焦油渣干化处理的应用与实践

黄希，邹积锐，任瑞峰，胡学松，夏念念

（马钢煤焦化公司，安徽马鞍山 243000）

宝武马钢煤焦化公司南区净化单元现有6台机械化焦油氨水澄清槽，冷凝液在焦油氨水澄清槽中重力静置分为三层，上层为氨水，中部为焦油，底部为焦油渣。焦油渣通过刮板推送至澄清槽头部排出。原工艺直接通过焦油渣箱收集，定期铲送至煤场单元与煤混合处理。排出焦油渣的同时排出部分焦油和氨水，焦油渣仅占排出量的50%左右［1］。该焦油渣混合物在运输及卸料过程中极易抛洒或附着，且产生一定含有硫化氢和氨的烟气，现场环境较恶劣。同时焦油渣含有的焦油重新回到备煤系统，在高温炼焦过程中造成焦油损失。混合过程易造成煤粘接，影响皮带输送和配煤质量。2020 年12 月通过引入焦油渣干化装置，有效解决以上问题，取得较好效果。

本系统采用在全系统密封状态下将焦油渣含有的煤焦油和渣粉进行分离。首先将焦油氨水澄清槽排出的焦油渣与一定比例的焦油在加热的条件下充分搅拌，使焦油渣保持一定流动性。加热热源来自焦油氨水澄清槽分离出的热氨水。充分搅拌后的焦油渣自流进入研磨机进行破碎，在通过输送泵送至离心机分离处焦油、氨水和焦油渣。分离出的焦油、氨水重新回到机械化焦油氨水澄清槽。焦油渣进入缓存料斗，集中排入装载车。工艺流程示意图见图1。

图1 焦油渣干化处置流程图简图

焦油渣干化装置主要由焦油渣液化罐、焦油渣研磨机、焦油渣输送泵、焦油渣分离装置、电液动插板阀及干粉斗组成，主要设备清单见表1。

表1 主要设备清单

由焦油氨水澄清槽分离出来的焦油渣通过刮板机进入3 台焦油渣液化罐，液化罐设温度及液位远程、现场测点，控制液化罐温度65 ℃左右，根据焦油液化罐液位计调整配入的焦油比例，同时根据液位进行焦油渣的干化操作。经焦油渣液化罐加热液化后，进入2 组焦油渣研磨机（1 用1 备），对大颗粒焦油渣进行进一步研磨粉碎，再进入输送泵（1 用1 备）。通过输送泵进入干化离心机前总管，进入干化离心机进行液化焦油渣的分离，焦油渣被滤网过滤后进入下部料斗。焦油干化离心机放散气通过放散气管道进入负压荒煤气管道，通过负压荒煤气管道前调阀控制放散气压力处于微负压状态。焦油渣干化装置工艺流程见图2。主要工艺技术指标详见表2。

图2 焦油渣干化装置工艺流程

表2 工艺技术指标

问题1：焦油渣分离后的焦油氨水液相返回系统二次分离效果不佳，造成部分焦油浮于顶部进入氨水系统，影响氨水质量。

对策：将焦油渣离心分离出的焦油氨水送入焦油氨水澄清槽中部进行二次焦油氨水分离。一般通过原有设备预留备用接口，应重点关注预留接口是否伸入澄清槽中部，否则易出现部分焦油浮于顶部进入氨水系统，影响氨水质量。

问题2：焦油渣离心装置滤网频繁堵塞，造成焦油渣分离效果下降，严重导致焦油分离不畅，焦油氨水满溢。同时部分滤网堵塞后，部分焦油渣将附着在滤网上，造成离心装置偏心，因其设备震动，严重时甚至造成设备损坏：

对策：根据实际使用效果，滤网规格选用目数越高，焦油渣分离效果越好，但更容易发生堵塞，反而影响出渣质量。因此通过在离心机本体增加震动检测装置，监控离心装置运转震动情况。当震动至突然增加，应及时检查和更换滤网。滤网目数一般根据实际排渣干化效果，尽量在满足使用要求前提下，提高滤网目数，我厂根据现场情况，目前采用40目不锈钢滤网。

问题3：焦油渣流动性差，冬季易出现液化罐出口堵塞问题，影响系统正常排渣：

对策：由于焦油渣是连续排出且一般液化罐不考虑设置备用设备。因此液化罐能否稳定运行是十分关键的。若出口出现堵塞，且不能及时疏通，将直接影响焦油渣分离设备正常运行，严重时将影响焦油正常输送。应结合现场实际排出焦油渣的性状，摸索液化罐焦油配比，保证液化罐内混合物料其有良好流动性。当气温较低时应更加关注，防止管道堵塞故障。实际操作中，应坚持每次排渣后及时用热氨水充分清洗管道，避免堵塞。我厂根据经验，当配入焦油比例应不少于20%时，可保证液化罐内混合物有较好流动性。

从表3 中可以看出焦油渣干化装置投用后，焦油渣送至备煤系统总量较应用前减少约80%。干化后的焦油渣呈几乎不黏稠的粉状颗粒，现场环境大大改善，同时原焦油渣中含有的焦油得到很好回收利用。焦油渣中焦油按照30%计算，每年可多回收焦油约750 t，实现增效约220万元。

表3 焦油渣干化装置应用前后排送量对比

通过焦油渣罐替代原有焦油渣箱后，焦油氨水澄清槽基本实现全密封，原有排渣口放出大量氨水等问题被有效解决。进一步结合负压放散气回收系统，能够有效减少焦油氨水澄清槽烟气的现场无组织排放，同时减少敞口部位因负压回收放散气而吸入的空气量，有利于煤气含氧和煤气质量稳定。

图3 焦油渣干化前（左）后（右）效果对比

焦油渣干化装置的投用，使原本敞口的焦油渣排渣口实现全封闭，并且得到了干燥的焦油渣组分，为现场环境带来了极大的改善，同时降低了焦油渣处置的人工劳动工作量。焦油渣内焦油、氨水的脱除回收也有良好的经济收益。焦油渣装置能否稳定运行是非常重要的，如何保证装置不发生堵塞，摸索、稳定焦油渣离心机滤网更换频次是保证装置运行的关键问题。