杜艷玲 全宇 張所威

摘 要：煉焦工藝作為鋼鐵冶金行業(yè)中生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，在整個(gè)鋼鐵冶金領(lǐng)域中起到了至關(guān)重要的關(guān)鍵作用。為實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提升煉焦工藝質(zhì)量，本文以煉焦工藝概述為切入點(diǎn)，分析了影響煉焦工藝的主要因素，并在提高資源管理能力、應(yīng)用干熄焦工藝等方面對(duì)煉焦工藝及用煤技術(shù)實(shí)踐提出了多條發(fā)展途徑，旨在為相關(guān)技術(shù)人員提供參考建議。

關(guān)鍵詞：煉焦工藝;用煤技術(shù);發(fā)展途徑

前言：隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于高質(zhì)量材料的需求日益增加，可隨著優(yōu)質(zhì)煉焦煤儲(chǔ)量的不斷減少，煉焦工藝的地位逐步提高。為實(shí)現(xiàn)技術(shù)的革新進(jìn)步，行業(yè)內(nèi)部對(duì)煉焦工藝不斷進(jìn)行研究改善，力求提升綜合技術(shù)水平。這也促使著煉焦企業(yè)的整體市場(chǎng)環(huán)境中競(jìng)爭(zhēng)漸漸激烈。因此分析影響煉焦工藝的實(shí)踐發(fā)展途徑十分重要。

1 煉焦工藝概述

現(xiàn)階段，根據(jù)煤化程度，我國(guó)區(qū)域內(nèi)的煤炭資源分為焦煤、氣煤與黏煤等種類，并稱為煉焦煤，在傳統(tǒng)的煉焦行業(yè)中有著十分廣泛的應(yīng)用渠道。同時(shí)，通過(guò)室式焦?fàn)t萃取而成的焦化煤種有著粘結(jié)性較差的特點(diǎn)，被稱為非焦煤。煉焦技術(shù)受到工業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展的影響，相關(guān)技術(shù)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，取得了很多技術(shù)層面的突破性研究成果，工藝水平得到了很大提升。伴隨著焦?fàn)t設(shè)備借助科技水平不斷進(jìn)行的優(yōu)化，以及焦化技術(shù)的革新發(fā)展，傳統(tǒng)煉焦工藝與手段逐漸向成熟化發(fā)展，逐步推廣運(yùn)用于現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，并且由于在技術(shù)層面上的優(yōu)勢(shì)，能夠進(jìn)一步改善我國(guó)現(xiàn)階段焦煤資源匱乏的問(wèn)題。在煉焦工藝技術(shù)中，主要分為機(jī)焦與土焦，其中機(jī)焦占據(jù)了主要比重，約為九成左右。機(jī)焦技術(shù)中包括配煤煉焦與搗固煉焦兩個(gè)方面，在采用相應(yīng)技術(shù)加工后，經(jīng)過(guò)配煤、搗固加工、煉焦?fàn)t分解等工藝環(huán)節(jié)，最終熄焦作業(yè)后生成焦炭，完成整個(gè)煉焦工作[1]。

2 影響煉焦工藝的主要因素

能夠影響到煉焦流程成果的因素比較多，下文在對(duì)煉焦工藝進(jìn)行了淺要分析的基礎(chǔ)上，在煤料堆密度、入爐煤的粉碎技術(shù)以及煤料加熱速度這幾個(gè)方面進(jìn)行研究，并對(duì)其影響煉焦用煤范圍的原因進(jìn)行了闡述，進(jìn)而為提升煉焦工藝發(fā)展，加速我國(guó)工業(yè)進(jìn)步作出參考作用。

2.1煤料堆密度

在對(duì)煉焦工藝產(chǎn)生影響的因素中，煤料堆的密度問(wèn)題帶來(lái)的影響最為直接，在實(shí)際操作中，煤料堆密度直接反映在了煤料的間隙上，當(dāng)煤料堆密度變小時(shí)，煤料的間隙會(huì)增大，使得煤料堆間隙中填充的膠質(zhì)體量增加，用量增多，進(jìn)而影響到后續(xù)煤料的結(jié)合狀態(tài)，從而對(duì)煤料的焦化效果產(chǎn)生較大影響。此外，在煤料煉焦的操作過(guò)程中，由于一些化學(xué)及物理反應(yīng)影響，在煤料中會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)氣，反應(yīng)氣會(huì)使得煤料堆中的煤粒受到填充影響，提升煤料堆中煤粒間的結(jié)合能力，并加強(qiáng)反應(yīng)產(chǎn)物的密實(shí)性，使氣體逸出時(shí)阻力增加，并提升了膨脹壓力。上述變化會(huì)影響煤料界面的結(jié)合效果，并提升煤料結(jié)構(gòu)煉化的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高煤炭的粘結(jié)性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有助于提升煤炭的整體質(zhì)量。

