2010第四屆焦化年會(huì)論文集 (8)

2010年第四屆全國(guó)焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會(huì) 2010年 6月 8日 11日 86 高 硫煤在 搗固煉焦 中 的 應(yīng)用 成耀武 楊邵鴻 本溪北營(yíng)鋼鐵（集團(tuán)）股份有限公司 ， 本溪 ， 117017 【 摘 要 】 高硫煤是一種重要的煤炭資源， 因環(huán)保原因，高硫煤被淪為劣質(zhì)煤，價(jià)格低廉。 本文 結(jié)合搗固煉焦特點(diǎn)， 認(rèn)為開發(fā)消耗高硫煤新途徑 搗固煉焦， 適當(dāng) 配吃 一定比例的 高硫煤 ， 控制焦炭硫份在 保證焦炭質(zhì)量 前提下還 可降低成本，值得研究。并以北營(yíng)焦化廠二區(qū)頂裝改搗固煉焦為例，加以論證說明， 以期獲得更全面的認(rèn)識(shí)和更客觀的評(píng)價(jià)。 【 關(guān)鍵詞 】 高硫 煤 搗固煉焦 應(yīng)用 高硫煤是一種重要的煤炭資源， 因環(huán)保原因，高硫 煤被淪為劣質(zhì)煤，價(jià)格低廉。 本文 結(jié)合搗固煉焦特點(diǎn)， 認(rèn)為 開發(fā)消耗高硫煤新途徑 搗固煉焦，配吃高硫煤控制焦炭硫份在 保證焦炭質(zhì)量的同時(shí)還可降低成本，值得研究。并以北營(yíng)焦化廠二區(qū)頂裝改搗固煉焦為例，加 以 論證說明， 以期獲得更全面的認(rèn)識(shí)和更客觀的評(píng)價(jià)。 煤炭產(chǎn)品品種等級(jí)劃分（ 17608 煤炭硫份等級(jí)劃分規(guī)定 含硫量小于 等于 煤為 1級(jí)， 含硫量 煤為 2級(jí)， 含硫量 煤為 3級(jí)，之后硫份以 單位增加等級(jí)隨之升高， 依次類推，參見下表 1。 煤炭的硫分按 214的方法進(jìn)行測(cè)定。 表 1 煤炭 硫分等級(jí)劃分 等級(jí) 硫份（ d） % 等級(jí) 硫份（ d） % 1 0 此，本人特提出： 含硫量小于 煤稱為 低硫煤 ,包括 1、 2、 3 級(jí)煤； 4煤 含硫量 為 中硫煤 ； 9級(jí)以 上（含 9 級(jí)）煤 含硫量大于 2%稱為高硫煤 。 煤炭的成煤期較多 ， 高硫煤資源 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 為海陸交替相沉積的煤 ,硫分一般為 2 5%，其 中有一半煤硫分超過 3%， 估算 約 占全國(guó)煤炭資源總量的 分布在南方的 高硫煤為 淺海相沉積的煤 ， 硫分幾乎都高于 3%， 甚至高達(dá) 6 10%，估算約占全國(guó)煤炭資源總量的 5%。因此， 高硫煤資源總量大約 占全國(guó)煤炭資源總量的 由此可見，高硫煤 是我國(guó)一種重要的煤炭資源 ， 潛在 巨大的 經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 討 環(huán)境 保護(hù)日益為全球所關(guān)注。因環(huán)保原因，高硫煤被淪為劣質(zhì)煤 。一方面限制開采；另一方面價(jià)格較低，一般硫份每升高 降價(jià) 1t 不等 。 我國(guó)高硫煤品種齊全，既有高硫褐煤和煙煤，也有高硫無煙煤 。 高硫煤應(yīng)是我國(guó)寶貴資源的一部分，其下游的油、氣、硫又是我國(guó)長(zhǎng)期要進(jìn)口的工業(yè)資源，合理 利用 這些資源， 可 緩解我國(guó)的環(huán)境問題和能源的進(jìn)口。 結(jié)合高硫煤的分布特點(diǎn)，值得深入研究探討解決高硫煤的開發(fā)和利用問題 ， 試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)： 機(jī)硫含量高時(shí)，易使煤質(zhì)特征偏離正常軌跡，表現(xiàn)出值得研究的特殊利用屬性。 煤炭加氫液化 使用鐵劑催化劑時(shí)，硫作為一種助催化劑有利于煤炭液化。因此，低煤化度高硫煤適合液化。 