本发明专利技术公开了一种节能环保型低水分炼焦工艺及系统，将焦化厂炼焦配煤干燥调湿至含水率为3%～6%，然后进行筛分，将粒级<1mm的煤粉与新增配的弱粘结性煤混合并直接压制成型，制备的低水分无粘结剂型煤与粒级>1mm的调湿煤粉混合进入炼焦炉系统炼焦。本发明专利技术设备系统主要包括干燥调湿装置、筛分装置、定量给料装置、混合装置、成型装置、炼焦炉系统等。本发明专利技术的优点在于：能够同时实现提高焦炉产能、减少废水排放、提高焦炭质量、增加弱粘结性煤配比、降低炼焦成本等多重目标，具有良好的节能效益、环境效益与经济效益。
【技术实现步骤摘要】
一种节能环保型低水分炼焦工艺及系统
本专利技术公开一种节能环保型低水分炼焦工艺及系统，按国际专利分类表(IPC)划分属于炼焦煤预处理和炼焦新工艺领域，尤其是涉及提高弱粘结性煤配入比例的炼焦工艺。
技术介绍
随着世界经济和科技的迅猛发展，人类面临着资源和环境的双重压力。就钢铁制造业而言，世界性焦炭紧张和主焦煤资源短缺已经严重影响到钢铁生产和世界经济的发展。用煤炭炼焦，用焦炭炼铁，迄今为止仍然是世界钢铁生产的主流工艺。我国是焦炭生产大国，采用的传统炼焦技术对主焦煤依赖性太强，导致炼焦成本居高不下；而且，传统炼焦技术采用湿煤炼焦，入炉煤含水率多为9%~12%，炼焦能耗大、结焦时间长、焦化废水产量大，环境污染严重。随着钢铁生产技术的日益完善，如何在炼焦煤资源短缺的条件下，获得符合要求的高强度冶金焦炭，并使炼焦过程降低成本、减少污染、提高效率，已经成为未来的发展趋势。在这样的背景下，常规的炼焦工艺显然已不能满足时代需求，需要开发新型炼焦工艺技术来实现上述功能。从世界范围看，先进的炼焦技术主要包括煤调湿技术、配型煤炼焦技术、日本SC0PE-21炼焦新技术、焦炉大型化技术、炼焦自动化技术、连续炼焦技术、焦炭钝化技术、焦炭镀膜技术等。这些技术归根结底分为三种类型:(I)炼焦煤预处理技术；(2)炼焦过程优化技术；(3)焦炭后处理技术。炼焦过程优化技术受到现有焦炉设备系统和控制系统的严重限制，工业应用较少。焦炭后处理技术着眼于焦炭成品的改性，对于提高焦炭质量、降低炼焦成本作用非常有限，大多处于实验研究阶段。炼焦煤预处理技术通过合理的配煤、粉碎、调湿、预热、成型等工艺手段对炼焦配煤进行事前预处理后入炉炼焦，达到提高焦炉产量、节约能耗、提高焦炭质量和拓展炼焦煤资源的目的，具有良好的应用前景。目前，煤粉调湿技术的研究主要集中在调湿热源选择以及调湿设备的开发领域。如CN103484139A公开了一种用于炼焦煤调湿的工艺，采用高效节能筒式烘干机，以焦炉总烟道中抽取的焦炉烟气作为主要热源来干燥炼焦湿煤，调整水分后用于顶装煤炼焦和捣固炼焦；CN103305248A则公开了一种利用真空方式进行煤粉调湿的方法与系统。虽然煤调湿使入炉煤中的水分降低，对减少焦化废水排放作用明显，但其带来的堆密度增大仅来源于表面张力的减小和煤粒的流动，并没有外力的挤压，因而在增加弱粘结性煤配比方面的优势并不明显，通常仅能达到5%左右；而且，常规煤调湿工艺要求煤粉含水率原则上不能低于6%，以避免煤粉过分干燥对现有焦炉系统带来的负面影响，如装煤口冒烟、冒火，上升管和炭化室墙结石墨增加，焦油渣增多，焦油处理难度加大，煤气净化系统堵塞等。因此，常规煤调湿炼焦工艺尚有很大的改进空间。对于提高炼焦煤堆密度和型煤炼焦等问题，国内外很多研究者也开展了相关研究。