2.2入爐煤的粉碎工藝

入爐煤的粉碎工藝也是影響到煤料煉焦成效的重要因素之一，由于其特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)特性，如果將煤料視為有機(jī)巖石進(jìn)行研究，可以發(fā)現(xiàn)在入爐前開展煤塊的粉碎工藝中，不同狀態(tài)與特點(diǎn)的煤塊粉碎特性存在差異，例如鏡煤等種類擁有較為優(yōu)秀的抗碎特性，在入爐粉碎中很難將其粉碎。而絲炭、暗煤等被分配在煤料的粗粒級(jí)中，這種情況會(huì)直接影響到煤爐質(zhì)量分布的均勻特性，進(jìn)而導(dǎo)致煤爐組分中各成分產(chǎn)生收縮性反應(yīng)。

2.3煤料加熱速度

在進(jìn)行煉焦的實(shí)際操作過(guò)程中，需要對(duì)煤料進(jìn)行加熱處理，在加熱中煤料會(huì)發(fā)生軟化并產(chǎn)生膠質(zhì)體，而加熱速度會(huì)直接影響到膠質(zhì)體的產(chǎn)生數(shù)量與質(zhì)量，進(jìn)而對(duì)煤料的膨脹性與流動(dòng)特性產(chǎn)生很大的影響，并且，煤料加熱速度還會(huì)在一定程度上影響到焦煤的流動(dòng)性與黏結(jié)程度。

3 煉焦工藝及用煤技術(shù)實(shí)踐發(fā)展的途徑

3.1提高資源管理與利用效率

由于煉煤焦化工藝逐漸走向成熟化，煉焦用煤工藝不斷取得新的研究進(jìn)展與技術(shù)進(jìn)步，后續(xù)煉焦工藝及用煤技術(shù)的發(fā)展將邁進(jìn)新的階段。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐發(fā)展步伐，提高資源管理能力與資源利用效率。同時(shí)進(jìn)行多方面的技術(shù)嘗試與研究，對(duì)多種煉焦工藝進(jìn)行技術(shù)路線創(chuàng)新。首先，需要不斷開拓新型煤礦資源，綜合利用多煤種，提高煤礦資源的利用效率，增強(qiáng)現(xiàn)階段資源的使用可持續(xù)化發(fā)展，并積極尋找新的煤礦資源。同時(shí)，需要對(duì)于已開采的煤礦資源進(jìn)行完善化管理，并結(jié)合各地區(qū)的特色煤料種類對(duì)煤煉化工藝水平進(jìn)行針對(duì)化監(jiān)控與調(diào)整，做好焦煤工藝流程的監(jiān)督與管理工作，保障焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定性。

3.2應(yīng)用干熄焦工藝

干熄焦工藝是為完成冷卻焦炭任務(wù)而研發(fā)的新型工藝技術(shù)，其利用的冷卻介質(zhì)是溫度較低的惰性氣體，紅焦進(jìn)入干熄爐后，內(nèi)部的惰性氣體與干熄爐內(nèi)焦煤進(jìn)行了熱量交換，大幅度降低了焦煤溫度。在這項(xiàng)冷卻技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，其技術(shù)逐漸調(diào)整越來(lái)越完善，應(yīng)用逐漸成熟化，在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生的熱量回收、濕熄焦污染等問(wèn)題逐漸得到了顯著解決，具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，是煉焦工藝未來(lái)實(shí)踐發(fā)展的良好應(yīng)用手段之一，在廣泛應(yīng)用后，將對(duì)焦炭整體質(zhì)量帶來(lái)積極影響[2]。

3.3應(yīng)用煤調(diào)濕技術(shù)

