我公司型焦的制作和使用

摘要：通过选用适当的粘结剂和进行了必要的设施建设，我们将焦粉加工成为成品型焦，部分代替了冶金块焦供公司化肥厂造气车间的固定床造气炉生产半水煤气使用，取得了一定的经济效益。
关键词：焦粉、加工、型焦、配入量
a burnt manufacture of my company and usage
summary:pass to choose to use appropriate of glue and knot and carried on the facilities construction of the necessity, we process burnt powder to become the finished product type is burnt, the part replaced the metallurgy piece is burnt to be provided for company to turn the fixed bed that the fatty factory builds to annoy the car builds to annoy a heat of production half water coal gas usage, certainly obtain economic performance.
keyword:burnt powder, process, the type is burnt and goes together with into the quantity
一、前言：
我所在的山西焦化股份有限公司是一家以焦化为主，再通过对焦化副产的煤焦油进行深加工，利用焦炉副产的焦炉煤气配入半水煤气来生产合成氨和尿素、甲醇，最终生产数十种化工产品的大型化工企业。目前公司的主导产品冶金焦的生产能力为360万吨/年，合成氨为8万吨/年，尿素为13万吨，煤焦油的加工能力为35万吨/年，8万吨炭黑，20万吨甲醇、10万吨粗苯精制。
众所周知，利用焦炉煤气来生产尿素与甲醇时由于其组成的各气体成分中的h元素含量高，而c元素含量相对要少一些，所以我们尿素生产系统建有4台固定床造气炉来生产半水煤气配入焦炉煤气中用于调节气体成分。我们的固定床造气炉多年来基本一直以本公司焦炉所生产的冶金块焦为主要原料，原料成本较高，当地的一些土焦或山西晋城的无烟煤短时间也使用过，但使用综合效果都不是太好的。另一方面公司的焦炉生产焦炭的过程中，不可避免地要产生大量的价格很低的焦粉。如果可以将这些焦粉制作成型焦，来全部或部分替代造气炉所使用的冶金块焦，这将产生较好的经济效益。基于这个目的，在xx年我公司实施了型焦替代块焦的技术改造，于xx年初项目建设基本结束，开始生产型焦产品，并用于造气炉的生产。在国内，以焦粉成型后用于固定床造气炉来制气的厂家极少，我公司也算是先行者。到目前为止，该项目已经运行了近六年的时间了，我们对此次型焦制作和使用中所出现的问题及所积累的经验进行总结。
二、技术改造的实施
1、粘结剂的选用
技术改造主要是围绕着建设一型焦制作工号展开。通过对国内众多的型煤厂家进行考察，我们最终选用一种叫腐植酸钠的粘结剂作为我们型焦的主粘结剂，它是由风化煤和烧碱在一定条件下反应所制得的。另外还要再配入适量的干泥（即高岭石）、煤泥、淀粉等，一方面提高型焦的冷强度；另一方面提高型焦的热强度（即热稳定性）。
2、生产过程
生产过程按照工艺过程大致可分为配料、成型及干燥等三个工序，其工艺流程可叙述如下：
由焦粉加工车间加工处理好后的焦粉（粒度在4mm以下）送入型焦工号的原料棚，经粉碎处理后的干泥和煤泥也堆至原料棚。由装载机将焦粉、干泥及煤泥通过定量给料机或电磁振动给料机送上1#皮带，与制备好的各种湿粘结剂分别进入第一卧式搅拌机、第二卧式搅拌机完成各种物料的搅拌，再进入立式搅拌机使各种物料充分混捏。充分搅拌后的物料经3#、4#皮带落到地面进行堆沤处理。堆沤一定时间后生料变为熟料,然后人工将熟料送上5#皮带，使熟料经5#皮带进入成型机挤压成型，成为湿型焦，再经6#、7#皮带进入干燥窑。湿型焦在干燥窑内的翻板上与热风炉引出的一定温度的热风充分接触，在窑内循环两周，被干燥除去水分从而得到成品型焦。最后成品型焦由8#、9#皮带送入成品型焦仓备用。干燥窑所需要的热风由引风机从热风炉引出，热风炉主要以公司目前多余的焦炉煤气为燃料气进行燃烧。