煤炭氣化過程中，煤中硫可被轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，加以脫除和回收。 硫煤是生產(chǎn)煤制橡膠填料的優(yōu)選原料，高硫煤填料中的硫分起到了硫化劑和硫化促進(jìn)劑的作用，補(bǔ)彈性好，硫化速度快。 般情況下，高硫煉焦煤的結(jié)焦性和粘結(jié)性比低硫煤好，適當(dāng)配吃可改善焦炭質(zhì)量，特別是冷熱強(qiáng)度。 硫 煤直接 液化 制油 ，配套增設(shè)脫硫設(shè)備 。 2010年 6月 8日 11日 2010年第四屆全國(guó)焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會(huì) 87 直接把高硫煤 液化 制油， 哈密市 960萬噸煤液化制油 項(xiàng)目約需投資 300億元，噸 油耗煤量是 1比 6 7；煤氣脫硫費(fèi)用也較高， 常規(guī)的半干法脫硫，每脫去 1噸二氧化硫 約需 1000元 。 該項(xiàng)目的缺點(diǎn)：（ 1） 煤中硫在液化同時(shí)提取最方便，但提取油最多的氣煤、肥煤等卻未必含硫高，而高硫煤卻未必出油多。 （ 2）投資巨大。 硫 煤制甲醇，為我國(guó)高硫煤的開發(fā)利用展現(xiàn)了廣闊前景。 全國(guó)規(guī)模最大的年產(chǎn) 50萬噸煤制甲醇裝置于 2007年 12月 28日在山東兗礦國(guó)宏化工公司投產(chǎn)。據(jù)介紹，這是全球首套以高硫煤為原料的 50 萬噸 煤制甲醇 裝置，這一裝置投產(chǎn)后年可消化高硫煤 100 萬噸，減排四萬多噸二氧化硫煙塵。 該 項(xiàng)目設(shè) 計(jì)年產(chǎn) 50 萬噸甲醇和硫磺、氬氣、液氧等化工原料，銷售收入預(yù)計(jì) 潤(rùn) 資回報(bào)期為 8年。 該項(xiàng)目的缺點(diǎn)：投資巨大。 搗固煉焦 針對(duì)高硫煙煤中的煉焦煤，搗固煉焦消耗高硫煉焦煤是一條 有效 途徑。 鐵對(duì)焦炭硫份的要求 硫是 生鐵 冶煉的有害雜質(zhì)之一，它使生鐵質(zhì)量降低。 鑄造生鐵中硫的含量規(guī)定最多不得超過 車輪生鐵除外） ， 在煉鋼生鐵中硫含量大于 即為廢品。 據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)， 由高爐爐料帶入爐內(nèi)的硫 11% 來自礦石 、 來自 石灰石 、 3%來自 熔劑 、 來自焦炭 。 所以 ， 焦炭是 高爐 爐料中硫的主要來源 ， 焦炭硫分的高低直接影響到高爐 煉鐵生產(chǎn) 。 當(dāng)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 礦石加入量增加 高爐產(chǎn)量降低 冶金焦的含硫量規(guī)定不大于 1%， 小型高爐 使用的冶金焦含硫量 一般要求不超過 大中型高爐使用的冶金焦含硫量 一般要求控制在 不超過 因此， 冶金焦的含硫量 控制在 內(nèi)， 反測(cè)算裝爐煤 （即配合煤） 硫份要求控制在 內(nèi)。 焦炭硫分計(jì)算式： d m=(j/ S)d j 式 中， Stdm 、 Stdj 分別裝 爐 煤和焦炭的干基全硫 (%)； Kdj 為全焦率； S 為煉焦過程中轉(zhuǎn)焦炭的硫的質(zhì)量比 ； Kdj/S= 1 固煉焦的特點(diǎn) 及優(yōu)勢(shì) 固煉焦是在搗固裝煤車（或搗固裝煤推焦一體車）的煤箱內(nèi)用搗固機(jī)將已配合好的配合煤搗實(shí)后，從焦?fàn)t機(jī)側(cè)推入炭化室內(nèi)進(jìn)行高溫干餾的煉焦。 搗固煉焦時(shí)，經(jīng)過搗固機(jī)壓實(shí)后， 煤餅堆密度由頂裝煤煉焦的 t/ 高到 t/ 料顆粒間距減小 28% 煤餅堆比重增加， 結(jié)焦過程中煤料 的膠質(zhì)體便很容易在不同性質(zhì)的煤粒表面均勻分布浸潤(rùn)，形成較強(qiáng)的煤粒間的界面結(jié)合。 有利于多配入高揮發(fā)性煤和弱黏結(jié)性煤。 