煉焦煤的制備簡稱選煤,是將煤礦的各種精煤(或低灰原煤)制備成比例準確、粒度適宜、質量均勻、符合煉焦要求的煤料。壹般包括:卸煤、儲煤混合、配煤、破碎混合、將準備好的煤送至焦爐儲煤塔。在嚴寒地區,還應有解凍庫和破碎凍塊的設備。在煉制優質焦炭時,必須對選煤操作給予足夠的重視。配煤均勻,提高配煤精度,最大限度地減少煤質波動,保證焦炭化學成分和物理機械性能的穩定,穩定焦炭質量。因此,配煤設備必須按照給定值準確配煤;配煤槽應均勻連續地裝煤。煤中的雜質要去除,水分不能太高。煤的合理破碎能有效提高焦炭的機械強度。需要根據具體情況,為不同的煤料確定最合適的破碎粒度。
改進選煤工藝是擴大煉焦煤源、提高焦炭質量的途徑。目前,我國絕大多數焦化廠采用按規定比例先配後混的粉碎工藝。該工藝不能根據各種煤的硬度差異分別處理,只適用於粘結性好、煤質均勻的煉焦煤。比較新的選煤工藝有三種:①分別粉磨工藝,即先將各種煤分別粉磨,然後按規定比例混合,再混合;(2)分組破碎工藝:首先將各種硬度相近的煤按比例配成組,每組送入各自的破碎機中破碎至所需粒度,然後混合;(3)選擇破碎工藝,即將煤粉篩分到壹定程度,對篩分後的粗粒組分進行再破碎,使粘結性差、惰性含量高的粗粒組分被破碎成較細的組分,防止粘結性好的巖相組分被過度破碎。
煉焦生產中準備好的煤從煤塔放入裝煤車,送到各個炭化室進行裝煤。幹餾產生的氣體通過集氣系統送至化工產品回收車間處理。經過壹個煉焦周期(即從裝爐到推焦所需時間壹般為14 ~ 18小時,視炭化室寬度而定),精煉後的焦炭由推焦車通過擋焦器推入熄焦車;熄焦後,焦炭排入冷焦臺;然後過篩儲存(圖4)。
煉焦車間壹般由兩座煉焦爐組成。兩個煉焦爐布置在同壹條中心線上,中間有壹個煤塔。壹個爐組配有相應的焦爐機械——裝煤車、推焦車、攔焦車、熄焦車和電機車;還配有壹套熄焦設施,包括熄焦塔、熄焦泵房、焦粉沈澱池和焦粉抓鬥,布置在爐群末端。熄焦塔中心與爐頭炭化室中心的距離壹般不小於40m。如果使用幹熄焦,則需要壹個幹熄焦站。焦化車間還配備了必要的管道和換向系統。
焦炭處理焦爐排出的高溫焦炭需要經過熄焦、冷卻、篩分、儲存等壹系列處理。為了滿足煉鐵的要求,有些需要造粒。
淬火有兩種方式:濕法淬火和幹法淬火。前者用熄焦車將排出的紅焦運送到熄焦塔噴水。在後者中,溫度約為180℃的惰性氣體通過紅焦床進行熱交換。焦炭冷卻到200℃左右,惰性氣體加熱到800℃左右,然後送入余熱鍋爐產生蒸汽。每噸焦炭產生的蒸汽量約為400 ~ 500公斤。幹熄焦可以消除濕法熄焦對環境的汙染,提高焦炭質量,同時回收大量熱能,但資金投入大,設備復雜,維護費用高。
熄焦裝置將濕熄焦後的焦炭卸到傾斜的熄焦臺上進行冷卻。焦炭在冷焦平臺上的停留時間壹般在30分鐘左右,以蒸發水分,彌補熄焦少數未熄滅的紅焦。
篩焦根據用戶要求,混合焦在篩焦車間進行篩分和分級。在中國鋼鐵聯合企業焦化廠,焦炭壹般分為四個等級,即粒度大於40mm的大焦、粒度為40 ~ 25mm的中焦、粒度為25 ~ 10mm的小焦和粒度小於10mm的細焦。通常大、中焦用於冶金,小焦用於化工部門,細焦用作燒結廠的燃料。
儲焦將篩分後的各級焦炭分別儲存在儲焦罐中,然後裝車外運,或通過皮帶機直接送到用戶手中。
分級:預先篩出大於80(或75) mm的焦炭,用切焦機破碎,然後篩分得到粒度為80-25(或75-25) mm的煉鐵用焦炭。這樣可以提高焦炭粒度的均勻性,防止大塊焦炭在高爐中沿固有裂紋破碎,從而提高焦炭的機械強度,有利於煉鐵生產。