用5kg实验焦炉进行配煤炼焦实验,研究了废弃活性炭的添加量与粒径大小对焦炭质量的影响,结果表明:配入一定量的废弃活性炭替代瘦煤进行配煤炼焦是可行的,废弃活性炭的配入量和粒径分别控制在0.5%~2%、0.5~1.0mm时,对焦炭的冷态强度与热态强度不产生影响。用废弃活性炭替代瘦煤炼焦,可以降低配合煤成本,有效解决资源浪费以及环境污染等方面的问题。
通过测定入炉煤水分分别为1%、6%和12%时煤料堆密度、升温速度及坩埚焦性质,得出入炉煤水分对其性质的影响。降低入炉煤水分虽然对煤料本身性质影响不大,但是其在炭化室内结焦过程的动态发生了显著变化,可显著提高焦炉生产能力及改善焦炭质量。入炉煤水分为1%时,煤料堆密度、升温速度及坩埚焦的性质都大大好于入炉煤水分为6%和12%这两种情况。
结合以往对各种干熄焦锅炉的标定数据以及在干熄焦锅炉选择过程中存在的制约因素,对干熄焦装置的生产能力、工程投资及企业现状等因素进行对比分析,为干熄焦锅炉炉型的选择提供了建议。同时针对高温高压自然循环干熄焦热力系统和中温中压联合循环干熄焦热力系统,在节能方面、锅炉效率、钢材消耗、系统电力消耗、发电量的差异以及锅炉的开工与运行方面的差异进行了对比分析,进而了解两种参数的热力系统在各方面的优缺点。
干熄焦烧损率的计算目前都采用碳平衡法,碳平衡法能确定干熄焦稳定运行时的烧损率,但进行生产统计时碳平衡法是不可取的。文中介绍了用干熄焦产汽率计算、统计干熄焦焦炭烧损的方法,该方法不需要进行碳排放量的测定,可随时进行统计计算,方便简单,精度能够满足生产统计需要, 同时对干熄焦系统运行过程焦炭烧损的原因进行了分析和探讨。
针对新建干熄焦工程干熄焦锅炉向高温、高压和自然循环发展的趋势,结合以往的工程实践,从技术经济角度对干熄焦锅炉参数系列确定、方案选择及3种循环方式进行了深入的分析和比较。建议在大型干熄焦装置中采用高温、高压锅炉。
介绍了用焦炉煤气生产直接还原铁(DRI)的工艺过程。用气基竖炉生产DRI具有生产规模大、生产成本低、生产操作方便灵活、环境友好等特点,其希尔自重整(HYL-ZR)工艺为首选。用循环经济的观点,合理利用钢铁长流程生产过程产生大量的焦炉煤气代替天然气生产DRI,形成我国特有的长流程与短流程并存的钢铁冶金新流程,是我国钢铁工业发展实际状况的过渡性选择。
介绍了LonWorks现场总线在运焦皮带监控系统中的应用情况。LonWorks现场总线不仅可以布成总线结构,还可以采用自由拓扑结构,对有分岔的皮带运输系统尤其适合。LonWorks现场总线控制距离远,控制结构与控制组态灵活,总线网络的传输可靠性高,性价比高,网络性能稳定可靠。
介绍了昆钢对国内外风选调湿备煤技术的调研情况及实验室研究情况,研究表明,风选调湿备煤工艺可提高焦炭强度和焦炭均匀系数,改善配合煤灰分的均匀化程度,提高焦炭质量,具有环保、节能、延长焦炉炉龄的潜能,并可降低成本。
选用运动链结构拓扑方案的设计方法,对捣固机传动机构的工作原理和运动特点进行了分析。并以现有捣固机传动机构为基础,进行新结构的拓扑分析,演变出一系列的再生运动链,将再生运动链转化为新型捣固传动机构。研究表明,在其他条件不变的情况下,新方案捣固锤做的有用功比原方案增加了133.2J。
对煤气脱萘的工艺、设备及能耗进行了研究。介绍了马钢开发的焦炉煤气脱萘新工艺,该工艺在横管初冷器内完成煤气的一步脱萘,煤气净化后不再设置其他脱萘工序。初冷器平均阻力在1 000Pa以下,不用蒸汽清扫初冷器,煤气净化设备未发生萘的堵塞,每年可节约12 000t标准煤,节能效果明显。