同時(shí)經(jīng)過搗固后，接觸面積變大，煤熱解產(chǎn)物很容易進(jìn)行縮合反應(yīng)，反應(yīng)后的 焦炭 強(qiáng)度較高，有利于 滿足煉鐵 生產(chǎn)。 揮發(fā)分煤及弱粘結(jié)性煤（如氣煤、 1/3焦煤）的硫份均較低，大都在 下。因此，搗固煉焦在配入較多的高揮發(fā)分煤及弱粘結(jié)性煤（如氣煤、 1/3 焦煤等）的同時(shí) ， 可以適當(dāng)配入高硫煉焦煤 ， 生產(chǎn)的冶金焦質(zhì)量基本能夠達(dá)到一級(jí)焦水平。 煤質(zhì)資源不良，即弱粘結(jié)煤 以及高硫煤 較多的情況 下，采用常規(guī) 頂裝煤 煉焦方式很難經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出滿足高爐冶煉需要的焦炭。在相同配煤比的情況下，搗固煉焦比頂裝煉焦的焦炭 %。入爐煤的質(zhì)量越差，焦炭質(zhì)量提高的幅度就越大。 搗固煉焦可以拓寬煤資源，節(jié)約煉焦成本，生產(chǎn)出高質(zhì)量的焦炭。 生產(chǎn) 二區(qū) 搗固煉焦 使用 高硫煤 情況及效果 北營(yíng)鋼鐵（集團(tuán)）股份有限公司焦化廠 （簡(jiǎn)稱北營(yíng)焦化廠） 生產(chǎn)二區(qū)原為 2座 65孔 取頂裝煤煉焦，設(shè)計(jì)年產(chǎn)焦炭 85萬噸；考慮煤炭資源緊張 和搗固煉焦優(yōu)勢(shì) ， 于 2008年 9月改為搗固煉焦，直到現(xiàn)在一直采用搗固煉焦。 營(yíng) 焦化廠 進(jìn)廠煉焦煤情況 北營(yíng) 焦化廠 煉焦煤 分 4 種，即 主焦、肥煤 、 1/3焦和瘦煤 。 主焦又分 3種，即高硫主焦、中硫主焦、低硫主焦；肥煤也分 3 種，即高硫肥煤、中硫肥煤、低硫肥煤。 1/3 焦煤硫份平均 屬于低硫煤；瘦煤硫份平均 屬于中硫煤。 因此，北營(yíng)焦化廠高硫煤有兩種，即高硫主焦和高硫主焦硫份， 高硫2010年第四屆全國(guó)焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會(huì) 2010年 6月 8日 11日 88 肥煤硫份 高硫主焦硫份 ， 參加下表 2。 表 2 北營(yíng) 焦化廠 2009 年 各供貨單位 煉焦煤 硫份情況 品名 供貨單位 硫份 發(fā)站 按硫分等級(jí) 分類 1/3 焦煤 北臺(tái)鋼鐵集團(tuán)進(jìn)出口有限責(zé)任公司 洲 3 級(jí) 低硫 本溪北方鐵業(yè)有限公司 崗站 1 級(jí) 低硫 德 1 級(jí) 低硫 黑龍江龍煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 崗站 1 級(jí) 低硫 山 2 級(jí) 低硫 西 2 級(jí) 低硫 德 1 級(jí) 低硫 臺(tái)河 1 級(jí) 低硫 雞西市華豐洗煤有限公司 西 2 級(jí) 低硫 1/3 焦煤平均 肥煤 黑龍江龍煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任 公司 樹鎮(zhèn) 2 級(jí) 低硫 臺(tái)河 2 級(jí) 低硫 低硫肥煤平均 遼寧天盛鑫商貿(mào)有限公司 家營(yíng) 4 級(jí) 中硫 各莊 4 級(jí) 中硫 山西安華能源發(fā)展有限公司 東 6 級(jí) 中硫 山西福鑫泰冶金材料有限公司 泉 6 級(jí) 中硫 山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司 佛 7 級(jí) 中硫 山西省靈石縣雙金煤化有限公司 石 7 級(jí) 中硫 山西西山煤電股份有限公司 城底 6 級(jí) 中硫 沈陽煤業(yè)集 團(tuán)煤炭銷售有限公司 盛礦 6 級(jí) 中硫 山 6 級(jí) 中硫 中硫肥煤平均 山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司 城 12 級(jí) 高硫 北京東方金諾科貿(mào)有限責(zé)任公司 州 10 級(jí) 高硫 高硫肥煤平均 