煤泥、干泥 湿粘结剂
焦粉
1#皮带
2#皮带 3#、4#皮带 5#皮带

6#、7#皮带 8#、9#皮带
3、主要设备及作用
⑴定量给料机
型号dgm650—4型，产量8—10吨/小时，料斗尺寸1000×1300×700，胶带运行速度2m/min，电动机功率5.5kw。可通过调节出口闸门或调节电机转速来控制给料量的多少，主要是控制焦粉的输出量。
⑵卧式搅拌机
型号dlj2300，生产能力15—20吨/小时，主轴转速31.25r/min，外型尺寸2902×760×536，电机功率7.5kw。通过主轴和副轴的相交方向的传动，轴上叶片的相互咬合使焦粉与各干、湿粘结剂充分混合，充分接触。
⑶立式搅拌机
型号slj320a，生产能力8—10吨/小时，电机转速1470r/min，电机功率30kw，外型尺寸1770×1740×3940。通过主轴和两个从动搅拌轴作相反方向的旋转运动，由主轴和从动轴上的的搅拌杆和叶轮分别对物料进行搅拌和混捏作业，使各种物料再次充分搅拌和混捏。
⑷成型机
生产能力10吨/小时，通过成型机两辊子的相互挤压，将熟料压制成一定形状的成品型焦，成品型焦的形状由成型机辊子的辊皮上模的形状来决定。
⑸干燥窑
型号204，单层有效长度20米，层数4层，有效工作宽度1.2米，物料平均堆积厚度200mm，干燥量10吨/小时，传递功率5.5×2kw，热风温度要求180—220℃，冷空气湿含量要求≤0.01kg/kg干空气。湿型焦落在干燥窑的翻板上后，通过链板机的带动，湿型焦在窑内循环两周，在循环的过程中湿型焦中的水分逐渐被热风炉来的热风带走，从而得到干燥的成品型焦。
⑹引风机
型号y5—48n0.10c，转速1600r/min，流量19778—39674m3/h，全压3531—2332pa，电机型号y250m-4，功率55kw。引风机的进口与热风炉相接，将热风炉产生的高温烟气送入干燥窑的热风道，进而分布到整个干燥窑内。
三、型焦的生产及使用情况
我公司型焦的生产和使用按照配入量的变化大致可分为以下三个阶段。
1、该项目于xx年元月份开始试生产，当时正赶上公司的焦粉加工车间破产清算，没有加工好的焦粉。后经公司领导协调，焦粉加工车间临时恢复生产，但所供应的焦粉的质量没有保证，水份最高到9.6%，粒度偏大（50%的焦粉的粒度在4mm以上）。再加上型焦所用辅料煤泥和干泥的质量也不好，导致前期型焦的生产和使用情况不理想。一方面型焦的成型率低，强度不高，另一方面造气炉使用中多次出现结疤、挂炉等造气炉炉况恶化的状况。这个阶段型焦的配入量一直徘徊在25%左右。
2、在九月初焦粉改造完成后，焦粉质量有了明显提高，水份含量可控制在4%左右、粒度可基本控制在3mm以下。另外我们对型焦所用的煤泥、干泥的供应点也进行了调整使其质量状况大大提高，这样型焦的成型率得到提高，达到95%，冷态强度达到了不小于70kg/个，热稳定性也有明显好转。9月份在4#炉对型焦进行了配用，型焦配入量由25%提到38%（体积比），我们针对此次配比的变化，相应的调整造气炉的工艺条件，增大了上吹蒸汽用量，锁住蒸汽手轮，摸索最佳的炉条机转速，降低炭层高度减少挂炉等，使型焦的使用取得了明显的效果，十月份没有出现造气炉结疤的现象，各造气炉的炉况稳定，造气炉所生产的半水煤气的气体成份稳定，供气量稳定。但随着此次配入量的加大，各造气炉的上行旋风除尘器的卸灰量增加较为明显（大约是配入量增加前的2—3倍），另外各炉炉底灰箱的下灰量也有所增大。
3、考虑到各造气炉的上行旋风除尘器的卸灰量明显增加，这说明各造气炉的上行煤气和吹风气中粉尘含量大幅增加，而这无疑也使出旋风除尘器的气体中的粉尘含量大幅增加，为避免气体含尘量过多的增加影响到后工序的生产，所以我们又调整了各炉型焦的配入量，将各炉的配入量恢复到25%，就这样从xx年10月份至今我们各造气炉的型焦配入量一直稳定在25%。
四、改造的效益分析
我们按照xx年10月27日—30日进行的项目72小时生产考核数据来进行我们型焦改造的经济效益分析。
1、型焦的成本分析
①焦粉价格：330元/吨。
②焦粉及各种粘结剂按照配比比例和各自的价格折算后的综合费用变为327.59元/吨。
③动力消耗:
消耗量 单价 总价 备注
