焦油渣配型煤煉焦工藝

陳永軍

（山東省冶金設計院股份有限公司，山東 濟南250101）

隨著環境保護意識的提高，如何資源化利用焦化企業生產過程中產生的固廢（焦油渣、污泥）成了一個亟待解決的問題。目前，焦化企業通過實踐證明，采用焦油渣配型煤煉焦工藝，把煉焦煤和固廢壓制成型煤作為煉焦原料，不僅可以節省處理固廢帶來的成本支出，還可提升焦炭產品質量。

1　固廢來源及成分

焦油渣是一種富含有苯類、酚類、萘類等多種有毒成分的工業固體廢棄物，對人和動物有致癌作用。其來源于焦油氨水澄清槽、超級離心機等，其主要成分為煤粉、焦粉和重質焦油等。產自焦爐的煤氣在集氣管和初冷氣冷卻后，高沸點的有機化合物被冷凝形成煤焦油；同時，煤氣中夾帶的煤粉、焦粉、石墨和灰分也混雜在煤焦油中形成大小不一的團塊，這就是焦油渣。焦油渣的主要成分為：固定碳含量60%、揮發物含量33%、灰分4%。其氣孔率63%，灰分含量極低，碳及有用物質含量較高。

污泥主要由焦化廢水處理產生，分別為生物處理過程中產生的剩余污泥和混凝沉淀過程中產生的絮凝污泥。剩余污泥的特征是有機物含量相對較高，顆粒較細，密度較小，不易脫水。絮凝污泥的特征是無機物含量相對較高，顆粒較粗，密度較大，易脫水。焦化污泥含酚、氰、油、COD等污染物，若處理不好，易造成二次污染。此工藝中的污泥需經污泥濃縮池濃縮脫水后使用。

2　工藝及設備

2.1　工藝流程

型煤是用一種或數種煤粉與一定比例的黏結劑或固硫劑在一定壓力下加工形成的。型煤作為煉焦配煤的一部分配入焦爐煉焦，通過焦爐高溫炭化，將焦油渣轉化為焦炭、焦油和煤氣，實現焦化有機固廢的無害化處理和資源化利用。工藝流程見圖1。

圖1　焦油渣配型煤煉焦工藝流程

配合好的煉焦煤，通過電液動雙側犁式卸料器從主皮帶上卸至雙曲線斗嘴的煤槽內，槽下口設電液動閘門。當閘門開啟時，配合煤通過電液動閘門進入皮帶輸送機，再經皮帶輸送機卸至雙螺旋混合機內，與焦油渣和污泥進行充分的混合。

裝滿焦油渣的搬運箱由叉車運到添加裝置，并將其置于單斗提升機的料斗上卡緊，開動電動吊車提升至焦油渣槽頂部，同時電液動推桿自動開啟焦油槽蓋，將焦油渣卸到焦油渣槽內。卸空的搬運箱返回，槽蓋關閉。當槽底部的電液動閘門開啟時，槽內的焦油渣流入螺旋輸送機。焦油渣槽外設蒸汽加熱保溫裝置，冬季焦油渣遇冷發生凝固時通過蒸汽加熱降低焦油渣的黏度，提高流動性，使焦油渣能夠順利通過螺旋輸送機排出；焦油渣槽上部設有攪拌裝置，攪拌槳伸入槽體下方，當攪拌裝置運轉時可增加焦油渣的流動性，輔助伴熱系統，滿足生產操作的需要。

搬運箱由叉車運到添加裝置，并將其置于另一臺單斗提升機的料斗上卡緊，開動電動吊車提升至污泥槽頂部，將污泥卸到污泥槽內。卸空的搬運箱返回。槽內的污泥流入另一臺螺旋輸送機。

雙螺旋混合機是將配合煤、焦油渣及污泥三者混合的設備。運行時，需先開啟雙螺旋混合機，將混合機內填裝配合煤后再混入焦油渣與污泥。三者在雙螺旋混合機內進行充分的均勻混合后，輸送至下方的雙輥成型機內。

混合物料經雙輥成型機擠壓成型。雙輥成型機生產能力可用調速器調節。型煤卸至皮帶輸送機上，運往斗式提升機，經提升機提升至上方的主皮帶，運往煉焦室。

2.2　工藝特點

將無機材料、有機材料與型煤加工技術有機結合組成焦油渣制備型煤工藝。工藝相對簡單，設備大多為定型設備，易于操作、投資少、見效快；利用焦化固廢作為型煤黏結劑生產型煤，實現焦化有機固廢的無害化、資源化利用；可以增加裝爐煤的黏結性，提高焦炭質量：抗破碎強度增加M40≥88%，耐磨強度降低M10≤5.6%，反應后強度CSR≥70%，反應性指數CRI≤23%。

2.3　主要設備

焦油渣配型煤煉焦工藝的主要設備包括：取料設備（電動雙側犁式卸料器、單斗提升機）、儲料設備（儲煤槽、污泥槽、焦油渣槽）、輸送設備（螺旋輸送機、焦油渣推送器、拉式給料機）、混料設備（雙螺旋混合機）、成型設備（雙輥成型機）、返料設備（帶式輸送機、斗式提升機）等。

3　結　語

焦油渣在煉焦過程中可轉化為56%的焦炭、19%的煤焦油及24%的煤氣，發熱值較高，因此焦油渣是一種有用的二次能源。同時，該工藝減少了環境污染，增加了裝入煤堆密度，使煤粉在結焦過程中膠質體對煤粉顆粒的浸潤度增加，而且膠質體的熱穩定性增加，黏結作用增強，提高了焦炭質量，降低了噸焦原料成本，節省了處理固廢成本支出。