济钢120m2烧结机配加石油焦的工业试验.pdf

第3 2 卷 第4 期 2 0 1 0 年 8 月 山 东 S h a n d o n g 冶 金 Me t a l l u r g y V0 l _ 3 2 No ．4 Au g us t 2 01 0 。l 济钢 1 2 0 m2 烧结机配加石油焦的工业试验 潘鹤， 余志彦， 曾凡辉， 林建峰， 李学付 济钢集团有限公司， 山东 济南 2 5 0 1 0 1 摘要 石油焦是石油工业的一种低价值副产品， 具有挥发分高、 灰分低、 固定碳含量高 约9 0 ％ 、 热值高等特点。根据生 产实际， 使用石油焦替代 5 0 ％的无烟末煤作烧结燃料， 烧结固体燃耗降低了2 ．5 ～ 3 ． 0 k g ／ t ， 年可节约成本6 8 7 ． 6 万～8 5 4 ． 4 万元。 关键词 烧结； 石油焦； 无烟末煤； 固体燃烧 中图分类号 T F 0 4 6 ． 4 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 4 4 6 2 0 2 0 1 0 0 4 0 0 5 1 0 2 1 前言 受2 0 0 8 年 国际金融危机的影响， 钢铁工业受到 了较大的冲击 ， 加快结构调整、 降低成本的重要性 日 益突出。烧结工序是我国冶金企业 的能耗大户 ， 工 序能耗约 占钢铁工业总能耗的 1 0 ％～2 0 ％， 仅次于 炼铁 3 0 ％ 。降低烧结工序 能耗 ， 对降低炼铁成 本、 增加效益具有十分重要的意义。 石油焦是石油工业的一种低价值副产 品， 具有 挥发分高、 灰分低 、 固定碳含量高 约9 0 ％ 、 热值高 等特点 。近年来 ， 随着我国加工进 口原油比例的提 高， 目前我国石油焦的产量已占有相 当比例 ， 而其价 格与煤炭的价格 已相 当接近⋯。因此 ， 采用石油焦 作燃料 ， 以降低烧结固体燃耗 ， 实现降本增效。 2 工业试验 2 ． 1 试验地点选择 由于石油焦是化工副产品， 硫分高， 烧结过程中 会导致烧结烟气 中硫含量升 高 ， 污染 空气 。济钢 1 2 0 13 q 烧结机配备有配套 的脱硫设备 ， 能够有效地 控制烧结排放的烟气硫含量， 避免造成环境污染。 所 以， 最终确定在济钢第一炼铁厂 1 2 0 m 烧结机上 进 行试验 。 2 ． 2 试验方案及时间安排 根据烧结系统的实际生产组织安排 ， 试验分为 3 个阶段 ， 其 中第 1 阶段 2 0 0 9 年5 月2 8 ～3 0日 烧结 燃料全部采用无烟末煤 ； 第 2 阶段 2 0 0 9 年 5 月 3 1 日 6 月 1日 烧结燃料采用石油焦和元烟末煤 ， 比例 为 1 4 ， 只在 3 1 2 0 I l l 烧结机进行试验 ， 主要 目的是观 察石油焦的粒度 、 强度、 水分等物理性能是否可以满 足烧结工艺的需求 ； 第 3阶段 2 0 0 9 年 6 月 2～8日 烧结燃料采用石油焦与无烟末煤比例为 1 l ， 在3 台 收稿 日期 2 0 1 0 0 3 3 1 作者简介 潘鹤 ， 男， 1 9 8 1 年生， 2 0 0 7 年毕业于辽宁科技大学钢铁 冶金专业 ， 硕士。现为济钢技术中心工程师， 从事烧结炼铁技术 工 作。 1 2 0 m 烧结机进行 。 2 ． 3 试验原燃料条件 试验期间烧结原料结构及试验期间烧结中和料 化学成分见表 l 、 表 2 。根据试验期 间生产组织安 排 ， 烧结矿碱度按照C a O ／ S i O 1 ． 9 5 组织试验。 表 1试验期间烧结原料结构 ％ 澳洲 P B印度 高铝 丹坡 南非 盐迪 印尼 梅山精粉 烧 返粉 高炉灰 1 5 1 O 3 O 5 l 2 5 6 1 6 1 表2 试验期间烧结用中和料成分 ％ 壁坌 垒 塑堡 含量 5 8 ． 1 5 4 ． 7 6 1 ． 8 9 0 ． 6 0 2 ． 7 7 0 ． 0 5 0 ． 0 4 4 ． 3 8 试验期烧结采用的燃料是无烟末煤和石油焦 ， 其主要化学成分及价格见表 3 。从表 3 可以看出， 石 油焦与烧结用无烟末煤相比， 具有灰粉含量低 、 固定 碳含量高、 单位固定碳价格低的优势 ， 其劣势是硫分 高， 在烧结过程虽能大部分脱除， 但烧结烟气中硫含 量会有所上升。 表 3 石油焦与无烟末煤的指标对比 而 灰分／ 挥发 固定 硫分，水分／ 单价／ 单位固定 ％ 分／ ％ 碳／ ％ ％ ％ 元 t 碳价格， 元 石油焦 1 ． 7 7 1 O ． 6 9 8 6 ． 1 3 1 ．