1 前言
在炼焦生产中，现有备煤车间的常规工艺是将经配合制备的配合煤送入破碎机进行粉碎。然后，将粉碎后的煤粉送至煤塔，由装煤车将煤粉送入焦炉，在焦炉内进行结焦过程，将煤粉转化为焦炭。然而，在这个常规备煤工艺中存在一个问题：入厂煤的水分约10%，在雨天时，贮存的煤的水分会超过15%。高水分的煤会导致装炉煤的水分偏高和不稳定，严重影响焦炭产量、质量以及焦炉的使用寿命。
因此，降低煤粉中的水分成为焦化领域的一个新课题。研究各种煤调湿技术成为全球范围内的科研单位关注的焦化技术课题。在世界各国，已经启动了煤调湿工程，其中包括中国、韩国和日本。在中国，一些煤调湿工程实例已经取得了良好的运行效果，而有些项目则存在一些问题。国外已经运行的工程也并非全都顺利，例如日本的新日铁正在观察我国煤调湿工程的运行情况。韩国浦项钢铁的煤调湿项目运行时间较长，但也发生了多次事故。在我国，煤调湿项目仍处于起步阶段，仍然需要进行大量的研究和攻关。
本文介绍了全沸腾振动推进式煤调湿技术，该技术通过利用焦炉烟道气的废热，使得煤粉中的水分得以降低。
2 技术原理
煤调湿系统由全沸腾振动推进式煤调湿机组、细粒回收分离器、循环风机、排烟风机、引风机及管道等组成。煤调湿系统的工作原理如下：首先，湿煤由备煤工艺提供，经过皮带输送进入煤调湿机组的入口。大颗粒在振动的干燥床上跳动并排出床体，中颗粒从布风板中心区随气流上升，沿着两侧壁下滑回落或从低速处回落。经过多次循环，颗粒逐渐到达出料端并溢出。小颗粒随气流一起上升，并被细粒回收分离器收集。不同粒径的颗粒通过不同路径排出，实现高效分离和干燥方式多样化。
该煤调湿系统利用焦炉烟道气废热作为热源，实现煤粉水分的调湿。通过大型引风机将焦炉废气抽出，送至煤调湿机组下部热风入口处，形成上升的热气流。热气流携带煤粉颗粒在设备内部进行传热和传质过程。细小的煤粉和水分被热气流带至煤调湿机组设备上部，然后进入细粒回收分离器。细粒回收器由预分离段和布袋除尘器组成。在预分离段，干燥后的煤粉进一步沉降，被排灰设施收集。没有沉降下来的细小煤粉被布袋除尘器吸入，通过烟气排出。
在系统中，引风机、排烟风机和循环风机是主要的动力源。引风机与排烟风机分别引入焦炉烟道气，正常情况下，焦炉排出的高温烟气被引风机吸走。如果引风机停止工作，焦炉烟道气通过排烟风机完全排出；或者排烟风机停止工作，焦炉烟道气则通过引风机排入烟囱，以确保焦炉正常生产。当原料煤的含湿量低于10%且调湿后的煤粉水分低于3.4%时，这时不需要过多的焦炉烟道气，同时还要保证核心设备内一定的流化速度（~7m/s），启动循环风机，调节煤调湿二次风入口调节阀开度、引风机出口烟气旁通管道自动调节阀和循环风入口调节阀，使细粒回收装置粗颗粒煤调湿含量在线检测测得的调湿后煤粉水分高于4.5%（正常值5%），同时测得细粒回收器如风管测得温度值在60~75之间。当原料煤水分高于10%时，关闭循环风机，调节相关阀门，确保调湿后的煤粉水分达到正常值。
这个煤调湿系统利用焦炉烟道气废热，通过细粒回收、布袋除尘等工艺，实现了煤粉的调湿和清洁处理。
3 技术优势
3.1 分级效率比较高
分级效率较高的优点在于该煤调湿系统能够有效地对煤粉进行分级。进入密闭给料及卸料装置，并最终通过刮板机送至混合站与细煤粉混合，实现了粗细分离。
该煤调湿机内部的全沸腾振动推进式机组结构具有以下优势：首先，来料均布板下部的气速较大，同时附带振动装置，具备充分的分离高度。因此，无论煤炭的水分含量有多高，都不会产生煤料堆积现象，从而能够实现高效分级的目标。
