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打破传统兰炭可磨性“瓶颈” ,正能集团“天焦”喷吹兰炭性能 “加码”

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打破传统兰炭可磨性“瓶颈” ,正能集团“天焦”喷吹兰炭性能 “加码”

发布日期:2021-07-01 作者:一代天焦 点击:


引言


喷煤不仅是高炉的调剂手段,也是弥补焦炭不足的主要措施。就全世界范围来说,炼焦用煤日益短缺且炼焦过程会带来严重的环境污染,增加喷煤量、减少焦炭用量已经成为高炉技术发展的必然趋势。现阶段,国内高炉主要以喷吹烟煤与无烟煤为主,但随着无烟煤资源的匮乏,喷吹的成本也逐渐升高。相比之下,中国低阶煤含量丰富,将低阶煤热解得到的半焦(兰炭)作为高炉喷吹燃料的想法由来已久,喷吹兰炭代替部分烟煤和无烟煤,既可以使低阶煤资源得到综合利用又可以降低钢铁企业成本。



能源循环高效利用

低阶煤分质利用的产品“兰炭”


中国是煤炭资源丰富但油气比较匮乏的国家,近年来,随着中国无烟煤和炼焦煤等优质资源的不断消耗,低阶煤在能源结构中的地位逐渐上升。低阶煤挥发分高,燃烧性和反应性较好,根据其特点,直接燃烧虽然是一种直观的低阶煤利用方式,但其所蕴含的潜在价值却未被充分挖掘。根据低阶煤在不同转化阶段反应性不同的特点,通过用热解技术可以改变低阶煤的组成和结构,从而实现低阶煤分级转化、分质利用,在制得高固定碳含量兰炭的同时提取煤中油气资源,是实现低阶煤高效利用的有效途径。


从高效清洁利用中来

应用于“高效”生产


兰炭的气化活性优于焦炭和无烟煤,在用于高炉喷吹时,将兰炭和无烟煤混合喷吹还可以提高煤粉的喷吹性能并且提高安全性。凭借着高固定碳、高化学活性、低灰分、低磷、低硫等特性和其用于高炉喷吹时可以提升高炉性能的作用,目前,已成功地应用于高炉喷吹领域,宝武集团、南京钢铁、河北钢铁、沙钢、南钢、梅钢、中新等企业。

(1)挥发分:兰炭的挥发分较低,与无烟煤相近,爆炸等级为 DL/T5145 中的Ⅰ级,爆炸性为难爆炸,因此兰炭生产的安全性较高。
(2)灰分:由于形成兰炭的原煤变质程度较轻,有机物质残留较多,致使形成的兰炭灰分较低,喷入高炉后有利于渣比的降低,促进燃料比的下降。
(3)硫含量:兰炭的硫含量普遍较低,远低于高炉喷吹煤要求的0.7%限值,相比较 目前的喷吹用煤,降低了高炉的硫负荷,减少了石灰石等原料的用量,节约了成本。
(4)固定碳:兰炭的固定碳含量与无烟煤接近,其发热量略低于无烟煤,但高于烟煤,可以满足高炉炼铁生产的要求。
(5)可磨性:一般情况下,兰炭比目前使用的喷吹用煤的可磨性指数要低,会对磨煤机的出力造成影响。但通过对兰炭进行改质改性或添加助磨剂,可获得可磨系数与混合喷吹煤相当,燃料反应性、气化性能、燃烧性能显著优于混合喷吹煤的清洁原料。
(6)燃烧性能:兰炭的燃烧性能通过相关资料研究可知,兰炭的着火温度与烟煤相当,比无烟煤低约250℃,燃烧性能为中等着火和极易燃烬,基本达到燃烧性能中等的烟煤水平,燃烧性能远优于国内典型无烟煤。生产兰炭的原煤是无黏性或弱黏性的高挥发分烟煤或者褐煤,大幅降低了高炉喷煤导致的风口结焦。从燃烧性的角度上讲,兰炭代替无烟煤用于高炉喷吹,更利于煤粉在高炉风口的燃烧。
(7)兰炭的黏结性:兰炭的灰熔融温度较高,黏结性指标为零,所以高炉喷吹兰炭基本上不存在结焦的可能性。
(8)高炉喷吹兰炭的经济效益分析:兰炭的价格比喷吹用煤的价格要低,因此使用兰炭代替无烟煤用于高炉喷吹,可降低高炉喷煤的原料成本,经济效益十分显著。但兰炭的实际采购价格,根据使用地与产地的距离远近,存在一定的差别,具体效益需要根据各厂实际情况分析。