4 1 7 ． 2 8 0 9 ． 1 9 ． 1 5 无烟末 煤 1 6 ． 1 1 4 ． 0 4 7 9 ． 3 6 0 ． 5 1 1 0 ．0 7 7 9 ．6 9 ． 6 5 3 结果分析 3 ． 1 配加石油焦对烧结过程及烧结矿质量的影响 根据阶段 2 试验观察 ， 石油焦强度较差， 质地松 软 ， 堆 比重 比焦粉略小 ， 四辊破碎机很容易破碎 ， 按 照正 常破 碎间隙3 mm粒度可 以达到 8 3 ％以上 。 石油焦作为燃料在烧结中使用 ， 从烧结机现场来看 ， 垂直烧结速度略有提高 ， 机尾燃烧带略窄， 但烧结矿 液相量和内返矿都没有发生 明显变化。而从烧结矿 的成品矿粒级和化学成分来看 见表 4 ， 烧结矿转 鼓强度 、 粒度组成等物理指标变化不大。而烧结矿 品位 从 第 1阶 段 的 5 4 ． 6 4 ％提 高 到 第 3阶 段 的 5 5 ． 1 0 ％， 这是 由于石油焦灰分很低 ， 导致烧结矿S i O 含量 由5 ． 5 2 ％降低到 5 ． 3 7 ％， 烧结矿品位提高明显。 5 1 山东冶金 第 3 2 卷 表4烧结矿成分 与粒 度组成对 比 ％ 阶段 T F e S i O 2 C a O M g O A 1 2 0 3 S 转鼓 5 h i m 5 ～1 0 m m l 5 4．6 4 5 ． 5 2 1 0 ． 7 0 2 - 3 0 2 ． 9 2 0 ． 0 3 7 5 ． 1 3 2 ． 81 2 0 ． 0 2 2 5 5 ．0 0 5 - 3 6 1 0 I 4 O 2 - 3l 2 ． 9 1 0 ． 0 2 7 5 ． 4 3 2 ． 8 5 1 9 ． 7 6 3 5 5 ． 1 0 5 37 1 0 ． 3 3 2 ． 2 2 2 ． 9 0 0 ． 0 2 7 5 ． 2 9 2 ． 8 3 1 9 ． 7 9 3 ． 2配加石油焦对固体燃耗的影响 试 验期 间的燃料 消耗 情况 第 1 阶段为 6 3 ． 2 6 k g ／ t ， 第 2阶段为 6 4 ． 2 5 k g ／ t ， 第 3阶段 为 5 9 ． 5 8 k g ／ t 。 由于第 2 阶段只在3 1 2 0 13 1 烧结机进行试验 ， 试验时 间较短 ， 烧结原料成分波动较大， 该阶段的试验数据 不具有代表性 ， 不能充分说明问题。仅对第 3 阶段 和第 1 阶段燃耗进行 比较 ， 根据试验数据统计 ， 第 3 阶段烧结所使用的无烟末煤与石油焦 比例约为 1 1 的试验期与全部使用末煤作为基准期相 比， 固体总 燃耗降低 了 3 ． 6 8 k g ／ t 。考虑到第 1 阶段还有部分焦 炉灰参与配料的影响 ， 保守估计 ， 此次试验固体总燃 耗比基准期降低了2 ． 5 3 ． 0 k g ／ t 。 4 经济效益分析 4 ． 1 燃 耗降低效 益 按照第 3 阶段用石油焦替代 5 0 ％的无烟末煤作 为烧结燃料 ， 根据当时的燃料价格 ， 石油焦、 无烟末 煤到厂干吨价格分别为 8 0 9 ． 1 元／ t 和7 7 9 ． 6 元／ t ， 固体 燃耗降低 2 ． 5～3 ． 0 k g ／ t ， 3 台 1 2 0 i n 。 烧结机月产量按 3 5 万t 计算 ， 则每月降低成本6 9 ． 5 万 ～8 3 ． 4 万元。 4 ． 2 烟气脱硫费用 第 3 阶段试验大 比例使用石油焦后 ， 烧结机烟 气 S O 浓度 明显增高。2 0 0 9 年 6 月 3日1 9 O 0～ 6 月 4日5 O 0 ， 采取停灰停水的办法依据在线检测数据 估算 ， 脱硫系统烟气 S O 浓度大约升高 2 0 0 mg ／ in。 。 依照 日常数据统计结果 ， 脱硫所需要 的C a O与脱去 烟气 中硫的比为2 ， 生石灰 C a O含量为8 1 ％， 烟气流 量为 6 6 万 in ／ h ， 烟气温度为 1 1 0 o C， 则脱除烟气多增 加的2 0 0 m g ／ m S O ， 每天需多消耗生石灰 6 ． 8 t 。同 时考虑到设备折旧及其他维护费用 ， 每月增加的脱 硫费用约为 1 2 ． 2 万元。 考虑烧结固体燃耗带来 的效益 ， 剔除烧结烟气 脱硫费用支出， 预计年效益为 6 8 7 ． 6 万 ～8 5 4 ． 4 万元 。 5 结论 5 ． 1 以石油焦部分替代烧结用无烟末煤作为烧结 燃料， 能够满足烧结生产需要 ， 有利于烧结降低固体 燃料消耗 ， 替代 5 0 ％无烟末煤 ， 使烧结固体燃耗下降 2． 5～3． 