专利名称：一种用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种炼焦技术，尤其是涉及一种用于高含湿入炉炼焦煤调湿エ艺。
背景技术：
煤调湿エ艺(CMC)是指“炼焦装炉煤水分控制”エ艺，它是在干燥煤炼焦技术的基础上发展起来的，基本原理是将炼焦用煤在装炉前利用外热进行加热干燥、脱水，达到煤的水分调节和控制，按照目前炼焦エ艺要求把煤中水分控制在6%左右，从而实现降低炼焦过程的能耗量、保证焦炉运行操作稳定性、提高焦炭质量或増加弱粘结性煤的配入量、减少炼焦污水量的目的。同时，入炉焦煤的含湿量降低，煤的堆密度加大，相应提高了焦炭产量。
随着我国煤调湿技术的发展，已有多种煤调湿技术方案，主要包括以低压蒸汽为热载体的多管回转式干燥及以炼焦烟道气为热载体的流化床干燥方案等。经过运行实践的考验，较难适应煤含湿量大以及入炉炼焦煤的配煤煤种的变化，虽然通过上述的技术方案改善了煤的含湿量，但煤调湿エ艺的能耗上升，煤粒过度粉碎，细颗粒粉尘增加等状况，使得整个炼焦エ艺流程稳定运行较难控制。
发明内容
本发明为了解决目前入炉炼焦煤调湿系统能耗高、调湿能力低、基础投资大、运行成本高、控制调节复杂及维护维修量大的问题，为此提供了一种用于高含湿入炉炼焦煤调湿エ艺，包括一、高水分入炉炼焦煤预调湿的步骤；ニ、煤颗粒筛分的步骤；三、大颗粒煤粉碎和选粉的步骤；四、入炉焦煤调湿的步骤；五、低品位热源回收利用的步骤；六、除尘造粒的步骤。本发明用于高含湿入炉炼焦煤调湿エ艺，所述步骤一中，当入炉炼焦煤含湿率大于15%吋，高含湿入炉炼焦煤经过内置热流化床预调湿机3处理，使煤含水量降至13%。本发明用于高含湿入炉炼焦煤调湿エ艺，所述步骤ニ中，当入炉炼焦煤含湿率小于等于13%吋，采用筛分机6对炼焦煤进行筛分，将煤粒径大于5 mm的大颗粒煤粒进入粉碎机8，另外部分煤粒进入内置热流化床调湿机12。本发明用于高含湿入炉炼焦煤调湿エ艺，所述步骤三中，筛分出的煤粒径大于5mm的入炉炼焦煤进入粉碎机8进行粉碎，将粉碎机8处理的过细煤粉通过选粉机15进行分选。本发明用于高含湿入炉炼焦煤调湿エ艺，所述步骤四中，初始含水量小于等于13%，经过内置热流化床调湿机12调湿处理，使煤的含水量降至7 8%。本发明用于高含湿入炉炼焦煤调湿エ艺，所述步骤五中，以烟道气为加热热源，主要通过给水预热器26生产130°C热水，作为内置热流化床调湿机12的煤调湿用热。本发明用于高含湿入炉炼焦煤调湿エ艺，所述步骤六中利用布袋除尘器将步骤一、ニ、三和四中分离出小于O. 2_的细颗粒煤粉进入第一造粒机18和第二造粒机19加工造粒。
本发明对煤含湿量大于15%时，采用预调湿机，其热源可来自钢铁厂蒸汽管网或其他热源，通过汽水换热器生产饱和热水，温度在130°C至190°C控制可调。本发明按照炼焦エ艺要求，采用筛分机对入炉煤进行筛分，分离出粒径大于5 mm的大颗粒煤送入粉碎机进行粉碎，控制了细颗粒煤粒过度粉碎。由于大粒径的煤块含湿率较低的特点，经过粉碎后的煤料直接进入选粉机。本发明按照炼焦エ艺要求，采用选粉机对入炉炼焦煤进行选粉，把小于O. 2mm的细颗粒煤粉送入造粒机。本发明采用内置热流化床调湿机对入炉炼焦煤进行调湿处理，使煤含水量可调下4 5% ;以烟道气为加热热源，通过给水预热器生产130°C饱和热水，通过低温热水循环泵输入到调湿机的内置式换热器来完成干燥调湿。
本发明以烟道气作为煤调湿装置的加热热源，入炉焦煤干燥采用内置热流化床调湿机，配置了内置式热交換器、加热エ质为饱和水。整个焦炉入炉煤调湿装置由预调湿机、汽水换热器、给水预热器、筛分机、粉碎机、选粉机、内置热流化床调湿机、布袋式除尘器、造粒机和螺旋混合器以及各种风机和水泵等设备组成。给水预热器设置在焦炉烟道出口与焦炉烟囱之间，避免高温烟气长距离输送，节约风机能耗和烟气热损失。给水预热器利用烟道气作为热源，生产饱和水作为干燥器的传热介质，给水预热器采用热管气一水换热器形式，进水温度为80°C，出水温度为130°C。汽水换热器设置在煤预调湿干燥机的内置式换热器前，便于进入干燥器的热水温度控制调节，把饱和热水温度从130°C水至190°C可调控制。饱和热水主要用于高含湿煤和流化介质加热之用，满足干燥エ艺需要。内置热流化床调湿机内的蛇形管换热器主要用于加热入炉焦煤和流化介质，使炉床温度保持在50°C 110°C之间可调，通常可以提供把煤的水分下调至5%左右所需的热量。