焦油渣配型煤炼焦工艺

陈永军

（山东省冶金设计院股份有限公司，山东 济南250101）

随着环境保护意识的提高，如何资源化利用焦化企业生产过程中产生的固废（焦油渣、污泥）成了一个亟待解决的问题。目前，焦化企业通过实践证明，采用焦油渣配型煤炼焦工艺，把炼焦煤和固废压制成型煤作为炼焦原料，不仅可以节省处理固废带来的成本支出，还可提升焦炭产品质量。

1　固废来源及成分

焦油渣是一种富含有苯类、酚类、萘类等多种有毒成分的工业固体废弃物，对人和动物有致癌作用。其来源于焦油氨水澄清槽、超级离心机等，其主要成分为煤粉、焦粉和重质焦油等。产自焦炉的煤气在集气管和初冷气冷却后，高沸点的有机化合物被冷凝形成煤焦油；同时，煤气中夹带的煤粉、焦粉、石墨和灰分也混杂在煤焦油中形成大小不一的团块，这就是焦油渣。焦油渣的主要成分为：固定碳含量60%、挥发物含量33%、灰分4%。其气孔率63%，灰分含量极低，碳及有用物质含量较高。

污泥主要由焦化废水处理产生，分别为生物处理过程中产生的剩余污泥和混凝沉淀过程中产生的絮凝污泥。剩余污泥的特征是有机物含量相对较高，颗粒较细，密度较小，不易脱水。絮凝污泥的特征是无机物含量相对较高，颗粒较粗，密度较大，易脱水。焦化污泥含酚、氰、油、COD等污染物，若处理不好，易造成二次污染。此工艺中的污泥需经污泥浓缩池浓缩脱水后使用。

2　工艺及设备

2.1　工艺流程

型煤是用一种或数种煤粉与一定比例的黏结剂或固硫剂在一定压力下加工形成的。型煤作为炼焦配煤的一部分配入焦炉炼焦，通过焦炉高温炭化，将焦油渣转化为焦炭、焦油和煤气，实现焦化有机固废的无害化处理和资源化利用。工艺流程见图1。

图1　焦油渣配型煤炼焦工艺流程

配合好的炼焦煤，通过电液动双侧犁式卸料器从主皮带上卸至双曲线斗嘴的煤槽内，槽下口设电液动闸门。当闸门开启时，配合煤通过电液动闸门进入皮带输送机，再经皮带输送机卸至双螺旋混合机内，与焦油渣和污泥进行充分的混合。

装满焦油渣的搬运箱由叉车运到添加装置，并将其置于单斗提升机的料斗上卡紧，开动电动吊车提升至焦油渣槽顶部，同时电液动推杆自动开启焦油槽盖，将焦油渣卸到焦油渣槽内。卸空的搬运箱返回，槽盖关闭。当槽底部的电液动闸门开启时，槽内的焦油渣流入螺旋输送机。焦油渣槽外设蒸汽加热保温装置，冬季焦油渣遇冷发生凝固时通过蒸汽加热降低焦油渣的黏度，提高流动性，使焦油渣能够顺利通过螺旋输送机排出；焦油渣槽上部设有搅拌装置，搅拌桨伸入槽体下方，当搅拌装置运转时可增加焦油渣的流动性，辅助伴热系统，满足生产操作的需要。

搬运箱由叉车运到添加装置，并将其置于另一台单斗提升机的料斗上卡紧，开动电动吊车提升至污泥槽顶部，将污泥卸到污泥槽内。卸空的搬运箱返回。槽内的污泥流入另一台螺旋输送机。

双螺旋混合机是将配合煤、焦油渣及污泥三者混合的设备。运行时，需先开启双螺旋混合机，将混合机内填装配合煤后再混入焦油渣与污泥。三者在双螺旋混合机内进行充分的均匀混合后，输送至下方的双辊成型机内。

混合物料经双辊成型机挤压成型。双辊成型机生产能力可用调速器调节。型煤卸至皮带输送机上，运往斗式提升机，经提升机提升至上方的主皮带，运往炼焦室。

2.2　工艺特点

将无机材料、有机材料与型煤加工技术有机结合组成焦油渣制备型煤工艺。工艺相对简单，设备大多为定型设备，易于操作、投资少、见效快；利用焦化固废作为型煤黏结剂生产型煤，实现焦化有机固废的无害化、资源化利用；可以增加装炉煤的黏结性，提高焦炭质量：抗破碎强度增加M40≥88%，耐磨强度降低M10≤5.6%，反应后强度CSR≥70%，反应性指数CRI≤23%。

2.3　主要设备

焦油渣配型煤炼焦工艺的主要设备包括：取料设备（电动双侧犁式卸料器、单斗提升机）、储料设备（储煤槽、污泥槽、焦油渣槽）、输送设备（螺旋输送机、焦油渣推送器、拉式给料机）、混料设备（双螺旋混合机）、成型设备（双辊成型机）、返料设备（带式输送机、斗式提升机）等。

3　结　语

焦油渣在炼焦过程中可转化为56%的焦炭、19%的煤焦油及24%的煤气，发热值较高，因此焦油渣是一种有用的二次能源。同时，该工艺减少了环境污染，增加了装入煤堆密度，使煤粉在结焦过程中胶质体对煤粉颗粒的浸润度增加，而且胶质体的热稳定性增加，黏结作用增强，提高了焦炭质量，降低了吨焦原料成本，节省了处理固废成本支出。