河南省开封雨明能源科技研究所

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                              6-Ⅲ型隧道式炭化型焦烧结炉研究报告

 

中国是一个煤炭资源十分丰富的国家,随着中国钢铁工业的持续发展,治金和铸造对焦炭的需求量逐年大幅度增长,而国内焦炭生产需要的优质焦煤又十分短缺,利用无烟煤、焦粉等低粘结煤种资源生产清洁型能源替代产品,是解决焦煤短缺,提高产品品位、降低生产成本,获得更高效益的最有效途径。

一、概括说明

开封市雨明能源科技研究所研发的高效节能的6—Ⅲ型隧道式炭化型焦烧结炉及其配套的洁净型焦生产工艺,可充分利用当地煤炭资源,生产高品质洁净型焦,替代高档冶金、铸造焦用于当地及国内外市场,而且能对余热进行充分回收利用,从而实现了对资源最大限度的利用率;对环境保护最大限度的清洁率,对经济效益最大限度的增长率,对促进当地的经济发展起到不可轻视的作用。

洁净型焦必须以无氧炉烧制而成。低档洁净型焦可替代普通焦碳用于各种制气炉(包括化肥行业的制气炉),高档的洁净型焦可替代铸造焦碳用于一般的铸造及精密铸造。6—Ⅲ型隧道式炭化型焦烧结炉其环保措施完善(预热、干馏、烧结、冷却全部在无氧还原气氛下进行),原料适用范围宽、产品质量好、生产成本低、经济效益突出。

本项目的研发与工业推广,有利于提高煤炭的利用价值,有利于改善产煤区或大型焦化企业周边的环境状况,有利于减少长期以来粉煤燃烧或焦粉外运造成的大气和环境污染,有利于当地经济的发展,具有重要的现实及深远意义。

二、工艺分析

洁净型焦生产的关键工艺的确是烧结。一般来说,中低温叫干馏,中高温叫烧结。干馏也能制成产品,但时间很长,传统的倒烟窑就是这种生产方式,我们俗话叫:温度不够,时间来凑。烧结是中高温烧制而成,是复杂的化学反应,产品的烧结程度,致密性非常好,是高档洁净型焦生产工艺。干馏的好处是产品不裂缝,但掌握不好成为半焦,挥发分偏高;高温烧结的好处是产品充分烧结,但掌握不好,产品易裂缝断开,不美观,影响产品价格。

6—Ⅲ型隧道式炭化型焦烧结炉是开封市雨明能源科技研究所研发的新炉型,此款炉型非常安全可靠。该炉型是在非常成熟的传统的隧道窑和倒焰炉基础上,进行了重大改进,增加了无氧烧结、无氧冷却、余热利用和煤气回收装置(用于半成品制做可大幅度降低生产成本)。尤其是增加了防氧化、防爆炸功能以确保该炉型的无氧安全运行、高效节能环保目的。此炉型较以往的平底炉、斜底炉、管式炉等节约投资,更加环保,而且更重要的是采用高效节能防氧化烧结炉后,产品不会开裂,不需要熄焦车,喷淋塔等投资,也不用水熄焦,既实现了清洁型生产目的,又降低了产品生产成本,增大了利润空间。

三、思路方法

    因为烧结的产品是煤炭制品,无氧烧结和低温出炉(出炉后不氧化)是该炉设计必须同时具备的基本功能。节能和环保是窑炉的价值所在,也是设计中必须兼顾的原则。也正是在这样的基本思路下完成了从分步设计、分步试验(小试、中试、工业试产)到总体设计、总体合成的过程。

该项目从课题立项到工业化推广大体经过了试验室、小试、中试和大试(工业试产)以及工业推广这一过程。摆问题,找难点;保留传统成熟工艺;采用新型科技成果;创立新工艺、新结构。经过综合利用和创新、成功解决了传统隧道窑烧结煤制品易氧化难冷却的难题,又达到了节能环保的目的。

该项目采用的结构是成熟可靠的传统隧道窑和倒焰窑的有机结合,是对热能的充分利用。该设计减短了炉长,减少了占地面积,充分利用空间,既节约了筑炉材料又相对扩大了产能。这一设计体现了安全实用性,有利于工业化推广。

6—Ⅲ型隧道式炭化型焦烧结炉不但可以烧结煤炭制品、而且可以干馏烧结各种需要还原气氛的产品,这一成果是对煤炭、化工、焦化、陶瓷等行业的一大贡献,由于节能环保更是对人类社会的一大贡献。

该隧道式炭化型焦烧结炉采用的连体结构;无氧烧结工艺及无氧冷却工艺在该炉的应用以及水密封工艺和膨胀节工艺的应用,在国内外均为首次,通过查新结果表明,该炉的上述多项技术启用均填补了国内外该项技术的空白。

四、技术特征

隧道式炭化型焦烧结炉是针对生产洁净型煤(型焦)工业产品而研发的专用炉型。该项炉型最显著的技术特征是:

①产品的工业分析指标及转鼓强度指标均优于其他炉型产品;

②产品外观及完整率、无氧化率均在98%以上,是其他现有炉型望尘莫及无法比拟的。一般炉型型焦产品完整率在5%左右、无氧化率在90%左右;

③吨型焦产品节能(标煤)50%以上,更节约用水98%以上(该技术不用水熄焦);

④该项目技术采用的干法冷却工艺、余热回收工艺(用于循环生产、生活、冬季取暖),既降低了生产成本,增加了企业效益,又安全环保,创造了社会效益;

⑤窑炉尾气采用干湿法相结合的除尘固硫环保设施,完全达标。环保副产品也是一种工业原料,同样对企业和社会来说均有效益。

隧道式炭化型焦烧结炉的工业推广,必将给企业和社会带来可观的经济效益和社会效益。

总之,隧道式炭化型焦烧结炉占地面积小,产能高;由于采用了无氧烧结、无氧冷却系统新工艺,既保证了洁净型煤(型焦)产品的内在质量和完整外观,又节能降耗、安全环保;水密封工艺和防爆工艺的设计应用、使窑炉更加安全可靠。

该炉型已经申请了多项国家专利,现已进入实质审查阶段。隧道式烧结窑已于2009316日申报国家实用专利,并已被国家知识产权局受理。申请号:2010201359659;专利权人:开封市雨明能源科技研究所。

 

 

 

 

                                                              开封市雨明能源科技研究所

 

 

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