本发明采用预调湿、煤颗粒筛分、选粉、除尘、调湿及细粉造粒等エ艺流程，扩大了入炉炼焦煤的调湿能力，另外，按照炼焦エ艺要求，针对大粒径的煤块含湿率较低的特点，筛分出来后，采用选择性煤粉碎，经粉碎后的煤料直接进入螺旋混合器，与从调湿机出来的煤料进行混合，保证了炼焦各种配煤混合均匀，也避免细颗粒煤料过度粉碎，减轻了磨煤机的工作负荷。同时，对调湿之后的煤进行选粉，把微小煤颗粒筛选出来，与除尘器内的煤粉一同进入造粒エ序，降低了入炉炼焦煤含尘率，改善了焦炉煤气的质量。本发明采用低温传热介质、低速流化方式进行强化换热，实现湿煤的预调湿和调湿。流化介质也采用较低流化速度，并且，采用筛分和选粉的エ艺流程，确保绝大部分煤料不会被流化介质扬祈。由于本发明中所用的流化介质的流量很小，调湿过程中流化介质载湿能力较强，提升了调湿机调湿尾气的相対湿度。
本发明エ艺中选用布袋除尘器作为除尘设备，把小于O. 2mm的细颗粒煤粉均可回收，除尘器所收集的粉粒可作造粒原料，造粒返回到炼焦用煤中使用。通过上述的エ艺流程，焦炉荒煤气的含煤焦颗粒量大大降低，改善了荒煤气的后期处理条件。并且，经过调湿机和选粉机出来的入炉炼焦煤汇集到螺旋混合器进行充分混合，使得炼焦配煤均匀混合，提高炼焦质量。经除尘后的调湿废气中含尘量彡50mg/Nm3,达到环保排放标准。本发明的有益效果是1.入炉炼焦煤筛分调湿装置功能完善，各个设备结构简单、运行可靠、调湿性能强、调湿范围大；
2.入炉炼焦煤筛分调湿装置对入炉炼焦煤含湿率大于15%以上时，采用预调湿工序，降低含湿率2 3% ；
3.通过筛分工序，将炼焦煤中的20% 30%大于5mm粒径的煤颗粒分离出，进入粉碎机粉碎，然后通过螺旋混合器与调湿机出来的煤料进行混合，直接进入储煤仓，避免细颗粒的煤粒过度粉碎和干燥，节约粉碎机电能15%左右，减少调湿所耗热能。4.通过上述工序，进入内置热流化床式调湿机的煤量将减少20% 30%以上，节约了调湿所需热能，也降低了流化风量，节约了流化风机的电能。
5.经过调湿干燥后的煤，进入选粉机，把小于O. 2 mm的细煤粉筛分出来，送入造粒机进行压制造粒，减少入炉焦煤细煤粉，净化了荒煤气的含尘量。6.本发明只有当入炉炼焦煤含湿率大于15%时，启用预调湿工序，才需投入外来热能。此外，装置进行煤调湿所需热能，仅需焦炉烟道气提供热量就满足调湿所能量。7.本发明煤调湿所需加热工质与流化床流化工质，在焦炉烟道气出口处采用热管式或管壳式气水换热器，将烟道气的热转换为饱和热水，提升了加热介质的热容量，提高热量输送效率。通过改变饱和热水量以及温度满足煤调湿工况调节要求。流化床的流化介质流速保持恒定，所以风机风量不需变频装置来调节，同时内置式换热器能保证其与湿煤之间换热量平衡及温度稳定。因此，内置热流化床调湿机调节供热平衡方便、传热效果良好，调节反应迅速、灵活。8.节约电能
本发明采用空气作为流化介质，只是起到煤料流化作用和载湿功能，使得流化空气量只有烟道气流量的六分之一左右，并且处于低温低速运行工况，降低了空气鼓风机的能耗。流化空气不参与流化干燥，降低了流动阻力，烟道引风机电功率大大降低，按照同规模煤调湿能力测算，筛分调湿装置同比可节电30% 40%，降低了运行成本。9.维护检修方便本发明的各主要设备均采用多模块化结构设置，只需备用一台备份模块即可保证调湿系统的正常生产，减小了现有调湿系统的备用设备的规模。本发明的运行工况调节系统简单，省去了烟气再循环系统的旁路装置，采用饱和热水作为载热体，对装置的热量调节反应迅速。
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中
图I是本发明用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺的示意图。图中I、原煤输送线；2、汽水换热器；3、预调湿机；4、第一循环水泵；5、第一流化风机；6、筛分机；7、第二流化风机；8、磨煤机；9、第二循环水泵；10、高温储水罐；11、低温储水罐；12、内置热流化床调湿机；13、第三循环水泵；14、第三流化风机；15、选粉机；16、第四流化风机；17、螺旋混合器；18、造粒机；19、造粒机；20、第一袋式除尘器；21、第一引风机；22、第二袋式除尘器；23、第二引风机；24、第三袋式除尘器；25、第三引风机；26、给水预热器；27、第四引风机；28、焦炉道气烟囱；29、除尘囱；30、煤料输送带。