如CN103370395A、CN101541922A公开了一种用于炼焦工艺的煤压实方法和装置，将煤颗粒在炼焦炉外部的装料板上通过振动式圆柱形压实机进行压实处理，然后进入焦炉炼焦；CN101381645A将废橡胶、废塑料在葱油中加热溶解，再按比例加入焦油渣和筑路油加热搅拌，制得型煤粘结剂用于生产型煤；KR8100312提出利用浙青为粘结剂生产型煤的工艺方案；CN200510092966.3、CN200510027429.0和CN1632077A提出利用焦化厂有机固体废弃物生产炼焦用型煤的方法与系统，目标是综合利用焦化有机固废；CN200510027429.0公开了一种型煤复合粘结剂，由7~17%的超级分离器焦油渣、18~33%的氨水澄清槽焦油渣和50~75%的软浙青组成。上述专利技术虽然对提高入炉煤堆密度、改善焦炭质量、增加焦炉产能具有明显作用，但是主要涉及的是型煤粘结剂的开发与制备，且未涉及调湿成型。国内型煤炼焦技术普遍存在投资大和运行成本偏高等缺点，仅在宝钢公司得到良好应用。另外，日本新日铁公司主持开发的SC0PE-21炼焦新技术，先将原料煤干燥分级，再将粗颗粒煤和细颗粒煤分别快速加热到350°C~400°C，最后对细颗粒煤粉热压成型，与粗颗粒煤粉一起混合送入炉炼焦。该技术的炼焦煤粉处理实际上经历了 “干燥分级一快速预热一热压成型一高温输送一入炉炼焦”过程，技术先进，但工艺与设备均非常复杂，操作难度大，投资和运行费用高，工业应用效果不理想。
技术实现思路
为了克服现有炼焦技术的缺陷和不足，本专利技术提供了一种节能环保型低水分炼焦工艺，其基本原理是以煤调湿炼焦理论与配型煤炼焦理论为基础，扬长避短，一方面，通过调湿，使炼焦煤水分保持较低的水平，提高入炉煤堆密度，降低炼焦能耗，减少焦化废水排放；另一方面，将增配的弱粘结性煤，与内部水分扩散到颗粒表面且仍有一定温度的细粒度煤粉混合，在水及煤粉自身颗粒共同作用下直接高压成型，良好解决了低水分细颗粒煤粉炼焦对现有焦炉系统的负面影响，还实现了多配弱粘结性煤、降低炼焦成本的目标。为达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的: 一种节能环保型低水分炼焦工艺，实现步骤包括: ( O首先将焦化厂炼焦配合煤进行干燥调湿，调节水分至3%~6% ； (2)将调湿后的煤粉进行筛分，分为粒级〈1_的煤粉和粒级>1_的煤粉； (3)将粒级〈1_的煤粉与新增配的弱粘结性煤混合后直接压制成型，制备低水分无粘结剂型煤，增配弱粘结性煤的比例为总混合煤重量的O~20% ； (4)将低水分无粘结剂型煤与粒级>1_的煤粉混合输送至焦炉主配煤皮带，最终进入炼焦炉系统炼焦。本专利技术另一目的是提供一种实施节能环保型低水分炼焦工艺的系统，主要包括干燥调湿装置、筛分装置、定量给料装置、混合装置、成型装置、炼焦炉系统，设备连接方式为:1#输送装置(I)出口与干燥调湿装置(2 )入口相连，干燥调湿装置(2 )出口与筛分装置(3 )入口相连，筛分装置(3)筛上物出口与4#输送装置(4)入口相连，筛分装置(3)筛下物出口与2#输送装置(5 )入口相连，2#输送装置(5 )出口与混合装置(9 )入口相连；3#输送装置(6)出口与缓冲料仓(7)入口相连，缓冲料仓(7)出口与定量给料装置(8)入口相连，定量给料装置(8)出口与混合装置(9)入口相连，混合装置(9)出口与成型装置(10)相连，成型装置(10)出口与4#输送装置(4)入口相连，4#输送装置(4)出口与焦化厂主配煤皮带(11)入口相连，焦化厂主配煤皮带(11)出口与炼焦炉系统(12)相连；其工艺设备系统描述为:焦化厂炼焦配煤由1#输送装置(I)输送到干燥调湿装置(2)进行调湿处理，调湿后的煤粉经筛分装置(3)筛分，粒级>lmm的煤粉经4#输送装置(4)输送入焦化厂主配煤皮带(11)，粒级〈1_的煤粉经2#输送装置(5)输送进入混合装置(9)；新增配的弱粘结性煤经过3#输送装置(6)输送入缓冲料仓(7)，并由缓冲料仓下部的定量给料装置(8)定量给料至混合装置(9)，与粒级〈1_的煤粉混合；混合后的物料进入成型装置(10)高压成型，制备出的低水分无粘结剂型煤落在由4#输送装置(4)输送的粒级>lmm的煤粉中；最后，所有物料由4#输送装置输送入焦化厂主配煤皮带(11)，进入炼焦炉系统(12)炼焦。本专利技术能够同时实现“提高焦炉产能、减少废水本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种节能环保型低水分炼焦工艺，其特征在于实现步骤包括：（1）首先将焦化厂炼焦配合煤进行干燥调湿，调节水分至3%～6%；（2）将调湿后的煤粉进行筛分，分为粒级<1mm的煤粉和粒级>1mm的煤粉; （3）将粒级<1mm的煤粉与新增配的弱粘结性煤混合后直接压制成型，制备低水分无粘结剂型煤, 增配比例为总混合煤重量的0～20%；（4）将低水分无粘结剂型煤与粒级>1mm的煤粉混合输送至焦炉主配煤皮带，最终进入焦炉系统炼焦。
【技术特征摘要】
1.一种节能环保型低水分炼焦工艺，其特征在于实现步骤包括:(1)首先将焦化厂炼焦配合煤进行干燥调湿，调节水分至3%~6% ; (2)将调湿后的煤粉进行筛分，分为粒级<lmm的煤粉和粒级>1_的煤粉； (3)将粒级〈1_的煤粉与新增配的弱粘结性煤混合后直接压制成型，制备低水分无粘结剂型煤，增配比例为总混合煤重量的O~20% ； (4)将低水分无粘结剂型煤与粒级>1_的煤粉混合输送至焦炉主配煤皮带，最终进入焦炉系统炼焦。2.根据权利 要求1所述的一种节能环保型低水分炼焦工艺，其特征在于:所述的配合煤为常规炼焦配合煤，主要由气煤、肥煤、主焦煤、1/3焦煤以及瘦煤组成，配合煤含水率为9 ~15%。3.根据权利要求1所述的一种节能环保型低水分炼焦工艺，其特征在于:所述的新增配的弱粘结性煤主要指结焦性能差、价格低的气煤与瘦煤，尤其指大同煤与西山煤。4.根据权利要求1所述的一种节能环保型低水分炼焦工艺，其特征在于:所述的煤粉干燥调湿可以采用直接加热或间接加热方式，热源可以包括蒸汽、热烟气、电或导热油，优先采用低压余热蒸汽或焦炉烟道废气。5.根据权利要求1所述的一种节能环保型低水分炼焦工艺，其特征在于:所述的粒级〈1_的煤粉与新增配的弱粘结性煤混合,无需粘结剂直接压制成型,成型压力>150kg/cm2 ；型煤形状可以为圆形、椭圆型或方形，优先推荐椭圆型，最大尺寸不超过35_。6.根据权利要求1所述的一种节能环保型低水分炼焦工艺，其特征在于:所述的低水分无粘结剂型煤直接落在粒级>1_的煤粉中并混合输送以利于减少型煤破损率。7.根据权利要求1所述的一种节能环保型低水分炼焦工...
【专利技术属性】
技术研发人员：余广炜，汪印，王兴栋，邢贞娇，
申请(专利权)人：中国科学院城市环境研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35
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