主焦 北臺(tái)鋼鐵集團(tuán)進(jìn)出口有限責(zé)任公司 洲 2 級(jí) 低硫 黑龍江龍煤礦業(yè)集團(tuán)榮盛國(guó)際經(jīng)貿(mào)有限 東 3 級(jí) 低硫 黑龍江龍煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 道 2 級(jí) 低硫 西 3 級(jí) 低硫 臺(tái)河 2 級(jí) 低硫 黑龍江省七臺(tái)河隆源煤化工有限公司 窯溝 2 級(jí) 低硫 雞西大東運(yùn)選煤有限公司 西 3 級(jí) 低硫 低硫主焦平均 山西安華能源發(fā)展有限公司 華 6 級(jí) 中硫 東 6 級(jí) 中硫 2010年 6月 8日 11日 2010年第四屆全國(guó)焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會(huì) 89 山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司 壁關(guān) 8 級(jí) 中硫 休 6 級(jí) 中硫 泉 8 級(jí) 中硫 家會(huì) 6 級(jí) 中硫 南 7 級(jí) 中硫 泉曲 7 級(jí) 中硫 山西省靈石縣雙金煤化有限公司 石 6 級(jí) 中硫 山西省物產(chǎn)集團(tuán)進(jìn)出口有限公司 休 8 級(jí) 中硫 沈陽昌泰選煤廠 盛堡 6 級(jí) 中硫 中鋼集團(tuán)山西有限公司 東 6 級(jí) 中硫 中硫主焦平均 山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司 鎮(zhèn) 9 級(jí) 高硫 瘦煤 沈陽煤業(yè)集團(tuán)煤炭銷售有限公司 臺(tái)子 6 級(jí) 中硫 營(yíng) 焦化廠 不配吃高硫煤的生產(chǎn)情況 2009年 8月 份 ，北營(yíng)焦化廠生產(chǎn)二區(qū)搗固煉焦 進(jìn)行 不配吃高硫煤 試驗(yàn)，其 配煤比 、配合煤及焦炭質(zhì)量情況，參見下表 3。 表 3 北營(yíng)焦化廠生產(chǎn)二區(qū)搗固煉焦不配吃高硫煤的配煤比、配合煤及焦炭質(zhì)量情況 日期 低硫 主焦 低硫 肥煤 1/3 焦 配合煤質(zhì)量 焦炭質(zhì)量 灰份 揮發(fā) 份 硫份 Y G 灰份 硫份 10 00908 20 15 65 上表看， 不配吃高硫煤， 煉焦時(shí) 焦炭硫份 太低。 營(yíng)鋼鐵（集團(tuán)）股份有限公司配吃高硫煤 的生產(chǎn)情況 2009 年 9，北營(yíng)焦化廠生產(chǎn)二區(qū)搗固煉焦配吃高硫煤的配煤比、配合煤及焦炭質(zhì)量情況，參見下表 4。 表 4 北營(yíng)焦化廠生產(chǎn)二區(qū)搗固煉焦配吃高硫煤的配煤比、配合煤及焦炭質(zhì)量情況 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 配合煤質(zhì)量 焦炭質(zhì)量 灰份 揮發(fā)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，高揮發(fā)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 其他各項(xiàng)指標(biāo)基本達(dá)到一級(jí)焦水平。 硫煤在我國(guó)分布廣 泛， 是一種重要的煤炭資源，因環(huán)保原因，高硫煤被淪為劣質(zhì)煤，價(jià)格低廉 。 因此 ，煉焦 時(shí) 適當(dāng)配入一定比例的高硫煤，可降低成本， 在經(jīng)濟(jì)上可行。 2010年第四屆全國(guó)焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會(huì) 2010年 6月 8日 11日 90 固煉焦可以拓寬煤資源， 增加 弱粘結(jié)煤 （硫份均較低，大都在 下） 配比 ， 適當(dāng)配入一定比例的高硫煤，控制焦炭硫份在 完全