具体实施例方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。如图I所示的一种用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，包括一、高水分入炉炼焦煤预调湿的步骤；二、煤颗粒筛分的步骤；三、大颗粒煤粉碎和选粉的步骤；四、入炉焦煤调湿的步骤；五、低品位热源回收利用的步骤；六、除尘造粒的步骤。本发明用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，所述步骤一中，当入炉炼焦煤含湿率大于15%时，高含湿入炉炼焦煤经过内置热流化床预调湿机3处理，使煤含水量降至13%。
本发明用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，所述步骤二中，当入炉炼焦煤含湿率小于等于13%时，采用筛分机6对炼焦煤进行筛分，将煤粒径大于5 mm的大颗粒煤粒进入粉碎机8，另外部分煤粒进入内置热流化床调湿机12。本发明用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，所述步骤三中，筛分出的煤粒径大于5mm的入炉炼焦煤进入粉碎机8进行粉碎，将粉碎机8处理的过细煤粉通过选粉机15进行分选。本发明用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，所述步骤四中，初始含水量小于等于13%，经过内置热流化床调湿机12调湿处理，使煤的含水量降至9%。本发明用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，所述步骤五中，以烟道气为加热热源，主要通过给水预热器26生产130°C热水，作为内置热流化床调湿机12的煤调湿用热。本发明用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，所述步骤六中利用布袋除尘器将步骤一、二、三和四中分离出小于O. 2_的细颗粒煤粉进入第一造粒机18和第二造粒机19加工造粒。煤经预调湿机将高水分煤含湿率降至13%左右，然后进入筛分机，将一部分含湿率较低的大颗粒煤筛分出来，经煤粉碎机粉碎之后，直接进入选粉机，从筛分机出来的另一部分湿煤进入内置热流化床调湿机，经调湿之后，进入煤选粉机，把小于O. 2 mm以下的煤粉选粉出来，进入煤造粒机，然后和经内置热流化床调湿机调湿之后的煤料，一起进入螺旋混合器。预调湿机、筛分机、调湿机和选粉机废气排气均连接到除尘器上，经除尘之后从烟囱排出，除尘器中的煤尘进入造粒机。本发明对煤含湿量大于15%时，采用预调湿机，其热源可来自钢铁厂蒸汽管网或其他热源，通过汽水换热器生产饱和热水，温度在130°C至190°C控制可调。本发明按照炼焦工艺要求，采用筛分机对入炉煤进行筛分，分离出粒径大于5 mm的大颗粒煤送入粉碎机进行粉碎，控制了细颗粒煤粒过度粉碎。由于大粒径的煤块含湿率较低的特点，经过粉碎后的煤料直接进入选粉机。本发明按照炼焦工艺要求，采用选粉机对入炉炼焦煤进行选粉，把小于O. 2mm的细颗粒煤粉送入造粒机。本发明采用内置热流化床调湿机对入炉炼焦煤进行调湿处理，使煤含水量可调下4% ;以烟道气为加热热源，通过给水预热器生产130°C饱和热水，通过低温热水循环泵输入到调湿机的内置式换热器来完成干燥调湿。本发明以烟道气作为煤调湿装置的加热热源，入炉焦煤干燥采用内置热流化床调湿机，配置了内置式热交换器、加热工质为饱和水。整个焦炉入炉煤调湿装置由预调湿机、汽水换热器、给水预热器、筛分机、粉碎机、选粉机、内置热流化床调湿机、布袋式除尘器、造粒机和螺旋混合器以及各种风机和水泵等设备组成。给水预热器设置在焦炉烟道出口与焦炉烟囱之间，避免高温烟气长距离输送，节约风机能耗和烟气热损失。给水预热器利用烟道气作为热源，生产饱和水作为干燥器的传热介质，给水预热器采用热管气一水换热器形式，进水温度为80°C，出水温度为130°C。汽水换热器设置在煤预调湿干燥机的内置式换热器前，便于进入干燥器的热水温度控制调节，把饱和热水温度从130°C水至190°C可调控制。饱和热水主要用于高含湿煤和流化介质加热之用，满足干燥工艺需要。