作為一種蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥技術(shù)，煤調(diào)濕技術(shù)將煙氣攜濕降氧與間接傳熱技術(shù)進(jìn)行了充分結(jié)合，并將其應(yīng)用于熱源與載氣。這一技術(shù)手段的發(fā)展對(duì)我國(guó)煉焦工藝的技術(shù)水平起到了推動(dòng)作用，并在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域有著重要的影響作用，在實(shí)際應(yīng)用中煤調(diào)濕技術(shù)能充分提升煉焦工藝的成品質(zhì)量，有助于提升經(jīng)濟(jì)效益，并使煉焦領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展在實(shí)踐中得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。

3.4應(yīng)用脫硫脫氫制酸工藝

脫硫脫氫制酸工藝是煉焦工藝技術(shù)中的重中之重，通過(guò)對(duì)煤氣使用脫硫脫氫手段，使得煤氣存的得到進(jìn)一步提升，降低煤氣在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染作用，在環(huán)境保護(hù)方面有著非常重要的貢獻(xiàn)意義，并對(duì)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展起到積極推動(dòng)作用。在未來(lái)的實(shí)踐發(fā)展應(yīng)用中，脫硫脫氫制酸工藝有著重要的實(shí)踐空間，現(xiàn)階段常用的煤氣脫硫脫氫技術(shù)包括了AS法脫硫脫氫技術(shù)、HPF氨法脫硫脫氫技術(shù)等手段，在實(shí)際應(yīng)用中卻存在著一定的缺陷與不足，存在著脫硫效率不高、存在污染廢液、腐蝕器械等問(wèn)題，需要在后續(xù)研究中加以突破，不斷開拓創(chuàng)新，改善相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)脫硫脫氫技術(shù)以及煉焦工藝的進(jìn)一步發(fā)展。

3.5應(yīng)用煤預(yù)熱技術(shù)

在實(shí)際工作中，煉焦對(duì)于煤的預(yù)熱采用的是在戶外對(duì)于煉焦煤料施加近兩百度左右的高溫，隨后在室內(nèi)進(jìn)行煉焦。同時(shí)在這個(gè)過(guò)程中由于煤料的預(yù)熱效果等具有不同的變化，會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致裝爐煤的密度產(chǎn)生一定的變化，但隨著堆煤密度分布的優(yōu)化性調(diào)整，會(huì)導(dǎo)致炭化室內(nèi)溫度產(chǎn)生變化。在這種持續(xù)放溫的狀態(tài)下，煤料中的膠質(zhì)體之間的溫度間隔逐漸增加，這種狀態(tài)有利于進(jìn)一步增強(qiáng)煤料之間的黏結(jié)性，并影響焦炭的質(zhì)量[3]。在這個(gè)過(guò)程中，需要謹(jǐn)慎關(guān)注煤的預(yù)熱過(guò)程，充分控制器膨脹力所帶來(lái)的電流強(qiáng)度差異，在進(jìn)行煉焦的過(guò)程中，焦油的產(chǎn)出量會(huì)進(jìn)一步提高，同時(shí)苯等產(chǎn)物的產(chǎn)數(shù)量會(huì)相應(yīng)地隨之減少。因此在考慮煤的預(yù)熱裝置時(shí)要進(jìn)行多方面準(zhǔn)備，考慮到煤粒會(huì)受到高溫影響而產(chǎn)生特性變化。還需要引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)設(shè)備相關(guān)技術(shù)安排，進(jìn)一步保證煤料能有進(jìn)行相對(duì)均勻的受熱，進(jìn)而提升煤料的生產(chǎn)能力，提升煉焦工藝質(zhì)量。

結(jié)論：綜上所述，為保障我國(guó)鋼鐵冶金業(yè)的穩(wěn)定順利發(fā)展，需要充分考慮到現(xiàn)階段我國(guó)煉焦煤資源逐漸匱乏的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，加強(qiáng)對(duì)于煉焦工藝技術(shù)的重視程度。持續(xù)優(yōu)化煉焦工藝的實(shí)踐應(yīng)用，有利于提升煉焦企業(yè)在整體市場(chǎng)中的核心價(jià)值與綜合競(jìng)爭(zhēng)力，為鋼鐵冶金業(yè)提供源源不斷的資源供應(yīng)與技術(shù)支持。為我國(guó)工業(yè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹宇.煉焦配煤技術(shù)及其生產(chǎn)實(shí)踐[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2019（04）：32-33.

[2]孫喜燕.干熄焦工藝對(duì)焦炭性能的影響[J].山西化工，2020（03）：73-74.