《炼焦入炉煤调湿技术规范》国家标准编制说明1任务来源根据国家文档格式.docx

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由此可见，炼焦入炉煤调湿技术不仅可增加装入煤的堆密度，提高焦炭强度，提高炼焦生产能力，降低炼焦耗热量，而且可以减少焦化废水的生成量，降低焦化废水处理设施的建设规模和工作负荷，可达到降低成本和节能减排、清洁生产的目的。

该技术已列入《国家重点节能技术推广目录》，由于目前没有相关标准，技术开发应用和发展的水平和程度不一，在热源的选择利用、调湿工艺的可靠性、安全性以及对环境的影响等方面都暴露出了一定的问题，阻碍了该技术的推广应用，因此需要通过制定国家标准，落实炼焦入炉煤调湿技术产业政策，在标准中规范基本的技术原则、技术路线和主要的技术要求等，以提高炼焦技术水平，规范行业准入，淘汰落后生产工艺，化解焦炭产能。

3主要工作过程

2014年8月，根据全国钢标委2014年8月7日下发的国家标准制修订计划要求，主要起草人与全国钢标准化技术委员会对标准的格式、规范重点、步骤和进度交换了意见，随后成立了标准起草小组。

具体工作如下：

2014年9月至10月进行资料收集工作，将与本规范有关的已发布的国家标准认真比对，尽可能做到不重复、不矛盾；

2014年10月底，在收集整理国内生产应用的基础上，形成标准编制的基本框架；

2014年11月20日，全国钢标委在鞍山市主持召开21项节能、节水国家标准计划落实会，统一了标准框架、结构；

2014年12月，根据国家标准计划落实会的要求，确定了参编单位和标准的编制计划；

2015年1月至2月，主编单位和各参编单位分赴各地对全国典型的煤调湿技术应用单位进行调研。

被调研的应用单位有宝山钢铁股份有限公司焦化分厂、山西太钢不锈钢股份有限公司焦化厂、攀枝花钢铁集团有限公司煤化工厂、柳钢焦化厂、山钢股份济南分公司炼铁厂1-5号焦炉、邯钢邯宝焦化厂等6家，完成调研报告6份；

2015年3月至8月，各参编单位按照标准编制框架进行标准初稿的起草工作，主编单位综合汇总各参编单位提交的初稿，形成标准的初稿；

2015年9月至10月，经编写小组成员讨论，汇总意见和建议，对标准初稿部分修改后，形成征求意见稿。

4技术发展历程及现状

煤调湿技术（CoalMoistureControl，简称CMC）是基于煤干燥技术发展而来的量化炼焦煤水分的控制工艺。

美国、前苏联、德国、法国、日本、韩国、英国等都进行过不同形式的煤调湿试验和应用，其中日本的煤调湿工艺发展最为迅猛，工业化程度最高。

新日铁先后开发了三代煤调湿技术：

第一代CMC是热媒油干燥方式。

利用媒油回收焦炉上升管煤气显热和焦炉烟道气的余热，然后，在多管回转式干燥机中，被加热的媒油对煤料间接加热干燥。

第一套CMC装置于1983年9月在新日铁大分厂建成投产。

“日本新能源·

产业技术开发机构”（简称NEDO）于1993~1996年委托新日铁在我国重庆钢铁（集团）实施的“煤炭调湿设备示范事业”就是这种第一代的CMC装置。

第二代CMC是蒸汽干燥方式。

利用干熄焦蒸汽发电后的低压蒸汽或工厂其他低压蒸汽作为热源，在多管回转式干燥机中，蒸汽对煤料间接加热干燥。

这种CMC的第一套装置于1991年3月在新日铁君津厂建成投产。

在对前二代CMC技术实践和总结的基础上，新日铁于1996年10月在北海制铁（株）室兰厂开发投产了第三代也是最新一代的流化床CMC装置，取得了较显著降低炼焦耗热量、提高焦炉生产能力和改善焦炭质量的效果。

