炼焦煤预处理工艺中的干燥终点的确定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于焦化技术领域，具体涉及炼焦煤的预处理，特别涉及一种炼焦煤预处 理工艺中的干燥终点的确定方法。
【背景技术】
[0002] 焦化的入炉水分主要依靠控制进厂原料煤的水分，并经过煤场堆积混匀形成较为 稳定的配合煤水分进行入炉炼焦，实际操作过程中几乎没有控制水分的手段。目前国内焦 化行业较为热门的煤调湿工艺（CMC)将水分控制在6~8%之间，其选择理由是煤料在这个 水分范围内的扬尘量可控，而且焦炉的废气的热量仅能干燥到这里数值。对调节入炉煤的 水分不具备广泛性的指导意义，炼焦煤的合理干燥终点的确定方法需要更加精确的评价方 法。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种炼焦煤预处理工艺中干燥终点的确定方 法，根据该方法可以通过对比原料煤的干燥特点和焦化厂的生产需求确定实际干燥点，使 得炼焦煤调湿或干燥工艺更具有针对性。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案包括以下步骤：
[0005] 1)对原料煤的干燥学基础物性进行测定，确定等速干燥和降速干燥的水分分割点 单位为％ ;
[0006] 2)预设原料煤的水分含量分别为Qi(重量百分比，单位为％ )，其中i为大于等 于1的整数；
[0007] 3)将水分含量为Qi的原料煤分成均匀的两份，对其中的一份原料煤进行初级粒 度筛分，根据筛分结果，将该份原料煤按粒度大小划分成m个两两相邻的粒度等级，每个粒 度等级k t的范围为d t~d t+1，其中dt > d t+1，且至少有1个粒度等级kt的粒度上限值d ^氐 于Imm ;称量并计算得到湿煤每一粒度等级kt的重量百分比，所述t为1~m的整数，所述 m多5 ;
[0008] 4)将另外一份原料煤干燥至恒重，然后对其进行初级粒度筛分，分别称量并计算 得到干煤中对应步骤3)的m个粒度等级k t的重量百分比；
[0009] 5)确定一个特定粒度等级作为控制原料煤水分的控制点，该特定粒度等级的上限 值d t由工艺条件决定，如扬尘控制点或者是质量控制点，一般低于1_，计算该特定粒度等 级kt条件下干、湿煤的重量百分比变化差值0，将0的波动范围设定为0 <a，a值根据 工艺条件和使用条件人为进行选择，如控制扬尘或者控制焦炭质量等工艺要求，一般情况 下设定a值< 15%，然后进行如下判断：
[0010] ①如果判定干燥过程处于等速干燥阶段，如果仅有一个水分含量的原 料煤满足?C1，直接选用该原料煤的水分含量为该干燥工艺条件下的炼焦煤干燥控制 终点。如果多个水分含量的原料煤满足?C1，则对所有符合条件? ^的《i进行 经济性分析比较，选取最经济的一种水分含量作为炼焦煤干燥控制终点。
[0011] ②如果判定干燥过程处于降速干燥阶段，将和^ 0一起进行经济性 分析比较，选取最经济的一种水分含量作为炼焦煤干燥控制终点。
[0012] 进一步地，所述步骤1)中，确定等速干燥和降速干燥的水分分割点Otl的方法为 通过非等温干燥特征曲线、等温干燥特征曲线、对流干燥特征曲线、微波干燥特征曲线和辐 射干燥特征曲线中的一种。
[0013]进一步地，所述m为6~15的整数。
[0014]进一步地，所述粒度等级kt范围的上限与下限的差值不超过5mm，t为2~m-1的 整数。
[0015]所述经济性分析比较方法为工程类的公知知识，主要考虑脱水所需的能耗、设备 运行状况、质量提升所带来的效益、环保效益等工程类的经济性评价指标。
[0016]本发明能够针对焦化厂不同的设备形式和原料煤的特征，较为精确的确定炼焦 煤调湿或干燥过程中的干燥终点的选择，实现运行过程的经济性，后续工艺的稳定性和水 分去除效果最大化的有机结合，较好的解决目前煤调湿工艺过程中的水分过于经验化的现 状。
【附图说明】：
[0017]图1是本发明的原料煤水分分割点Oci确定示意图；
[0018]图2是原料煤水分含量为6%时干、湿煤各粒度等级重量百分比含量图；
[0019]图3是原料煤水分含量为5%时干、湿煤各粒度等级重量百分比含量图。
【具体实施方式】：
[0020] 下面结合附图和【具体实施方式】对发明做进一步的描述。
[0021] 实施例1
[0022] 某工厂要对原料煤进行干燥预处理，为确定该原料煤的干燥终点，对该煤用烘箱 干燥，采用每Imin取出测定水分变化的间隔时间方法进行干燥特性分析，干燥曲线如图1 所示。从图1中可以看出，该煤的等速干燥和降速干燥的水分分割点O tl= 3%。虽然本具 体实施例中采用上述方法确定等速干燥和降速干燥的水分分割点Qtl，但本领域的技术人 员知道非等温干燥特征曲线、等温干燥特征曲线、对流干燥特征曲线、微波干燥特征曲线和 辐射干燥特征曲线都可以求出该分割点本领域的技术人员还知道该分割点也可 通过安息角、物料的焓、熵、体积密度、真实密度等基本物性参数确定。
