、电力等领域，是现代工业中不可或缺的重要技术之一 。
炼焦方法
炼焦方法捣固炼焦介绍：一．捣固炼焦的价值与意义捣固炼焦技术是一种可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦技术。
捣固炼焦是炼焦一项新技术。
其优势明显：技术捣固炼焦技术可多用弱粘结性煤，少用强粘结性煤，增大了炼焦煤料的可选范围，降低炼焦成本、改善焦炭质量，捣固炼焦工艺以其显著的经济技术优势，在国内得到迅猛发展。
捣固炼焦技术对我国焦化广大工作者来说，是一个新的课题，有待探索研究，在实践的过程中不断丰富捣固炼焦技术理论，以指导我国捣固炼焦技术的应用和发展。
捣固炼焦工艺是在炼焦炉外采用捣固设备, 将炼焦配合煤按炭化室的大小, 捣打成略小于炭化室的煤饼, 将煤饼从炭化室的侧面推入炭化室进行高温干馏。
成熟的焦炭由捣固推焦机从炭化室内推出,经拦焦车、熄焦车将其送至熄焦塔, 以水熄灭后再放到凉焦台, 由胶带运输经筛焦分成不同粒级的商品焦炭经研究发现：在相同配煤比之下，捣鼓炼焦大幅度提高了焦炭的冷态强度。
捣鼓可以改善焦炭气孔结构，提高焦炭反应强度。
捣固炼焦是用机械力将煤料的粒子压紧，因压紧而导致：①增加煤料堆密度；②因粒子的压紧而使胶质体填充的空隙减少，而相对扩展了粘结范围；③由于堆密度的增加单位体积内析出的煤气量增加，而提高了膨胀压力。
这些因素导致了焦炭多孔体的气孔壁增厚，气孔率降低且趋向均匀，因而M40、M10都有所改善，CRI和CSR也略有改善。
二．我国捣固炼焦的发展现状与发张趋势现状：捣固炼焦技术在我国炼焦生产中已占重要地位，目前，我国捣固炼焦炉分布在陕西、河北、山东等十三个省份，共有捣固炼焦企业81家，捣固焦炉168座，产能已达5035万吨,占焦炭产能的16.07%。
在现生产的捣固焦炉中,以炭化室高4.3米,炭化室宽500mm的焦炉为主,其次是炭化室高3.2米和炭化室高3.8米的焦炉；我国捣固炼焦炉平均炉龄较短，绝大部分焦炉炉龄在五年之内。
捣固焦
捣固焦捣固焦是一种可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦技术。
捣固炼焦工艺捣固炼焦工艺是在炼焦炉外采用捣固设备, 将炼焦配合煤按炭化室的大小, 捣打成略小于炭化室的煤饼, 将煤饼从炭化室的侧面推入炭化室进行高温干馏。
成熟的焦炭由捣固推焦机从炭化室内推出,经拦焦车、熄焦车将其送至熄焦塔, 以水熄灭后再放到凉焦台, 由胶带运输经筛焦分成不同粒级的商品焦炭。
捣固炼焦的技术优势节约资源降低成本煤饼堆密度由顶装煤炼焦的0. 74 t/ m3 提高到1. 1 t/ m3 ,煤料颗粒间距减小,煤饼堆比重增加,有利于多配入高挥发性煤和弱黏结性煤。
本公司选用40 %的瘦煤、30 %的焦煤和30 %的肥煤生产出了一级冶金焦。
采用捣固炼焦工艺节约了大量不可再生的优质炼焦煤,降低了生产成本。
提高焦炭质量捣固炼焦可以提高焦炭的机械强度和反应后强度,两个月试生产表明:在配入30 %的弱黏结性煤时,焦炭的机械强度M40平均为90 % , M10为4 % ,热反应性CRI 为22 % ,反应后强度CSR 为65 %。
环境保护方面的优势1 产量相同时,与炭化室高450 mm 顶装焦炉相比较,捣固焦炉具有减少出焦次数、减少机械磨损、降低劳动强度、改善操作环境和减少无组织排放的优点。
2 装煤逸散烟尘采用炉顶消烟除尘车进行燃烧、洗涤除尘,完成无烟装煤操作,使装煤的污染物排放量减少90 %。
3 出焦粉尘通过除尘拦焦车集尘罩进入地面除尘站,工艺除尘效率高,减少了环境污染。
4 敲打刀边新型炉门,密封效果好,减少炉门荒煤气的逸散。
经济效益显著1 尽管捣固焦炉的捣固机和装煤车的投资高于顶装煤的机械费用,但是捣固煤饼的堆积密度比顶装煤高1/ 3 ,故相同生产规模的焦炉,捣固焦炉可以减少炭化室的孔数或炭化室容积,单套机械的服务孔数也增加到了72 孔,因此,捣固焦炉的总投资并不比顶装焦炉高。
顶装焦与捣固焦
顶装焦与捣固焦公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]顶装焦与捣固焦目前，一铁在用的焦炭属于顶装焦的有三家，中润、阳光和兖矿。
