提高焦炭產率的系統性方法

一、 核心基礎：優化配煤方案

配煤是決定焦炭產率的最關鍵因素。不同的煤種其焦炭產率差異很大。

1. 優選高揮發分煤并控制比例：

• 在保證焦炭強度的前提下，適當降低配煤的總體揮發分。例如，減少氣煤、氣肥煤等高揮發分煤的配比。

• 增加低揮發分、高變質程度的煤種比例，如優質焦煤、瘦煤甚至無煙煤。但要注意，過量使用會削弱焦炭的反應性和強度，需要精確平衡。

• 原理：煤在干餾過程中，揮發分（Vdaf）會以焦油、煤氣等形式析出，成為副產品。剩余的不揮發部分則形成焦炭。因此，理論上，煤的揮發分越低，其焦炭產率就越高。

• 措施：

2. 合理使用焦炭產率高的添加劑：

• 配入石油延遲焦、瀝青焦、改質瀝青等：這些物質的揮發分極低，碳含量高，配入后能顯著提高整體的焦炭產率。這是目前最常用且有效的技術手段之一。

• 使用無煙煤或貧瘦煤：作為瘦化劑，它們不僅能降低配煤揮發分，提高產率，還能改善焦炭的粒度和反應性。

• 注意：添加劑的種類和比例必須通過嚴格的小焦爐試驗確定，以確保其對焦炭質量（CSR, CRI）不產生負面影響。

3. 精準控制配煤水分：

• 原理：配煤中的水分在煉焦過程中會完全蒸發，不參與成焦，水分過高會直接降低單位重量干煤的產焦量，同時浪費加熱能量。

• 措施：加強來煤管理，設置煤棚防止雨水。最有效的方法是建設煤調濕（CMC） 裝置，將入爐煤的水分穩定控制在6%-8%的最佳區間。這不僅直接提高了產率，還大幅降低了能耗。

二、 工藝與操作優化

在既定配煤方案下，通過精細化操作也能挖掘產率潛力。

1. 穩定加熱制度，防止生焦或過火：

• 生焦（欠火）：煉焦不徹底，揮發分未完全析出，看似產率高了，但焦炭質量不合格（強度低、揮發分高），實則為次品，得不償失。

• 過火：過度加熱會使焦炭中的固定碳被燒損，導致產率下降和燃料浪費。

• 措施：根據配煤特性、爐型及生產計劃，制定并嚴格執行最優的標準溫度制度（火道溫度、結焦時間）。

2. 減少焦炭機械損耗：

• 平穩操作：推焦、攔焦、熄焦車運行平穩，減少碰撞。

• 改進設備：采用干熄焦（CDQ） 技術。與濕熄焦相比，干熄焦避免了水流劇烈沖擊，能顯著降低焦炭的破碎率，提高塊焦產率（通常可提高3%以上），同時還能回收能源。

• 優化篩分：改進篩分系統，減少塊焦在篩分過程中的跌落高度和碰撞次數。

• 原理：從炭化室推出到最終篩分入庫，焦炭會因為碰撞、摩擦而產生粉末（<10mm）。

• 措施：

3. 確保爐體嚴密，減少燒損：

• 炭化室爐門、裝煤孔、上升管等部位不嚴密，會導致空氣吸入，使部分焦炭和煤氣在爐內燃燒，造成直接損失。

• 措施：加強爐體維護，確保爐門密封性，做好冒煙冒火治理。

三、 技術升級與創新

1. 搗固煉焦技術：

• 通過將配煤搗實成煤餅，可以大幅增加高揮發分、弱粘結性煤的配比（最高可達60%-70%），而這些煤本身價格較低。雖然其單種煤產率略低，但通過降低成本，整體經濟效益顯著提升。

2. 配型煤煉焦技術：

• 將一部分煤粉與粘結劑混合壓制成型煤，然后與散裝煤混合裝爐。這可以提高堆密度，改善粘結性，從而在保證質量的前提下多用高揮發分煤或弱粘結煤，起到與搗固煉焦類似的效果。

總結與建議

提高焦炭產率不能以犧牲焦炭質量為代價，否則毫無意義。正確的思路是：在穩定甚至提高焦炭質量（特別是CSR和CRI）的前提下，追求產率的提升和成本的降低。

行動路線圖：

1. 化驗分析：精確分析所有可用煤種的工業分析（水分、灰分、揮發分、固定碳）、粘結性（G值、Y值）和結焦性（小焦爐試驗）。

2. 配煤試驗：在實驗室進行小焦爐試驗，測試不同配比（尤其是加入添加劑后）的焦炭產率和冷熱強度指標。

3. 工業試驗：選擇最優的1-2個方案進行工業爐試驗，驗證效果。

4. 工藝優化：全面推廣成功的配煤方案，并同步優化加熱制度、操作管理。

5. 技術改造：評估上馬煤調濕（CMC）、干熄焦（CDQ） 等項目的經濟性，進行長遠投資。

最終，提高焦炭產率是一個需要煉焦、備煤、化驗室、設備管理等多部門協同合作的精細化管理過程。