[0023]然后，预设该煤的水分含量Wi为5 %、6 %，将水分含量为5 %、6 %的原料煤各分 成均匀的两份，对其中的一份原料煤进行初级粒度筛分，根据筛分结果，将该份原料煤按粒 度大小划分成12个两两相邻的粒度等级，称量并计算得到每一粒度等级kt的重量百分比， 绘出柱状分析图，见图2、图3(图2、图3中，0. 4~Omm的粒度等级和下限为19mm的两个含 量较小的粒度等级未示出，但不影响解决本发明的技术问题），图1中19~17mm粒度等级 为kp ......，1~0? 5mm粒度等级为kn，0. 5~0? 4mm粒度等级为k12〇
[0024]将另外一份原料煤干燥至恒重，然后对其进行初级粒度筛分，分别称量并计算得 到干煤中k 12中每个粒度等级kt的重量百分比，绘出柱状分析图，见图2、图3。
[0025] 从图2、图3中可以看出，在两种水分条件下，将0. 5~0. 4mm粒度等级作为控制原 料煤水分的控制点，根据工艺要求设定a = 15%，则：水分含量％为6%时，0 = 4. 69% < 15% ;水分含量％为5%时，0 = 3. 90%< 15%，均满足条件。由于《i= 5%彡《。 =3%;Ui= 6%彡《f 3%，判定干燥过程处于等速干燥阶段，对5%、6%两种水分含量 进行经济性分析比较，选取最经济的一种水分含量作为炼焦煤干燥控制终点，所以选择6% 为干燥终点。
[0026] 实施例2
[0027] 本实施例与实施例1的不同之处在于：根据工艺要求设定a = 4%。
[0028]贝丨」：水分含量％为6%时，0 =4. 69% >4%;水分含量《 $5%时，0 =3.90% <4%，且〇^=5%彡3%，判定干燥过程处于等速干燥阶段。由于仅有5%-个水 分控制点满足条件，因此5%为该煤种的干燥终点。
【主权项】
1. 一种炼焦煤预处理工艺中干燥终点的确定方法，其特征在于：该方法包括以下步 骤： 1) 对原料煤的干燥学基础物性进行测定，确定等速干燥和降速干燥的水分分割点Otl, 单位为％ ; 2) 预设原料煤的水分重量百分比含量分别为Qi，其中i为大于等于1的整数； 3) 将水分含量为Qi的原料煤分成均匀的两份，对其中的一份原料煤进行初级粒度筛 分，根据筛分结果，将该份原料煤按粒度大小划分成m个两两相邻的粒度等级，每个粒度等 级kt的范围为dt~dt+1，其中dt >dt+1，且至少有1个粒度等级kt的粒度上限值dt低于Imm; 称量并计算得到湿煤每一粒度等级kt的重量百分比，所述t为1~m的整数，所述m多5 ; 4) 将另外一份原料煤干燥至恒重，然后对其进行初级粒度筛分，分别称量并计算得到 干煤中对应步骤3)的m个粒度等级kt的重量百分比； 5) 确定一个特定粒度等级作为控制原料煤水分的控制点，计算该特定粒度等级kt条件 下干、湿煤的重量百分比变化差值0，将0的波动范围设定为0 <a，并在0Sa的情况 下进行如下判断： ①如果?C1，判定干燥过程处于等速干燥阶段，如果仅有一个水分含量的原料煤 满足^，直接选用该原料煤的水分含量为该干燥工艺条件下的炼焦煤干燥控制终 点；如果多个水分含量的原料煤满足则进行经济性分析比较，选取最经济的一种 水分含量作为炼焦煤干燥控制终点； 0如果^，判定干燥过程处于降速干燥阶段，将〇^和《 ^-起进行经济性分析 比较，选取最经济的一种水分含量作为炼焦煤干燥控制终点。2. 根据权利要求1所述的炼焦煤预处理工艺中干燥终点的确定方法，其特征在于： 所述步骤1)中，确定等速干燥和降速干燥的水分分割点Qtl的方法为通过非等温干燥 特征曲线、等温干燥特征曲线、对流干燥特征曲线、微波干燥特征曲线和辐射干燥特征曲线 中的一种。3. 根据权利要求1所述的炼焦煤预处理工艺中干燥终点的确定方法，其特征在于： 所述步骤3)中，m为6~15的整数。4. 根据权利要求1或2所述的炼焦煤预处理工艺中干燥终点的确定方法，其特征在 于： 所述步骤3)中，所述粒度等级kt范围的上限与下限的差值不超过3mm，t为2~m-1 的整数。5. 根据权利要求1或2所述的炼焦煤预处理工艺中干燥终点的确定方法，其特征在 于： 所述步骤5)中，作为控制原料煤水分的控制点的特定粒度等级的上限值dt< 1mm。6. 根据权利要求4所述的炼焦煤预处理工艺中干燥终点的确定方法，其特征在于： 所述步骤5)中，作为控制原料煤水分的控制点的特定粒度等级的上限值dt< 1mm。
【专利摘要】本发明公开了一种炼焦煤预处理工艺中干燥终点的确定方法，该方法包括以下步骤：1)对原料煤的干燥学基础物性进行测定，确定等速干燥和降速干燥的水分分割点ω0，单位为％；2)预设原料煤的水分情况下，将原料煤干、湿状态重量百分比进行对比；3)通过经济性分析，判断特定粒度等级条件，预设水分或者水分分割点是否满足作为炼焦煤干燥控制终点要求。本发明能够针对焦化厂不同的设备形式和原料煤的特征，较为精确的确定炼焦煤调湿或干燥过程中的干燥终点的选择，实现运行过程的经济性，后续工艺的稳定性和水分去除效果最大化的有机结合，较好的解决目前煤调湿工艺过程中的水分过于经验化的现状。
【IPC分类】C10B57/04
【公开号】CN104962304
【申请号】CN201510273891
【发明人】陈鹏, 薛改凤, 盛军波, 常红兵, 陈胜春, 鲍俊芳, 崔会明, 张雪红, 詹立志, 陈细涛
【申请人】武汉钢铁(集团)公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月26日