本發(fā)明涉及一種煤化工領(lǐng)域，具體的說是一種干熄冷焦低溫余熱利用及粗破一體化工藝。

背景技術(shù)：

干熄焦作為一種新型的熄焦方式，由于節(jié)能、環(huán)保、提高焦炭質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用于廣大鋼鐵聯(lián)合企業(yè)和大型焦化企業(yè)。

干法熄焦過程中，存在預(yù)存室上部氣體放散，隨循環(huán)氣體帶出高溫焦塵，避免循環(huán)氣體中的H₂、CO、CH₄等富集爆炸對(duì)循環(huán)氣體的置換放散等操作，導(dǎo)致干熄爐的熱效率只有80％左右。同時(shí)，經(jīng)干熄爐冷卻后的冷焦溫度一般在150-200℃，含有的低溫余熱未能進(jìn)一步利用(顯熱損失約0.2GJ/t-焦)，同時(shí)如此溫度的焦炭對(duì)運(yùn)焦皮帶還會(huì)造成一定的熱損傷。

另一方面，入爐煉焦煤中含有10％左右的水分，進(jìn)入焦?fàn)t煉焦過程中，該水分最終以荒煤氣形態(tài)離開焦?fàn)t，消耗熱能約0.585GJ/t-煤。為了降低能耗，減少焦化廢水產(chǎn)生，開發(fā)了很多煤調(diào)濕技術(shù)，如國(guó)外采用過的Precarbon法、Simcar法、Coaltek法等。國(guó)內(nèi)少數(shù)焦化廠采用煤調(diào)濕工藝(CMC)將水分控制在6～8％之間，其選擇理由是煤料在這個(gè)水分范圍內(nèi)的揚(yáng)塵量可控，還因?yàn)榻範(fàn)t廢氣的熱量?jī)H能干燥到該數(shù)值。絕大多數(shù)焦化廠的入爐煤水分主要依靠控制進(jìn)廠原料煤的水分，并經(jīng)過煤場(chǎng)堆積混勻形成較為穩(wěn)定的煉焦煤水分進(jìn)行入爐煉焦，實(shí)際操作過程中幾乎沒有控制水分的手段。并且，在煉焦煤干燥過程中，若在煉焦煤破碎前干燥，雖然能夠降低粉塵量，但是干燥效果有限，煤含水量?jī)H能控制在6～8％；若在破碎后進(jìn)行干燥，則破碎后的煉焦煤在干燥時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量粉塵(水份含量控制越低，則粉塵量越大)，這些粉塵與煙氣混合后被簡(jiǎn)單處理后排放，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，是PM2.5的主要貢獻(xiàn)者之一。

現(xiàn)有的煉焦煤預(yù)熱干燥去濕除利用了部分焦?fàn)t煙氣余熱外，均需補(bǔ)充燃料提供熱煙氣，同時(shí)干燥煉焦煤后的煙氣外排產(chǎn)生新的顆粒物排放源。

上述問題均存在于煉焦的多個(gè)工序中，希望得到合理解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種工藝簡(jiǎn)單、能有效回收焦炭余熱、對(duì)煉焦煤有效干燥，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、降低生產(chǎn)和投資成本、大幅減少煙塵排放，對(duì)環(huán)境友好的干熄冷焦低溫余熱利用及粗破一體化工藝。

本發(fā)明包括將紅焦送入干熄爐冷卻后得到冷焦，將冷焦和蓄熱球一起經(jīng)球-焦配料斗送入球-焦換熱器，利用冷焦直接加熱蓄熱球，然后經(jīng)球-焦分離器分離出焦炭和加熱后蓄熱球，所述加熱后蓄熱球和煉焦煤一起經(jīng)球-煤配料斗送入球-煤回轉(zhuǎn)窯，利用蓄熱球?qū)捊姑盒懈稍锲扑?，再?jīng)煤-球分離篩分離出蓄熱球和破碎后煉焦煤，所述蓄熱球回送到球-焦配料斗，所述破碎后煉焦煤再經(jīng)煤分級(jí)篩分離出粗煤粒和粉煤，所述粗煤粒送入焦?fàn)t煉焦。

所述煉焦煤先經(jīng)環(huán)形干燥機(jī)預(yù)干燥，再與加熱后蓄熱球一起送入球-煤配料斗，所述環(huán)形干燥機(jī)中的干燥介質(zhì)為來自焦?fàn)t水平煙道的焦?fàn)t煙氣。

經(jīng)所述煤分級(jí)篩分離出的粉煤送入高爐噴吹煤庫(kù)或壓球系統(tǒng)。

控制由干熄焦?fàn)t排出的冷焦溫度，以調(diào)整出球換熱器的蓄熱球溫度，進(jìn)而控制出球-煤回轉(zhuǎn)窯的煉焦煤的含水量。

控制出干熄爐的冷焦溫度大于200℃，優(yōu)選不超過250℃，以提高出球換熱器的蓄熱鋼球溫度為180-230℃，進(jìn)而控制出球-煤回轉(zhuǎn)窯煉焦煤中水含量下降至3wt％以下。