至2010年12月，日本共有33座焦炉使用了煤调湿技术，约占日本全部焦炉的70%以上。

其他国家如德国的煤调湿技术是利用炼焦废热加热瓷球，并以瓷球作为载体与湿煤进行直接热交换，而前苏联是采用炽热焦炭直接与湿煤接触，达到熄焦和煤调湿的双重功能效果。

我国的煤调湿技术研发开始于20世纪60年代，鞍钢、本钢、首钢和太钢等焦化厂都曾进行过生产性试验，达到一定的成效，但是由于当时炼焦技术、设备不够完善，对于煤调湿过程没有明确的目标值，出现过于干燥的现象，导致装煤困难、操作不顺和事故频繁等问题，因而相继停产。

直到20世纪90年代，国内开始引进煤调湿技术。

1993年4月，日本政府无偿赠给中国一套第一代热导油多管回转式干燥STD型煤调湿装置，由新日铁设计安装，1996年底在重钢投产使用，但种种原因导致其并未正常运行。

目前我国已用于生产的煤调湿系统有济钢、太钢、宝钢、马钢、攀钢、邯钢邯宝焦化厂、昆明焦化制气和柳钢等企业，其中宝钢、太钢、攀钢使用的是蒸汽多管回转干燥机，马钢使用的是日本新日铁公司提供的第三代流化床式煤调湿系统，邯钢邯宝焦化厂、济南钢铁公司和昆明焦化制气有限公司使用的是以烟道气为热源的煤调湿技术。

太钢的煤调湿系统建立于2008年1月，2009年2月开始试运行，供应两座70孔、7.63m大型焦炉的用煤，规模为400t/h，采用蒸汽管式回转干燥系统，利用干熄焦蒸汽发电后的低压蒸汽（1.2~1.6MPa，315℃）作热载体，将其炼焦用配合煤水分质量分数由10%降低至6%。

该厂的实践经验表明，煤调湿后焦炭产量增加约5%，煤气产量增加约4.5%，工序能耗降低约9%，结焦时间缩短1h，剩余氨水减少约15%，焦煤和肥煤的总配用量分别降低5%和4%，弱粘煤配入量提高3%。

其弊端是皮带系统粉尘严重超标；

皮带通廊蒸汽量大，焦炉装煤时压力增大，冲开上升管盖，冒烟冒火；

初冷器和终冷器堵塞严重，煤气系统管道阻力增大，鼓风机负荷加大；

氨水焦油分离困难，易造成焦炉集气管氨水喷头甚至氨水管道堵塞，使集气管温度上升甚至烧损桥管。

宝钢煤调湿设备于2008年4月投入使用，设计处理能力为330t/h，设计出口水分质量分数为6.5%，而实际操作过程中最大的处理能力为350t/h，实际运行水分质量分数稳定在7%左右。

煤料主要供应两座6m焦炉。

宝钢与太钢采用的是相同的设备，两者之间最大的区别在于干燥机长度，宝钢的设备长约21m，太钢的设备长约28m。

从工艺实际效果来看，宝钢的实践经验表明，通过煤调湿工艺后，在不改变结焦时间的情况下，焦炉标准温度下降了15℃，产量提高了约3%左右，焦炭M40提高了2%，焦炭质量略优于型煤工艺，最大的优化效果是减少了废水排放。

从设备运行的情况来看，2012年3月首次大修，以工作月计算，实际开工率约90%以上，运行以来的主要问题是其对焦炉炉体的影响，炉顶结石墨情况严重，特别是上升管底部结石墨情况最为严重。

其次是装煤过程中的粉尘增加，导致氨水中含尘量增加，影响焦油质量。

济南钢铁公司和昆明焦化制气有限公司使用的均是济南钢铁公司自主开发的刮板式流化床系统。

从昆明焦化制气有限公司的实践经验来看，当煤调湿机的处理能力为165t/h时，处理后的煤料水分能降低2.2%，配合煤中超过5mm以上的粗颗粒减少3.54%，配合煤细度提高4.2%，焦炉生产能力提高5%，废水处理量减少2万t。