  • 综合结论:综上分析,兰炭作为一种洁净燃料,代替无烟煤作为高炉喷吹燃料是可行的,在提高下游产品质量档次、节约能源、降低生产成本、增加产量等方面,具有很高的应用价值,特别是在国家不断提倡绿色环保的前提下,提高兰炭在高炉喷吹料中的比例也显得至关重要。



打破传统兰炭可磨性“瓶颈”

正能集团“天焦”喷吹兰炭性能 “加码”


对于兰炭在高炉的使用,其实早在2012年前后就已经有部分钢铁厂率先试验,虽确定兰炭可以替代部分焦炭、无烟煤等,但由于传统兰炭的可磨性较差,对此部分企业望而却步所以一直并未得到大面积、大批量的广泛使用,直到改性兰炭的出现:改质兰炭解决了普通兰炭在高炉喷吹应用中存在的难制粉、废料排出量大、对喷吹管道磨损严重等问题,在工艺技术条件合适的情况下,可实现大比例替代无烟煤,甚至100%替代的可能性。这一研究成果意义重大,它的出现彻底打破了无烟煤作为稀缺战略资源的垄断地位,用于高炉喷吹,可有效降低铁水成本,提高钢铁企业竞争力。



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天焦喷吹兰炭,是正能集团针对钢铁企业在高炉喷吹特殊需求,推出的钢企专用兰炭产品,可为钢铁企业在钢铁冶炼中减轻污染排放并大幅度降低能耗和生产成本。

为进一步提升“天焦”喷吹兰炭的哈氏可磨性,正能集团与产学研战略合作单位西安建筑科技大学冶金工程学院在完成第一阶段原料煤属性的分析研究后,获得了定制化生产高可磨性喷吹兰炭的鄂尔多斯32种原料煤的相关重要属性的关键性数据,并在实验室当中获得成功验证,可将现在的正能集团“天焦”喷吹兰炭的哈氏可磨性由原来的53左右水平提高到60±2水平,打破传统兰炭可磨性“瓶颈”,为钢企“高效冶炼”再加速插上翅膀。



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近期正能集团同西安建筑科技大学冶金工程学院开始实施大批量化的实地工程试验,验证实验室研究结果,获取生产出与无烟煤性质接近并优于市场普通喷吹用兰炭末的喷吹料,并可实现长周期稳定生产条件。具体关注与验证内容包括:

(1)煤种对兰炭指标及性能的影响,重点关注可磨性能、工业分析、燃烧性能,管道磨蚀性能,块状料性能;

(2)干馏参数对产量及兰炭指标(保证工业分析稳定,重点监测可磨性)的影响规律;

(3)在兼顾喷吹用兰炭性能与块状产量前提下,获得混小料最佳筛分粒径。


除此之外,在产能、供应以及成本方面,天焦喷吹兰炭也有着出众的优势:






1正能集团年360万吨的兰炭规划产能,拥有持续稳定的供应能力。正能集团兰炭产品筛分比例中,适用于钢铁企业使用的兰炭沫的筛分比例在50%左右,远高于行业一般10%-15%的兰炭沫筛分比,可实现大批量持续稳定供应。
2正能集团的A、B、C、D四个区域可实现分区域定制化生产,满足钢企用户的特殊的性能指标需求,节约采购时间成本。
3)从采购成本看,正能集团位于内蒙古,属于煤炭资源富集区,境内探明储量1500亿吨以上,且大都是生产兰炭的上佳原料,周边煤矿选块煤的价格以及吨兰炭成本较周边地区要低,具有采购成本优势。
4)从交通运输看:正能集团所处的圣圆煤化工基地,处于呼包鄂榆城市群、蒙晋陕经济区及环渤海经济圈辐射范围内,境内规划建设有铁路、货运集装站和快速通道,运输方便,具有货运成本优势。

正能集团也是我国《高炉喷吹兰炭技术要求》团体标准制定的主要制定者。“天焦喷吹兰炭”已先后直接供应或通过贸易商间接供应于众多钢企:内蒙包钢;山东莱钢、青岛特钢、潍坊特钢、永锋钢铁、日照钢铁;江苏南钢、沙钢、梅钢、华西钢铁;上海宝钢;辽宁鞍钢;河北新武安钢铁、唐银钢铁等。

响应国家政策号召,顺应国家经济发展趋势,推进煤炭清洁化利用,助力钢铁行业节能减排,是“天焦喷吹兰炭”不断研发,坚持创新升级的动力源泉。正能集团会一如既往的坚持不断革新技术,优化产品质量,为广大合作伙伴提供更节能、更高效的清洁能源。


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相关标签:钢企专用兰炭,环保兰炭,天焦兰炭,兰炭,正能集团,炼焦工序能耗,钢铁企业节能减排,降耗减排,提高喷煤比,炼铁原料,高炉炼铁,喷吹燃料,高炉喷吹,焦碳替代,天焦喷吹兰炭

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