所述經(jīng)環(huán)形干燥機(jī)預(yù)干燥后的煉焦煤的水含量較原有水含量下降15-25％。

所述蓄熱球?yàn)殇撉颉?/p>

來自球-焦配料斗、球-焦分離器、煤-球分離篩和煤分離篩的含塵氣體送入球-煤回轉(zhuǎn)窯帶走濕氣后經(jīng)除塵器除塵后達(dá)標(biāo)排放。

所述球-焦分離器為電磁分離機(jī)。

發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有煉焦煤的干燥工序和干熄焦技術(shù)進(jìn)行深入研究，作出了如下改進(jìn)：(1)充分利用了焦炭的顯熱，將出干熄爐的冷焦送入球-焦換熱器中對(duì)蓄熱球進(jìn)行直接加熱，然后利用蓄熱球在球-煤回轉(zhuǎn)窯中對(duì)煉焦煤進(jìn)行干燥并同步破碎，再通過球-焦分離器將冷焦分離，使冷焦的顯熱得到有效回收；由于出干熄爐的冷焦余熱得到進(jìn)一步的回收，焦炭溫度進(jìn)一步降低，從而減少了運(yùn)焦皮帶的熱損傷，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。(2)煉焦煤先在環(huán)形干燥機(jī)中一次干燥，再在球-煤回轉(zhuǎn)窯中同步破碎干燥，干燥效果好，使得煤的水含量大幅下降，從而解決了背景技術(shù)中所述的煤含水量高帶來的種種問題，減少了廢水排放；(3)為了有效控制煤的含水量降至3％以下，發(fā)明人突破傳統(tǒng)希望出爐的焦碳溫度更低的思維，將出干熄爐的冷焦溫度控制得更高即大于200℃(優(yōu)選不超過250℃)，這樣一方面可以減小干熄爐的負(fù)荷，另一方面，可以獲得更高溫度的蓄熱球，有利于提高球-煤回轉(zhuǎn)窯的干燥效果，使煉焦煤出球-煤回轉(zhuǎn)窯的水含量降到3％以下，甚至更低。(4)為了進(jìn)一步減少煙塵排放，將球-焦配料斗、球-焦分離器、球-煤分離篩和煤分離篩產(chǎn)生的含塵氣體引入球-煤回轉(zhuǎn)窯中將窯中的濕氣帶出，同時(shí)窯內(nèi)的高濕度環(huán)境有利于微塵凝聚，提高了后期的除塵效率，減少粉塵的排放。

本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，有效利用了出干熄焦冷焦的余熱，回收冷焦顯熱0.1GJ/t-焦以上；大大降低了外排的煙塵量，減少PM2.5的排放，對(duì)環(huán)境友好；提高了煉焦煤的干燥效果和效率，煤含水量降至3％以下，干燥熱能來自系統(tǒng)低溫余熱，進(jìn)一步的節(jié)能降耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明工藝作進(jìn)一步解釋說明：煉焦煤(水含量為10wt％)先在環(huán)形干燥機(jī)中被來自焦?fàn)t水平煙道的焦?fàn)t煙氣進(jìn)行干燥，水含量下降至7-8wt％，然后和來自球-焦分離器的加熱后蓄熱球(溫度180－230℃)經(jīng)球-煤配料斗送入球-煤回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，通過蓄熱球的滾動(dòng)、碰撞和摩擦對(duì)煉焦煤進(jìn)行破碎，煉焦煤被破碎同時(shí)并加熱干燥，其水含量下降到3wt％以下，干燥后煉焦煤和蓄熱球經(jīng)球-煤分離篩分離出蓄熱球和破碎后煉焦煤，蓄熱球經(jīng)球-焦配料斗回送入球-焦換熱器，破碎后煉焦煤再經(jīng)煤分級(jí)篩分離出粗煤塊(粒徑＞3mm)、粗煤粒(粒徑為0.3－3mm)和粉煤(粒徑＜0.3mm)，所述粗煤粒送入煉焦?fàn)t煉焦后得到紅焦，紅焦送入干熄爐被循環(huán)惰性氣體熄焦后得到溫度為大于200℃的冷焦(優(yōu)選不超過250℃)，所述冷焦經(jīng)球-焦配料斗送入球-焦換熱器對(duì)蓄熱球進(jìn)行加熱后經(jīng)球-焦分器分離出焦炭和蓄熱球，蓄熱球送入球-煤配料斗；所述粉煤送入壓球系統(tǒng)或高爐噴吹煤庫(kù)，所述粗煤塊回送球-煤回轉(zhuǎn)窯進(jìn)一步破碎。來自所述球-焦配料斗、球-焦換熱器、球-煤分離篩和煤分離篩的含塵氣體送入球-煤回轉(zhuǎn)窯帶走干燥濕氣，然后和出環(huán)形干燥機(jī)的焦?fàn)t煙氣一起送入除塵器除塵后達(dá)標(biāo)排放。

以年產(chǎn)焦110萬噸焦的2座55孔的6m焦?fàn)t生產(chǎn)為例，采用本發(fā)明工藝后，回收干熄焦系統(tǒng)余熱余能0.2GJ/t-焦以上，煉焦煤進(jìn)煉焦?fàn)t前水含量降至3％以下，減少70％的焦化廢水產(chǎn)生量。