7.63m焦炉焦油含甲苯不溶物偏高的原因分析及改善设想.pdf

2011年第7期
7.63m焦炉焦油含甲苯不溶物偏高的
原因分析及改善设想
周岩,邱全山,张晓宁
(马鞍山钢铁股份有限公司煤焦化公司,安做马鞍山243021)
摘要】结合马钢新区煤焦化公司生产工艺现状,分析讨论导致763米焦炉焦油含甲苯不溶物備高的原
因,并提出改善的设想。
关键词】7.63m焦炉:焦油:炼焦:回收:质量
中图分类号】10546「文献标识码】B「文章编号】1006-6764(2011)07-006-03
分和灰分造成。游离碳大部分是由炉顶室间的荒煤
马钢煤焦化公司新区为2x70孔763m焦炉、气热裂解时形成的,而荒煤气的热裂解又与炭化室
年产220t焦炭的大型焦化企业,焦油年产量约11的表面温度和煤气在炉顶空间的停留时间有关:还
万t,是主要的炼焦化学产品之一。由于种种原因,有一部分游高碳是焦炉煤气和煤不完全燃烧时形成
2007年1月投产以来,焦油质量一直波动较大,主的,大多发生在装煤期间,与装煤时间和进入炭化宣
要表现为焦油密度偏大,甲苯不溶物超标。为此,本的空气量有关。且根据有关试验证明,这些游离炭粒
文现就影7.63m焦炉焦油质量的因素进行探讨度一般不超过1ルm,一般的焦化企业焦油氨水分离
分析,并提出改善设想。
槽很难将其分离。此外,还有另一小部分不溶物则是
2马钢新区焦油质量现状
由进入集气系统的煤和焦粉形成,与装炉煤的粉碎
表1为200年到2010年马钢煤無化公司新区细度、煤粉量、装煤时间等有关,其所含灰分的颗粒
的焦油化验分析数据,对照国家标准,新区焦化的焦
般在5-500pm,而其中较大的颗粒则可用焦油氨
油质量波动较大,焦油密度部分偏高,甲苯不溶物显水分离糟进行分离2。
著偏高,且明显高出老区的焦油质量分析数据。
表1的焦油分析数据显示,新区的焦油质量波
表1马钢新区焦油化验数据统计表
动较大,由于新区与老区是配煤比相同,说明配煤的
工艺指标不是导致马钢煤焦化公司新区焦油质量不
日期
密度水分灰分甲苯不溶物含粘度
合格的主要因素。根据焦油中甲苯不溶物形成的过
1.211,430.08
12.1
191,140.095
程和原因分析,可以推出新区焦油质量存在波动与
13.52
2009-10
121120008081345218焦炉状况和煤气回收的操作有关
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0.950.109.5512.62583.1焦炉操作对焦油质量的影响分析
2009-12
1,200.860.07
6.66
12.42.12
在炼焦配合煤性质稳定的情况下,炼焦操作及
2010-01
1.211.080.07
12,852.35
加热制度的变化,会对炼焦化学产品的质量和产率
1.201.030.07
产生较大影响。在煤料条件不变的情况下,炼焦温度
069.0612.22.36
2010-04
11.111.852.65
的提高,使炭化室炉墙温度升高,初次产物的二次热
2010-05
12110061118129523解程度相对增大,其结果是焦油中的酚类及中性油
国家标准要求1.13-12254050.13S9.070542类的产率降低,而萘、蔥、沥青的产率増加,所以密度
3原因分析及探讨
增大游离碳的含量増高。此外,煤种、粉碎细度、水
从以上数据显示,可以看出新区焦油质量不合份、装煤时进入炭化室的空气量、煤的堆密度等会对
格的主要项目是焦油中的甲苯不溶物的超标,而焦焦油质量产生影响。据国内外相关的研究分析表明,
油中除了游离碳和灰份外,其他物质均能溶于甲苯,炉顶空间温度直接影响焦油的质量,且炉顶空间温
所以焦油中甲苯不溶物偏高的主要因素是游离碳成度每升高38℃,就能使甲苯不溶物显著増加2。为
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此,按照经验,炉顶空间温度应控制在850℃以下。
由于炉顶空间温度的波动,导致新区焦油质量
表2为新区2009年8月至2010年5月焦炉的跟随波动。从图1可以看出焦炉的炉顶空间温度波
操作状况。从表2可以看出2009年9月以来马钢动趋势与新区焦油甲苯不溶物含量的数据波动趋势
新区焦化7.63m焦炉炉顶空间温度基本都在870℃相似,从而验证出炉顶空间温度是导致焦油中甲苯
以上,偏高。
不溶物偏高的主要因素。
表2马钢新区209年8月~2010年5月焦炉操作状况
马钢新区的两座新焦炉是引进德国UHDE公
时间结焦时间标温度/C月均炉顶空间温度/で司设计的7.63m焦炉技术,此焦炉加热水平(1210
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mm过低,是导致炉顶空间温度过高的主要因素。国
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1302
内新建的其他几套7.63m焦炉也存在同样的问题。
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879
此外装煤量、加热制度、煤的收缩率、推焦总系数等
1308
也是影响炉顶空间温度的重要因素。国内7.63m焦
1303
炉刚刚引进,工艺技术管理和生产操作经验比较缺
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1301
乏,马钢7.63m焦炉在逐步达产达标过程中,生产
2010-0225:36:5
1303
操作、工艺纪律等仍处在摸索阶段,仍需进一步总结
2010-0325:38:50
1310
891
和规范。
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1309
图1为2009年8月至2010年月5月焦油中甲
010-05
890
苯不溶物和炉顶空间温度对照图。
(%)12
月均炉顶空间温度/℃
10
860
甲苯不溶物/%
84
820
800
se
图12009年8月至2010年月5月焦油中甲苯不溶物和炉顶空间温度对照图
3.2回收操作对焦油质量的影响
3.3其他因素对焦油质量的影响
由于造成甲苯不溶物偏高有一部分是粒径在
马钢7.63m焦炉的集气系统与传统的焦炉相
5~500um的颗粒,这部分中较大颗粒可用焦油氨水比,采用 PROVEN系统负压操作,实行负压无烟装
分离槽进行分离,所以回收的操作对焦油质量也有煤,通常设定集气管吸力相对压强在-350Pa左右。
直接影响。若焦油氨水在焦油氨水分离槽中没有足在正常的装煤操作下,为保证装煤初期产生的大量
够的时间静置分离或分离槽内温度不够等因素都会荒煤气能顺利导出,从下煤开始约5min炭化室与
影响固体物分离,降低分离槽的分离效率。而且几个集气管直接连通。德国UHDE公司在设计时考虑,
分离槽间的操作不平衡和液体波动也会破坏静置状此套系统利用 PROVEN系统氨水水位的自动控制
态缩短停留时间,导致焦油质量的不合格、氨水质量将不会吸入大量煤粉、焦粉,并且控制效果优于传统
变差。所以应避免分离槽操作的波动,以使焦油与氨焦炉。但是,若在装煤时或结焦期间,某个炭化室的
水充分分离,减少焦油中甲苯不溶物含量。此外,焦 PROVEN系统有故障,不能正常调节,则会使该炭
油氨水分离槽和焦油中间槽未能有效的进行排渣,化室较长时间处于负压,就可能会使荒煤气中煤粉、
使焦油渣在焦油氨水分离系统中循环乳化