针对干熄焦锅炉给水的质量要求,介绍了目前国内干熄焦锅炉给水系统的处理工艺。对混合离子交换除盐与电除盐的优缺点进行了详细的比较,供企业决策时参考。
本文研究了焦化废水处理过程中COD和UV254值的相关性。结果表明,生化系统出水及深度处理出水的COD和UV254值具有很好的相关性,相关性系数约为0.988,可以通过快速测定UV254值预测深度处理效果。
介绍了焦炉燃烧废气含氧量检测系统,该系统分别对多个蓄热室小烟道处的燃烧废气取样,用1台氧化锆氧量分析仪检测燃烧废气的含氧量。在自动模式下,能在1个换向周期内完成多个下降气流的蓄热室含氧量的自动检测;在手动模式下,又能对单个蓄热室进行连续检测。系统检测精度高、实时性强、投资成本低、维护量少,为判断焦炉各燃烧室的燃烧状况提供了检测依据。
叙述了捣固炼焦配煤与焦炭质量的关系及捣固强度与配煤的关联性。指出:焦炭质量的基础是配煤质量,不会因煤准备和炼焦工艺等有根本性的改变;捣固炼焦可多用低变质程度、高挥发分气煤类的炼焦煤生产出一定质量的焦炭;捣固炼焦配煤适当增加黏结性配煤比例可提高焦炭质量,但用接近顶装焦炉的配煤进行捣固炼焦将丧失其优势并引发问题。捣固焦炉的高宽比、加热方式和装煤除尘等问题需在生产实践中进一步探索。
进行了不同配比的煤沥青和贫煤的共炭化研究,研究表明,煤沥青与贫煤共炭化时的相互作用是物理融合和化学相互作用的共同作用。其中物理融合表现在使焦炭界面结合状态改善,化学相互作用表现在煤沥青使贫煤的炭化性能发生变化。随煤沥青配比的增加,配煤黏结性有较大改善,焦炭OTI值增大,ISO值减小。煤沥青通过增大焦炭光学组织各向异性程度,使焦炭的反应性降低,反应后强度提高。
从东北地区捣固焦炉的分布情况、炼焦煤资源特点、气候等方面详细分析了东北地区发展捣固焦炉的前景及优势。辽宁地区具有充分利用东北和华北炼焦煤资源的特点及区域位置优势,更适合发展捣固焦炉尤其是炭化室高5.5m及以上的大型捣固焦炉。捣固炼焦可多配入高挥发分煤,产生大量的煤气,对缓解辽宁地区煤气供应紧张问题具有重要意义。
利用焦炉烟道废气为热源及动力源,在流化床设备内对捣固焦炉配合煤进行预处理。生产应用表明,流化床煤调湿技术对配合煤调湿及分级作用明显,调湿后配煤水分降低2.2%,减少回炉煤气用量1 474×104m3,CO2减排8 750t,减少焦化废水处理量2万t,焦炉生产能力提高5%,排空废气粉尘含量<50mg/m3。
介绍了宝钢干熄炉应用耐磨预制块的研究成果。耐磨预制块具有抗剥落、热震稳定性好、高强耐磨等优良性能。宝钢实际应用结果表明,在干熄炉相同部位使用耐磨预制块替代传统烧成莫来石砖,耐磨预制块的磨损速率较莫来石砖下降70%以上,大幅提高了干熄炉冷却段耐火材料的使用寿命,降低了检修频率以及耐火材料的消耗。
通过对焦化二甲苯组成的分析,找出了乙基苯和苯乙烯是二甲苯变色的主要有害杂质。试验结果表明:加酸量应控制在4.5%~5.0%,最佳洗涤温度为45~50℃,酸洗时间宜控制在7min以上。还可采用在产品中加入抗氧化剂、进行二次处理和水洗等措施稳定二甲苯产品质量。
利用Aspen软件对邻二甲苯制取4万t/a苯酐工艺流程进行了模拟,并对模拟结果进行了分析。轻组分塔T201中顺酐、苯甲酸、苯酞都在塔顶被除去,其中塔顶组成:苯酐25.74%,顺酐39.11%,苯甲酸25.37%,苯酞9.78%。产品塔T202塔顶除含有极少量苯甲酸、苯酞外,其余均为苯酐,塔底为重组分,满足分离要求。在实际生产中,轻组分中苯酐含量约为50%,因此生产操作中可以加大回流比,优化操作。