其他都是捣固焦。
捣固炼焦是为了节约紧俏焦煤资源，扩大炼焦用煤范围而开发的技术。
捣固炼焦可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，对煤种要求比顶装炼焦宽松。
捣固焦目前只在中小型高炉使用，在2000m3级高炉使用较少，在2500m3以上高炉未见过使用报道。
1、顶装焦与捣固焦质量对比目前一铁在用的三家顶装焦炭（中润、阳光和兖矿）。
中润是一级焦炭，阳光和兖矿是二级焦炭。
具体质量见表1-1所示：表1-1一铁顶装焦炭质量除上述三家顶装焦炭外，其余全部为捣固焦炭。
目前一铁在用的捣固焦炭质量见表1-2所示：表1-2一铁捣固焦炭质量焦炭成分与焦炭配煤有关，焦炭质量与炼焦工艺有关。
从以上两表我们不难看出。
一铁顶装焦炭灰分在～，挥发分在～，硫分在～；捣固焦炭灰分～，挥发分在～，硫分在～。
捣固焦炭成分分布范围比顶装焦大，这与其炼焦使用的煤种范围相一致。
顶装焦炭CRI（反应性）在～，CSR在～；捣固焦炭CRI（反应性）在～，CSR在～。
通过反应性和反应后强度范围比较，可以发现，顶装焦炭和捣固焦没有本质上的差距。
这也是为什么现在许多文献提倡使用捣固焦炭的一个原因。
下面我们来比较两类焦炭的粒度差别。
表1-3、1-4给出了目前一铁在用的焦炭粒度分级情况。
表1-3顶装焦炭粒度分级顶装焦炭小于25mm的占%～%，25～40mm的占%～%，40～60mm的占%～%，大于60的占%～%。
表1-4捣固焦炭粒度分级捣固焦炭小于25mm的占%～%，25～40mm的占%～%，40～60mm的占%～%，大于60的占%～%。
通过范围比较，我们能够看出，捣固焦整体粒度比顶装焦小。
考虑到一铁采用的顶装焦炭较少，下面我们可以参考一下鞍钢鲅鱼圈7 m焦炉和武钢顶装焦炭质量。
见表1-5、1-6所示：表1-5鞍钢顶装焦炭质量表1-6鞍钢顶装焦炭质量2、顶装焦与捣固焦实际冶炼效果成分和强度指标相同的焦炭，其实际冶炼效果并不一定相同。
捣固炼焦工艺流程
四、暴露出的问题
1.岗位人员巡检力度不够，设备保养欠缺，工作责任心不 足。
2.有关作业人员对相邻岗位统不熟悉，以致不能分析出故 障的原因。
3.领导组织工作混乱，到场领导没有一个统一的指挥，恰 似看热闹，不知如何处理。
4.安全意识不到位，事故四小时还未对现场进行封锁、增 设防护栏。
五、事故教训及防范措施
• 事故原因：
1、焦油盒堵塞是事故发生的根本原因； 2、岗位人员巡检存在死角，不注重细节，疏忽大意； 3、设备定期维护很差，导致放散装置不能疏通； 4、煤气组人员未能及时将集气管压力过大原因找出； 5、在场人员缺乏相关知识； 6、组织工作混乱； 7、安全环保意识不到位
三、事故采取的措施
1.及时向负责人和领导上报； 2.组织人力到现场抢救； 3.采取手动调节压力，但翻板卡死不能活动； 4.对荒煤气进行放散，但未成功； 5.拉开除尘孔盖，以减小集气管压力； 6.用工业水对上升管进行冷却； 7.人工疏通焦油盒； 8.组织热修班及检修班对损坏设备进行抢修，尽快恢复了 出炉。
10、在有计划缩短结焦时间时，允许昼夜提高火道 温度不超过60℃，接近极限操作时，应不超过 20℃。
11、集气管压力应保证结焦末期炭化室底部压力不 小于5Pa。
12、煤气主管压力不得低于500Pa，否则立即停止 加热并停止外供煤气
典型事故分析
• 天能公司2月9号2#焦炉荒煤气无法导出事 故报告
一、事故经过
一、小焦化
1、年产冶金焦70万吨，耗干煤约93.8万吨，炉型型 号：TJL4350D型焦炉，炭化室高4.3m、宽 500mm，双联、下喷、单热、废气循环、侧装捣 固。
2、TJL—太原焦炉；43—4.3m高；50—500㎜宽 ；D—捣固。
炼焦工艺及流程
炼焦工艺简介1.备煤2.捣固炼焦由备煤车间来的洗精煤，由输煤栈桥运入煤塔，装煤车行至煤塔下方, 由摇动给料机均匀逐层给料, 用排锤移动捣固机分层捣实, 然后将捣好的煤饼从机侧装入炭化室。
煤饼在950～1050℃的温度下高温干馏, 经过～22.5小时后, 成熟的焦炭从炭化室推出，经干熄焦系统冷却后由专用皮带运输机运出。