3.2 干燥均匀且有选择性
由于全沸腾振动推进式煤调湿机下部气速大且附加振动，可以将煤料高度分散于气流中，避免煤料堆积的问题。通过增大振幅，可以缩短大粒煤的停留时间，从而减少对大粒煤的干燥和加热升温吸热。这种干燥机的特性能够使同一粒级的煤粒得到均匀干燥，同时对不同粒级的煤粒实现选择性干燥。对于大于3mm的煤粒而言，无论其水分含量多高，全水分都不会超过6.5%。因此，在煤粉的干燥过程中，可以快速排出大于3mm的煤粒，从而节省热能，并更好地进行调湿。这样的特性对于炼焦煤的调湿非常重要，因为对于大于3mm的煤粒而言，无论其水分多高，都不需要进行干燥处理。如果对这些大粒煤进行干燥，反而会导致粉尘增多，对生产过程带来不利影响。因此，对于大于3mm的煤粒，最好快速排出，既能节省热能，又能更好地进行调湿。
全沸腾振动推进式煤调湿机在干燥过程中能够保持同一粒级煤粒的均匀干燥，并具有对不同粒级煤粒的选择性干燥的能力。对于大于3mm的煤粒，可以快速排除，以节省热能并更好地实现调湿效果。
3.3 调湿效果好
从煤粒水分分布特点来看，炼焦煤调湿的理想情况是仅对小于3mm的煤粒进行干燥，将其水分降低至调湿要求（如6.5~7%），而不对大于3mm的煤粒进行干燥，以避免其水分过低影响调湿效果。因此，在设计上，应以降低小于3mm煤粒的水分至调湿要求为主要原则，并尽量减少大于3mm煤粒的干燥。
3.4 安全性好
通过调节废气循环量可调节进气温度，控制整个机组内的气体氧含量在可爆限以下。经计算，来煤水分较低时，采用部分废气循环不会增大到达布袋除尘器的气流含湿量。因此，当来煤水分较低时，适量废气循环的使用可以降低布袋除尘器结露的风险，提高工作安全性。
另外，细粒回收器的脉冲喷吹采用压缩氮气进行，完全隔绝了氧气的介入。此外，如果出现煤粉堆积的情况，假设温度超过75℃，煤粉的氧化值会增高。为应对这种情况，细粒回收器上设置了防膨料装置，并采用事故状态下充氮设施，将危险系数降到最低。
因此，通过适当调节废气循环量、使用压缩氮气，并采取各种安全措施，可以确保煤调湿系统的安全运行，降低发生事故的风险。
3.5 可靠性高
该煤调湿机组由全沸腾振动推进式煤调湿机组、细粒回收分离器、循环风机、排烟风机、引风机及管道等组成。整个机组除了要注意避免布袋除尘器结露和各除尘器排料堵塞的问题，没有其他故障点存在。然而，结露和堵塞问题是完全可以避免的。
因此，该煤调湿机组具有高可靠性，并且维护、运行管理也相对简单。只要注意防止结露和堵塞现象发生，及时清理除尘器等设备，就可以保证机组的正常运行和性能表现。这样的机组能够稳定地运行，降低故障频率，减少维护和保养的工作量，为生产提供稳定的支持。
4 结语
综上所述，全沸腾振动推进式煤调湿技术是一种高效、可靠的煤调湿技术。通过充分利用振动和气流的特性，该技术能够实现煤粉的均匀干燥和分级，满足不同粒径煤粉的调湿要求。该技术的主要优点包括分级效率高、干燥均匀、操作简单等，可以有效降低煤粉的水分含量，提高炭化效率和产量。此外，该技术的安全性也得到了充分考虑，通过控制进气温度和废气循环量，避免了煤料结露和堵塞等问题，确保了系统的可靠运行。全沸腾振动推进式煤调湿技术在煤炭行业的应用具有重要意义，为提高煤粉的质量、降低能源消耗、促进环保产业发展做出了积极贡献。随着不断的研究和技术改进，相信这一技术将在煤调湿领域得到更广泛的应用，并推动行业的进一步发展。