针对德国UHDE设计的7.63m焦炉产生的炉顶空间温度较高问题进行了分析,阐述了如何有效降低炉顶空间温度的方法。通过采取调整煤气孔板、蓄热室喷嘴板、稳步降低标准温度等措施,炉顶空间温度从950℃以上降至870℃左右,煤气使用量比投产初期减少了15%以上,并解决了炉顶结石墨的问题。
概述了中国煤系针状焦的研究发展过程,讨论了国内煤系针状焦的基础理论研究及工业试验、生产状况,着重介绍了原料预处理、延迟焦化制备生焦和回转窑煅烧的煤系针状焦生产工艺过程,评价了目前国内煤系针状焦的质量和应用状况。
通过测定焦炭光学组织和热性质,讨论了添加贫煤、贫瘦煤后焦炭光学组织的特征及其与焦炭质量之间的关系。添加贫煤、贫瘦煤后焦炭光学组织以细粒镶嵌和中粒镶嵌为主,类丝炭和破片含量相对较多,中等尺寸的焦炭光学组织结构单元更有利于焦炭强度的提高。通过回归分析,建立了焦炭质量预测模型,通过测定焦炭光学组织含量能够直接得到焦炭反应性和反应后强度。
介绍了智能集中管控在济钢焦化厂的应用,提出了实现智能集中管控需要解决的问题,对焦化生产自动化发展方向提出了建议。济钢焦化厂基础自动化水平基本完善,但尚未形成煤、焦、化产品全流程的生产数据信息平台,焦炉群的扁平化管控及焦炉移动机械全自动运行仍需深化。
分析了大容积顶装焦炉与捣固焦炉的节能减排技术。7m焦炉装煤除尘采用单集气管高压氨水喷射与除尘装煤车及除尘地面站相配合的处理方式,排放气体达到环保要求。7.63m焦炉采用PROven系统与装煤车配合,效果与喷洒高压氨水+地面除尘站系统相当。6.25m捣固焦炉采用高压氨水喷射装置、双U形管导烟车、机侧炉门密封装置及炉头烟气抽吸装置,可最大限度地控制烟尘气外逸。
对添加SiO2质钝化剂改善焦炭热性能效果进行了小试、中试和工业化实验。研究结果表明,用SiO2质钝化剂5‰水溶液直接喷洒熄焦对CSR有较好的改善作用,对焦炭冷强度M40影响很小;SiO2质钝化剂粉末添加到配合煤中,大幅降低了焦炭的热性能, 起了相反作用;正常熄焦后再添加钝化剂水溶液几乎没有改善效果。
介绍了煤调湿技术的发展过程,对比三代煤调湿技术的差异,讨论了增设煤调湿装置对煤处理工艺流程带来的变化,为设计选用提供了参考。对导热油煤调湿、蒸汽煤调湿和气力分级煤调湿的4种实施方案进行了分析比较,提出了工程应用中需注意的问题。
将循环流动液相微萃取(CFME)和气相色谱-氢火焰离子检测器(GC-FID)相结合,对废水中酚类化合物进行了分析,对影响CFME的因素进行了条件优化,并与国家标准进行了对比。结果表明,优化后的CFME法与国家标准有很好的线性关系,具有操作简单、成本低廉、快速准确的优点。
采用模拟焦炭反应性和反应后强度,研究了不同变质程度单种煤焦炭显微结构与热性质之间的关系。中等变质阶段的焦煤、肥煤和瘦煤所制焦炭有较高的各向异性,低变质程度的气煤、1/3焦煤以及高变质程度的贫煤所制焦炭各向异性程度较低。焦炭的热性质与焦炭的各向异性有很好的相关性,焦炭反应性随各向异性程度的增大而减小,反应后强度则随各向异性的增大而增大。
介绍了针状焦形成的基本原理、制取方法、市场情况、国内生产和使用现状。对国内生产技术水平进行了分析,并对国内建设项目提出了参考意见。认为现在应该加强宏观调控,加大开发力度,提高产品质量,而不是盲目扩大产量。
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