焦化污泥配煤技術的改進

陳國祥

(山東鐵雄冶金集團有限公司，山東 鄒平 256200)

隨著環保要求的日趨嚴格，焦化廠污水指標的要求日趨嚴格，各單位均采用各種技術確保污水指標達標，但是不可避免的造成了生化污泥量的增加，污泥配煤成為獨立焦化廠現階段的唯一出路。我公司配煤結構以氣煤為主,配入量達到了50%以上，如何在保證焦炭質量穩定的同時實現污泥的全部回配成為配煤、質量管理的重中之重。經過一年半的研究和改進，我公司實現了污泥配入量從0%提至2.5‰，最終穩定在5‰，且此技術已完成了專利申報。

1 污泥指標

根據污泥指標(表1)，污水廠污泥具有水分高、灰分高、硫份高、無結焦性、破壞結焦性等特點，說明污泥中的有機物較少，這與水處理工藝有關。其中灰分、硫份可以通過調劑煤種進行調整； G值和Y值是0，可以選用粘結性和結焦性好的煤種進行調整，也可以通過減少用量以減少負面作用；因水分大和污泥成分原因，造成了污泥黏性大，不容易均勻摻混，這反而是配煤煉焦的最大難題。

表1 污泥指標

2 摻配

解決污泥與煤炭的摻配均勻性是首要任務，經過對濕污泥和干污泥進行人工、鏟車攪拌試驗，污泥均成團塊狀，無法實現均勻摻混，且造成了工作量大、現場衛生差等。

經過對螺旋輸送機配煤進行考察，發現作業現場衛生較差，且容易受到冬季冰凍期影響，工作效率低下，也無法實現均勻摻配。

鑒于對混勻摻配工藝的考察，結合混凝土攪拌的特性，配煤小組選取攪拌站的模式，經過從小攪拌機至攪拌站的試驗結果，核算出攪拌站的型號，以最大程度提高工作效率。

3 煤種

鑒于污泥的特征指標，對污泥進行不同比例和不同煤種的摻混試驗，以檢驗對煤質的負面影響(精煤與污泥摻拌后的產物簡稱泥煤，A

表2 精煤I試驗

精煤∶污泥比例在A∶1～E∶1時，泥煤均呈現不懂程度的黃色(污泥為黃色)，達到F∶1以上時，泥煤顏色可以忽略不計，且焦渣特征達到了5型。但因精煤I的G值影響較大，故選取精煤II繼續進行摻配研究。

表3 精煤II試驗

選擇精煤II后，直接進入F∶1的試驗階段，經過F:1和H∶1的比例摻混后，泥煤明顯好轉，特別是在H∶1時，指標基本達到了精煤III的標準，且焦渣特征較好，完全可以作為新煤種單獨使用。

圖1 污泥對精煤I灰分的影響

通過對圖1數據分析可以，隨著精煤I的配入量增加，泥煤的灰分逐漸接近精煤I。說明使用低灰煤摻配是可以調劑灰分的。

圖2 污泥對精煤I的G值影響

通過對圖2二數據分析可以，隨著精煤I的配入量增加，泥煤的G呈現總體上升趨勢。說明使用低灰煤摻配是可以調劑G值。

圖3 污泥對精煤I的G值影響

根據圖3數據可以看出，更換煤種后，隨著污泥摻配比例的下降，再達到H∶1時，污泥對G值的影響力已非常弱。說明污泥對煤中指標的影響程度與煤質關系較大。

4 40KG小焦爐試驗

為查看污泥對焦炭質量的影響，確定適當的摻配比例，故將精煤II與泥煤X(精煤II∶污泥=H∶1)進行對比試驗，見表4、表5。

表4 奧亞膨脹度指標

根據表四分析，泥煤X雖然表觀指標接近，但結焦性下降較為嚴重。

表5 小焦爐試驗指標

根據表五分析，加入污泥的泥煤，焦炭質量出現下滑，尤其是CSR下降幅度達到37%。說明污泥或者泥煤的用量需要進行控制，以減少對產品質量的影響程度。

5 精煤II與泥煤X光學分析

表6 精煤II的巖相分析

表7 泥煤X的巖相分析

表8 焦炭光學結果分析

根據表6、表7、表8分析，加入泥煤后，鏡質組分布圖出現變化，泥煤的明顯變窄。焦炭光學組織結構 中，泥煤的焦炭絲碳明顯增多，說明污泥的配入導致精煤II出現劣化。

6 焦炭質量

根據精煤I和精煤II的試驗結果，將按照H∶1摻配的泥煤與精煤III直接進行替代，比例為2.5%，自2018年1月-9月份投用以來，在此用煤結構和方案下，焦炭質量保持質量穩定，焦炭CSR均在60%以上。因公司生化工藝調整，自2018年10月份污泥用量由約2.5‰提升至5‰，在成本約增加2元的情況下，實現焦炭CSR繼續保持在60%以上。

表9 精煤III指標

7 結論

(1)與污泥摻配的煤種需選擇好，充分結合皮帶秤的運行量程，確保當日產生的污泥當日消耗完畢，同時不影響產品質量。

(2)按照2‰～5‰的污泥摻配量，以150萬噸的焦化廠核算,完全可以消耗焦化廠污泥產生量，同時最大可減少煤炭用量約1萬t/a。

(3)具體的污泥摻拌量需要根據企業配煤結構、煤質、焦質、生產管理等全流程進行分析后確定，以制定切合企業實際的用量和用法。

(4)污泥配煤前提是污泥配入的均勻性，否則焦炭質量穩定性難以保證。