0 k g ／ t 。 5 ． 2 由于石油焦灰分很低 ， 烧结矿 S i O 降低 比较明 显 ， 对提高烧结矿品位比较有利 ， 对其他烧结矿产质 量指标影响不大。 5 ． 3 由于石油焦本身属于高硫分燃料， 其燃烧后会 使烧结机尾烟气 S 0 浓度 明显增高 ， 脱硫 费用会有 所增加 ， 同时， 各企业需根据 自身设备水平及配置 隋 况 ， 选择性使用石油焦作为烧结燃料 ， 避免造成环境 污染 。 参考文献 [ 1 ] 刘海啸 ， 张 国栋 ， 赵巍， 等． 石油焦用作 耐火材料高温窑燃料 的 探索 『 J 1 ． 耐 火材料 ， 2 0 0 8 ． 4 2 6 4 7 0 4 7 2 ． I n dus t r i a l Te s t o f Si nt e r wi t h Ad di t i o n o f Pe t r o l e u m Co ke i n J i n a n S t e e l ’ S 1 2 0 m S i n t e r Ma c h i n e s P AN He ， YU Z h i y a n ， Z E NG F a n h u i ， L I N J i a n - f e n g ， L I Xu e f u J i n a n I r o n a n d S t e e l Gr o u p C o r p o r a t i o n ， J i n a n 2 5 0 1 0 1 ， C h i n a Ab s t r a c t Pe t r o l e um c o k e i s a l o w v a l ue b y p r o d u c t o f p e t r o l e u m i n d u s t r y a n d p o s s e s s e s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f hi g h v o l a t i l e ， l o w a s h ， h i g h f i x e d c a r b o n c o n t e n t a n d h i g h h e a t v a l ue e t c ． Ac c o r d i n g t o p r o d u c t i o n p r a c t i c e ， p e t r o l e u m c o k e wa s r e g a r d a s s i n t e r f u e l i n s t e a d o f 5 0 ％ o f a n t h r a c i t e p o we r ．E x p e r i me n t a l r e s u l t s s ho we d t h a t s o l i d f u e l c o n s u mp t i o n d e c r e a s e d b y 2．5 t o 3 ． 0 k g ／ t i n s i n t e r ， a n d t h e c o s t c a n b e s a v e d b y 6 ． 8 7 6 mi l l i o n t o 8 ． 5 4 4 mi l l i o n Yu a n pe r y e a r ． l_ 会 高炉干法晾尘技市交流合在北京召开 ＼ 、 ’ ～一 由北京金属学会、 山东金属学会、 河北省冶金学会、 山西省金属学会、 河南省金属学会、 北京首钢 国际工程 技术有限公司和山东省 台金设计院股份有限公司联合 主办的“ 高 炉干法除 尘技 术 交流会” 于2 0 1 0 年 7月 1 8 ～ 2 0日在北京召开 ， 1 5 个省、 市的4 0多家钢铁企业、 科研 院所和环保设备制造企业的8 0 多名专家、 工程技术人员 出席 了会议 。 会 议就 “ 高炉干 法除 尘技 术 的发展应 用及 评价 、 高 炉煤气工艺参数对除尘效率的影响、 煤气管道防腐技 术 ” 等专题进 行 了交流 。北京建材研 究院玻璃 二所于 国 藩主任、 北京科技大学冶金与生态工程学院张建良副院 长、 北京首钢 国际工程技术有限公司张福明副总经理等 9 位 专家 学者 就高炉煤 气除 尘技 术 的发展 、 应 用作 了专 题报告 。 会议征集论文3 3 篇并印发了 2 0 1 0 高炉干法除尘技 术交流会论文集 。本次会议将对我 国钢铁企业在高炉 煤 气干 法除 尘技 术 的领先 地位 起 到积极 的推动 作 用。 胡世 杰 5 2