煤炭风力分离及调湿技术原理及经济效益

　　对炼焦煤采用风力分离和调湿等预处理工艺技术，对于提高焦炭质量、节能降耗和改善环境有十分显著的社会效益和经济效益。世界各国广大焦化工作者为此也付出了艰苦的努力，由于实现上述煤的预处理工艺技术的工艺设备始终不够理想，因此该技术的推广应用受到了极大的制约。

　　1   煤的风力分离和调湿的发展历史及现状

　　1.1  煤的风力分离技术

    煤的风力分离技术从属于选择粉碎工艺，该工艺根据炼焦煤料中煤种和岩相组成在硬度上的差异，按不同粉碎粒度的要求，将粉碎和筛分（或风力分离）结合在一起，又称岩相粉碎流程。采用这种工艺可使煤料粒度更加均匀，既消除了大颗粒，又防止了过细粉碎，并使惰性组分达到适当的细度。

    实现该工艺最大的难点是如何将小于（如3mm）与大于一定粒度的煤料分离开，为此人们想出了许多办法，如20世纪50年代有采用电热筛法筛分煤料的索瓦克法，还有采用立式圆筒筛筛分煤料等，但是这些方法都因为待筛分煤料粒度小，筛分效率低而没有得到推广。20世纪70年代初，前苏联最早采用了风力分离法的选择粉碎工艺，我国酒泉钢铁公司于2004年左右引进了该项技术，如何提高风力分离法的筛分效率，是能否广泛推广这项技术的关键所在。

　　1.2  煤调湿技术的发展

    煤调湿是将炼焦煤料在装炉前去除一部分水分，保持装炉煤的水分稳定在6％左右。煤调湿技术是由煤干燥和煤预热演变而来。煤调湿有严格的水分控制措施，能确保入炉煤水分的恒定。目前世界上已有的煤调湿技术大致可分为三代。第一代煤调湿技术采用以导热油为热载体、多管回转式干燥机为干燥设备；第二代煤调湿采用蒸汽为热载体、多管回转式干燥机为干燥设备；第三代煤调湿技术采用以焦炉烟道废气为热载体、以流化床为干燥设备的煤水分调节和煤粒度分离合一的方式。第一代煤调湿流程复杂，设备庞大，操作环节多，投资较高，现在已很少建设。第二代煤调湿以蒸汽为热载体，无法满足一些客户利用余热进一步节能的要求。第三代煤调湿技术是集风力分离（适当改变粉碎工艺即可实现选择粉碎工艺）和调湿于一体的煤准备技术，因此，其显著的技术优势不言而喻。

    与第一、二代相比，第三代煤调湿技术的共同特点是煤料与烟道废气直接换热，烟气余热利用率高，且可实现煤的调湿、分离的一体化，从而缩短调湿、分离的工艺流程，减少设备，节省投资，降低操作成本，减小占地面积。当然，第三代煤调湿技术也因采用的工艺设备不同，还可具体分为若干种，其工艺效果也有很大差别。从国内外专利及相关技术研发状况看，第三代煤调湿技术主要有如下类型。

    (1) 利用流化床进行煤调湿和分离的方法和装置（专利号ZL95118676.0)。由新日本制铁株式会社发明。该装置利用布风喷嘴喷出的高速斜向气流使煤料流化并向出口移动，在调湿的同时，可将＜0.105mm的细粉随气流带走，起到脱粉效果，以减少运输和装煤时的煤尘污染。其主要缺点是：①只调湿和脱粉，不能分离煤料；②煤料靠高速斜向布风喷嘴喷射移动，可靠性差；③空塔气速低，流化强度小，调湿强度低，设备尺寸大。

    (2) 半沸腾流化床风动分离干燥机（专利申请号：2006100315.5)。由长沙通发高新技术开发有限公司和中冶焦耐工程技术有限公司共同申请。该装置由紧贴于布风板上的回转式移动刮板将煤料从进料口刮向出料口，煤料在气流作用下呈半流化状态，与热气流热交换，实现干燥，同时细颗粒从布置于流化床两侧的溢流口排出，实现风力分离。其可能产生的主要不足是：①刮板刮送煤块，使细粒煤挤压入布风板的风眼中，造成布风板堵塞和漏料；②布风不均，刮板移动方向侧易使大块煤堆积，刮板背面侧的煤料少、颗粒小，造成流化不均，热气流短路，致使干燥效果差和热效率低；③穿过半流化大颗粒煤料间的气速大小不均匀，造成高速处大颗粒弹跳，流化床分层差，分离精度低；④刮板机结构相对复杂，运动件多，故障率高。

    (3) 移动隔板式流化床（专利申请号：200710014386.1)。由济南钢铁股份有限公司发明。该装置与半沸腾流化床风动分离干燥机相比，除了去掉床底倾斜部分外，无本质区别。