干馏过程中产生的荒煤气经炭化室顶部、上升管、桥管汇入集气管,经吸气弯管和吸气管抽吸至冷鼓工段。
在集气管内冷凝下来的焦油和氨水经焦油盒、吸气主管一起至冷鼓工段。
推焦过程中逸散的粉尘由管道抽吸至设在焦侧的预留出焦地面除尘站, 经站内的布袋除尘器除尘后排入大气。
装煤过程中逸散的荒煤气由设在炉顶的消烟除尘车抽吸至车上的燃烧室燃烧, 燃烧后的废气经车上的文丘里洗涤器, 将废气中的粉尘洗下来,排入大气。
洗涤水送至除尘车下水槽至粉焦沉淀池沉淀分离后回用。
焦炉加热用回炉煤气由外管送至焦炉，经煤气总管、煤气预热器、主管、煤气支管进入各燃烧室，在燃烧室内与经过蓄热室预热的空气混合燃烧，混合后的煤气、空气在燃烧室由于部分废气循环,使火焰加长, 使高向加热更加均匀合理,燃烧烟气温度可达～1200℃, 燃烧后的废气经跨越孔、立火道、斜道，在蓄热室与格子砖换热后经分烟道、总烟道，最后从烟囱排出。
3.熄焦4.筛贮焦焦炉生产的焦炭，经干熄焦后由带式输送机送至筛焦楼。
焦炭通过筛分，分为＞40mm和＜40mm二级，＞40mm的焦炭经过溜槽由带式输送机及可逆配仓带式输送机卸入焦仓内贮存。
＜40mm 的焦炭则直接经过溜槽进入1530双层振动筛，将其分为40～25mm、25～10mm、＜10mm三级，5.冷鼓、电捕脱除焦油及萘焦油产品规格表（表2-2）②煤气干煤气量：45400Nm3/h煤气温度：~34℃煤气压力：~0.017MPa干煤气中的杂质含量表（表2-3）③剩余氨水 (中间产品)：产量： 20400kg/h氨水组成表（表2-4）6.脱硫及硫的回收本工段包括脱硫、硫回收及剩余氨水三部分。
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捣固炼焦
捣固炼焦的基本原理
煤料经捣实后，堆米密度可由散装煤的0.72t/m³提高到1.10-1.15 t/m³，有利于提高煤料的粘结性。
其原因是：煤料堆密度增加，煤粒间接触致密，间隙减小，填充间隙所需的胶质体液相产物的数量也相对减少。
也就是说由煤热分解时产生的一定数量的胶质体，能够填充更多煤粒之间的空隙，可以用较少的胶质体液相产物均匀分布在煤粒表面上，进而在炼焦过程中，在煤粒之间形成较强的界面结合。
捣实的煤料结焦过程中产生的干馏气体不易析出，煤粒的膨胀压力增加，这就迫使变形的煤粒更加靠拢，增加了变形煤粒的接触面积，有利于煤热解产物的游离基与不饱和化合物进行缩合反应。
同时，热解产生的气体逸出时遇到的阻力增大，使气体在胶质体内的停留时间延长，这样，气体中带自由基的原子团和热分解的中间产物有更充分的时间相互作用，有可能产生稳定的、分子量适度的物质，增加胶质体内不挥发的液相产物，结果胶质体不仅数量增加，而且还变得稳定。
这些都有利于增加煤料的粘结性。
捣固炼焦工艺
在研究顶装焦炉工艺的基础上，为避免在捣固焦炉上再出现炉体表面过热、热工效率降低、炉底砖易磨损、防止炉头由于温度波动产生剥蚀和松动等现象，将炉体结构中传统的蓄热室基础顶板、炉顶、炉端部位改为澡珠砖，普通硅藻土保温砖改为轻质高强度硅藻土保温砖，两侧蓄热室封墙外覆以新保温涂料，加厚炭化室底砖厚度，炉头砖改用高铝砖，且对温度剧烈波动的部位，在砌筑时采用直缝联结的砌筑方法。
捣固炼焦的设备
捣固机是捣固炼焦中的关键设备之一，也是国内外不断研究改进的课题之一。
90年代中期，捣固机大部分采用撇开式胶带链传动系统、机械润滑分散注油等传统方式，存在传动效率低，适用寿命短，传动不平稳，注油润滑操作不方便，影响设备正常保养等缺点。
为解决这些问题，我们研究设计了具有结构紧凑、体积小、传动效率高、承载能力墙、适用寿命长、传动平稳等优势的封闭式齿轮传动技术，大大提高了捣固机传动系统的传动性能。
同时采用封闭式特设电动给油泵系统，统一定时润滑，以保证捣固机各个部位不因人为因素而造成设备本身的磨损，不但延长了设备寿命，而且操作方式安全可靠、方便快捷。
捣固机捣固锤夹紧技术，该技术也是捣固机正常运转的核心技术之一。
研究设计了弹性轮装置，使三个捣固锤可各自独立调整。
弹性轮上的摩擦块，安装时使三个相位角差120°，使捣固传动平稳，电动机载荷曲线比较平缓，从而极大地延长了捣固机关键部件的使用寿命。