一、概述
焦炭的定義:煙煤在隔絕空氣的條件下,加熱到950-1050℃,經過干燥、熱解、熔融、粘結、固化、收縮等階段*終制成焦炭,這一過程叫高溫煉焦(高溫干餾)。焦炭90%用于冶金,是目前鋼鐵等行業的主要生產原料,被喻為鋼鐵工業的“基本食糧”,是各國在*原料市場上必爭的原料之一。蘭炭是焦炭中的一種,稱半焦,與焦炭的主要區別如下:
1、原料不同
一般焦炭產品原料主要以具有較強粘結性的焦煤、肥煤等煉焦煤種為主,一般蘭炭以單一煤種生產,在生產過程中不需要配煤。
2、技術工藝不同
一般焦炭產品技能生產多以高溫干餾為主,干餾溫度通常需要達到1000℃左右。經過多年發展,目前大型化焦炭爐設備的及技術工藝相對成熟,已經具備提高設備單產從而達到大規模生產的條件,近年新建的焦炭爐,每座產量可達50萬噸/年左右,*高甚至可超過100萬噸/年。而蘭炭生產則多以低溫干餾為主,干餾溫度一般在600℃左右,由于起步較晚,目前蘭炭低溫干餾爐設備的單爐年產量多數在3萬噸/年上下,5萬噸/年以上規模的低溫干餾爐設備尚處于探索和試驗階段,大型化設備的技術工藝仍不成熟,僅能運用一爐多門等組合技術實現集中化大規模生產。
3、品質不同
相比一般意義的焦炭產品,蘭炭具有固定炭高、比電阻率高、化學活性高、灰分低、硫低、磷低、水分低等“三高四低”的有點,但同時蘭炭的強度和抗碎性相比較差。
4、用途不同
一般意義的焦炭產品多用于高爐煉鐵和鑄造等冶金行業,而由于強度和抗碎性相對較差,蘭炭不能用于高爐生產。但在鐵合金、電石、化肥等行業,蘭炭完全可以代替一般焦炭,并且質量優于國家冶金焦、鑄造焦和鐵合金專用焦的多項標準,因而蘭炭在提高下游產品質量檔次、節約能源、降低生產成本、增加產量等方面,具有更高的應用價值;同時蘭炭在高爐噴吹、生產炭化料、活性碳領域也存在發展潛力。
5、蘭炭的使用
蘭炭的使用領域相當廣泛,特別是在炭質還原劑方面具有獨特的性能,經濟優勢*明顯。
二、焦(蘭)炭為什么要烘干
焦(蘭)炭生產工藝有濕熄焦工藝和干熄焦工藝。由于干熄焦工藝投資大,規模要求高,目前普遍采用的是濕熄焦工藝,濕熄焦工藝生產的焦炭水份較大,達15%~25%,冶金焦水分一般要求為3%~5%。冶金行業中焦炭水分過大會造成能耗增加,同時對窯爐操作不利,造成爐況波動,影響冶煉質量。因此焦(蘭)炭在在使用前須對其進行脫水烘干。
三、目前國內外烘干焦(蘭)炭的方法
目前國內外烘干焦(蘭)炭的方法是采用回轉式烘干機、重力干燥窯、振動烘干機、隧道干燥器、流態干燥器、傳送帶式干燥器等。但使用*多、*普及的是回轉式烘干機。
四、回轉式烘干機的結構及工作原理
回轉式烘干機主要由回轉筒體、揚料板、傳動裝置、支承裝置等部分組成,是利用傳動裝置帶動筒體按一定的轉速轉動,筒體內壁裝有不同形狀的揚料板。工作原理是物料在揚料板的帶動下部分呈拋落狀態,在拋落過程中與熱煙氣接觸進行熱交換,水份從物料中泌出來,變成水蒸氣排放大氣中而完成水份的蒸發。物料與熱氣流直接接觸進行熱交換,加大物料與熱煙氣的接觸面積,就能夠提高熱效率,而增加接觸面積的主要手段是加大揚料板具有傳導、均流、導向、破碎、阻流等功能,這樣會使物料揚起幅度更大,粒塊的破損也會更大。因此該烘干機可用來烘干對破損率和溫度沒有要求的物料,如礦渣、粘土、粉煤灰、石灰石等,如物料烘干時對破損率和溫度要求較高時,該烘干機就不適宜了,如焦炭(特別是蘭炭),但目前國內外還沒有更好的烘干設備來烘干焦(蘭)炭,因此還是通過犧牲破損率和能耗來達到烘干的目的。我公司研制的焦(蘭)炭專用動態內循環三筒烘干機填補了這項空白。
五、產品概況及性能特點
KNSG系列焦(蘭)炭專用動態內循環三筒烘干機是在本公司*產品基礎上結合國內外烘干先進技術開發出的高效節能烘干產品。本烘干機結構新穎獨特,性能*,技術指標在國內遙遙*,是傳統焦(蘭)炭回轉烘干機的更新替代產品。它的突出優點在于:
1、技術含量高,中、內筒自我保溫,外筒采用外保溫,系統熱效率高。
2、外、中、內筒之間較小的落差及內筒防破碎裝置的設計,降低了焦(蘭)炭的破損率。
3、在內筒出料端設置了篩分裝置,不需另設篩分裝置,布置方便。
4、整體設備可拆分,彌補了傳統三筒烘干機不可檢修的不足。
5、根據焦(蘭)炭的烘干特點采用適應性更強的材料,高溫煙氣區域采用優質鍋爐鋼板制作,揚料板采用HARDOX600耐磨鋼板制作。
6、內、中、外筒揚料裝置根據物料的性質分別采用不同的*技術,從而優化了各區域的揚料效果,徹底消除風洞,可將揚料率提高到35%以上。
7、采用四臺電機驅動,傳動效率高。
8、占地面積省,采用傳動裝置整體支架,安裝方便,運行可靠,基礎投資省。
9、采用特殊結構軟密封,漏風率小。
10、采用順流工藝流程,對焦(蘭)炭的烘干適應性強。
11、配套設備齊全,選型方便、快捷,自行研制配套的烘干機自動微機檢測控制系統對烘干機工藝參數進行在線優化調整、系統熱效率高達90%。
六、產品采用的技術原理
根據流體力學、傳熱傳質學的基本規律,建立焦炭干燥數學模型,采用商用Fluent軟件,優化烘干機內部結構,增加傳熱傳質面積,改變煙氣的流動方式,提高了烘干的熱效率,降低了焦炭的破損率。在對烘干物料的水份、溫度、供熱能力等進行在線檢測后結合熱交換理論、氣固流體動力學等理論對系統性能參數進行優化,得出*佳的技術參數,從而獲得*佳的物料烘干效果,以達到節能降耗、降低成本的目的。