水 54吨 0.79 42.66 查水表
电 1725度 0.241 415.73 查电表
蒸汽 1.82吨 130 236.6 查计量表
煤气 2400立方米 0.357 856.8 根据管径计算
合计 1551.79
单耗 17.47
④人工费用：每吨按15元计。
⑤维修费用：每吨按20元计。
⑥运输费用：按每吨10元计。
⑦设备折旧：型焦的建设投资约计为200万元，其中设备投资为86万元，
设备折旧年限按7年来考虑，则月折旧费用为86/7/12=1.02万元/月
其它设施折旧年限按15年来考虑，则月折旧费用为：
(200-86)/15/12=0.63万元/月，折旧费用合计为1.65万元/月。
72小时考核生产型焦88.84吨，则每月生产型焦888.4吨，但考虑到设备故障等因素影响，按80%生产量考虑，实际每月可生产型焦888.4×0.8=710.72吨。
即:每吨型焦的设备折旧费用为1.65/710.72=23.22元。
则型焦成本为：(元/吨)
名称 焦粉及
各种配料 动力 人工 维修 运输 设备
折旧 合计
单耗 327.59 17.47 15 20 10 23.22 413.28
2、单位重量的型焦可代替冶金块焦重量的分析
由10月27日—30日的72小时生产考核得出：在我们造气系统生产负荷和生产模式完全不变的情况下，配烧型焦后，造气工段每个班的原料消耗量较没有配烧前有所增加（8月份纯烧冶金块焦时统计每个班的单炉原料消耗量为27.66吨，在考核期间每个班的单炉原料消耗量则为29.09吨，按照此数据可计算出在造气炉使用上1吨冶金块焦相当于1.18吨的型焦），即1.18吨型焦可替换1吨冶金块焦。则替换1吨冶金块焦需要的成本为：1.18×413.28=487.67元。
3、经济效益计算
我们造气车间xx年10月份造气炉所使用冶金块焦的成本价为716元/吨，则每替代1吨冶金块焦可节约车间成本716－487.67＝228.33（元）。72小时考核期间生产型焦88.84吨，则每月生产型焦888.4吨，但考虑到设备故障等因素影响，按80%生产量考虑，实际每月可生产型焦888.4×0.8=710.72吨，可代替冶金块焦602.3吨，每月可产生的经济效益为：
602.3×228.33＝137524.32（元）
每年可产生的经济效益为：137524.32×12＝1650291.84（元）
五、当前存在的主要问题
设备磨损严重
因焦粉的硬度大，使我们型焦工号的一些主要设备的关键部件磨损相当严重，主要有卧式搅拌机的叶片，立式搅拌机的搅拌杆、叶轮及拨料片，成型机的辊皮等等。在目前模式生产的情况下，一般卧式搅拌机的叶片使用到2个月就需要补焊或更换，立式搅拌机的搅拌杆、叶轮及拨料片使用1.5个月就需要补焊或更换，而成型机的辊皮经过2—3个月就需要更换。从各设备的生产能力来看，我们目前的生产负荷是很低，充其量只是达到了各主要设备额定生产能力的15%--20%，如果生产负荷再有所提高则设备磨损无疑将更大。严重的设备磨损使我们型焦工号的维修费用大幅增加。
成品型焦的热稳定性还有待进一步提高
从我们使用的阶段来看，影响到型焦配入量进一步提高的一个主要原因是造气炉的上行气体带出的粉尘量太多，这些粉尘基本上是型焦入炉后才产生的，所以这无疑是由于成品型焦的热强度（即热稳定性）不足所造成的。我们考虑认为由于该型焦的热强度差，入炉后一方面受热，另一方面受到炉内各种气体介质的冲刷，型焦表皮不停脱落从而产生大量的粉尘。要提高该产品的热强度主要要从选用的粘结剂入手，这是我们下一步努力的方向。
生产装置自动化程度不高
型焦生产线的自动化程度较低，生产线上的工人体力劳动多、劳动强度大，比如熟料上成型机、干燥窑拉灰、成型机返料回运、进成品仓前的碎料回运等等工作都纯粹是人工完成的。干泥和煤泥的粉碎场地粉尘多，工人作业环境差。这些问题的存在使该生产装置不大容易向更大规模发展。
六、结束语
借鉴了国内众多型煤或煤棒厂家的生产经验，我们开辟了以焦粉成型后用于固定床造气炉来制气的先例，我们利用公司大量的低价值的焦粉生产出了供造气炉使用的成品型焦，既为公司的焦粉开辟了一条加工渠道，又取得了一定的经济效益，应该说改造取得了一定的效果。当然对于型焦在制造和使用中所出现的问题还需要我们做进一步的摸索，同时也诚恳地希望得到同行们的指导。