内置热流化床调湿机内的蛇形管换热器主要用于加热入炉焦煤和流化介质，使炉床温度保持在50°C 110°C之间可调，通常可以提供把煤的水分从11%降至6%所需的热量。本发明采用预调湿、煤颗粒筛分、选粉、除尘、调湿及细粉造粒等工艺流程，扩大了入炉炼焦煤的调湿能力，另外，按照炼焦工艺要求，针对大粒径的煤块含湿率较低的特点，筛分出来后，采用选择性煤粉碎，经粉碎后的煤料直接进入螺旋混合器，与从调湿机出来的煤料进行混合，保证了炼焦各种配煤混合均匀，也避免细颗粒煤料过度粉碎，减轻了磨煤机的工作负荷。同时，对调湿之后的煤进行选粉，把微小煤颗粒筛选出来，与除尘器内的煤粉一同进入造粒工序，降低了入炉炼焦煤含尘率，改善了焦炉煤气的质量。本发明采用低温传热介质、低速流化方式进行强化换热，实现湿煤的预调湿和调湿。流化介质也采用较低流化速度，并且，采用筛分和选粉的工艺流程，确保绝大部分煤料不会被流化介质扬析。由于本发明中所用的流化介质的流量很小，调湿过程中流化介质载湿能力较强，提升了调湿机调湿尾气的相对湿度。
本发明工艺中选用布袋除尘器作为除尘设备，把小于O. 2mm的细颗粒煤粉均可回收，除尘器所收集的粉粒可作造粒原料，造粒返回到炼焦用煤中使用。通过上述的工艺流程，焦炉荒煤气的含煤焦颗粒量大大降低，改善了荒煤气的后期处理条件。并且，经过调湿机和选粉机出来的入炉炼焦煤汇集到螺旋混合器进行充分混合，使得炼焦配煤均匀混合，提高炼焦质量。经除尘后的调湿废气中含尘量彡50mg/Nm3,达到环保排放标准。本发明并不局限于前述的具体实施方式
。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
权利要求
1.一种用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，其特征在于，包括 (一)高水分入炉炼焦煤预调湿的步骤； (二)煤颗粒筛分的步骤； (三)大颗粒煤粉碎和选粉的步骤； (四)入炉焦煤调湿的步骤； (五)低品位热源回收利用的步骤； (六)除尘造粒的步骤。
2.根据权利要求I所述的用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，其特征在于，所述步骤(一)中，当入炉炼焦煤含湿率大于15%时，高含湿入炉炼焦煤经过内置热流化床预调湿机(3)处理，使煤含水量降至13%。
3.根据权利要求I所述的用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，其特征在于，所述步骤(二)中，当入炉炼焦煤含湿率小于等于13%时，采用筛分机(6)对炼焦煤进行筛分，将煤粒径大于5 mm的大颗粒煤粒进入粉碎机(8)，另外部分煤粒进入内置热流化床调湿机(12)。
4.根据权利要求I所述的用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，其特征在于，所述步骤(三)中，筛分出的煤粒径大于5mm的入炉炼焦煤进入粉碎机(8)进行粉碎，将粉碎机(8)处理的过细煤粉通过选粉机(15)进行分选。
5.根据权利要求I所述的用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，其特征在于，所述步骤(四)中，初始含水量小于等于13%，经过内置热流化床调湿机(12)调湿处理，使煤的含水量降至I 8%。
6.根据权利要求I所述的用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，其特征在于，所述步骤(五)中，以烟道气为加热热源，主要通过给水预热器(26)生产130°C热水，作为内置热流化床调湿机(12)的煤调湿用热。
7.根据权利要求I所述的用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，其特征在于，所述步骤(六)中利用布袋除尘器将步骤(一)、(二)、(三)和(四)中分离出小于0.2mm的细颗粒煤粉进入第一造粒机(18)和第二造粒机(19)加工造粒。
全文摘要
本发明公开了一种用于高含湿入炉炼焦煤调湿工艺，包括高水分入炉炼焦煤预调湿的步骤；煤颗粒筛分的步骤；大颗粒煤粉碎和选粉的步骤；入炉焦煤调湿的步骤；低品位热源回收利用的步骤和除尘造粒的步骤。本发明调湿性能强、调湿范围大，能耗小、空气污染小，且维护检修方便。
文档编号C10B57/10GK102676193SQ20121014573
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者惠建明, 惠文博, 郁鸿凌 申请人:上海理工大学, 无锡亿恩科技股份有限公司