马鞍山钢铁公司的煤调湿设备采用的是新日铁提供的第三代流化床干燥机，设计能力为200t/h，干燥机设计出口水分质量分数为6.5%，该设备与太钢和宝钢的多管回转干燥机相比有以下优点：

结构紧凑，便于维修，换热效率高，能耗小。

该设计采用烟道废气，粉尘去除量为20%。

柳钢焦化厂煤调湿采用的是梯级筛分内置热流化床煤调湿工艺，焦煤处理量为：

400t/h（最大可达到500t/h）。

煤的湿度下降4%~7%不等。

控制入炉炼焦煤水分在6.5~8%。

水分的控制利用模块中的热水温度及热水量进行调节。

邯钢邯宝焦化厂煤调湿采用的是全沸腾旋流流化床调湿技术，2013年底邯钢邯宝焦化厂煤调湿项目圆满竣工，2014年开始调试、运行，2014年底顺利达产。

工程采用的全沸腾旋流流化床调湿机处理煤量为190~240t（湿煤）/h，使用烟气量为300000~360000m3/h，使用烟气温度为170~190℃，调湿机排气温度为55~65℃，调湿前炼焦煤水分为10.5~12.8%，调湿后炼焦煤水分为7.5~8.6%。

采用蒸汽管式回转干燥系统对炼焦入炉煤进行的调湿，是利用干熄焦蒸汽发电后的低压蒸汽（1.2~1.6MPa，315℃）作热载体，将其炼焦用配合煤水分质量分数由10%降低至6%左右。

实践经验表明，煤调湿后焦炭产量增加约3~5%，煤气产量增加约4.5%，工序能耗降低约9%，结焦时间缩短1h，剩余氨水减少约15%，焦煤和肥煤的总配用量分别降低5%和4%，弱粘煤配入量提高3%。

对于采用流化床以焦炉烟道气为热载体的煤调湿工艺，在应用过程中不同程度地出现了流化床对煤料调湿不均、系统运行稳定差以及对后续焦炉生产产生不利影响的情况，暴露了一定的问题，尚需要有针对性地加以改进和提高。

从以上实际应用情况来看，目前我国的煤调湿项目运行较为正常的是太钢和宝钢的多管干燥回转煤调湿机，运行情况较为良好，但是存在能耗过大、装煤时粉尘增加而对焦油产品产生不良影响等诸多问题。

而流化床煤调湿机在我国目前的应用实践中并未完全成功，特别是在钢铁联合企业中的应用，各煤调湿项目的运行情况并不良好，无法适应正常的生产需要。

总结调研反映的情况，不同的煤调湿工艺存在着不同的需要解决的问题，同时也存在共性的方面，主要表现在以下几个方面：

1）原料煤中杂质的存在影响了调湿主体设备的安全、有效运行；

2）调湿系统中氧含量的超标给煤调湿系统的安全运行造成了威胁；

3）调湿煤干燥的不均匀性给焦炉生产带来了严重影响；

4）煤调湿系统的运行加剧了对大气环境的污染程度；

5）煤调湿系统的运行连续性、稳定性需要加强。

为此，在本标准的编制时，将针对煤调湿系统在设计、运行等环节中出现的共性问题做出相应的技术规定，以提高煤调湿工艺的设计、运行管理水平，促进煤调湿工艺的推广。

5标准编制的原则

针对目前煤调湿技术的发展和应用现状，结合各类不同工艺的煤调湿的应用效果，本规范将以煤调湿基本工艺组成为基础，从技术的层面对煤调湿工艺的应用做出共性、基本的规定，规范基本的技术路线和操作要求，保障煤调湿技术得以安全、健康、有效地应用和发展，提高煤调湿技术水平，提升焦化行业的节能减排能力。

规范包括“总则、规范性引用文件、术语和定义、技术要求、安全”等章节，主要包括：

1）为实现煤调湿工艺目标，各基本组成单元应满足的基本技术要求；

2）为保证煤调湿工艺生产稳定、运行可靠所必须采取的技术措施；

3）为保证煤调湿工艺生产稳定、运行可靠所必须的检测和控制要求；

4）必要的安全生产措施；

5）煤调湿生产操作和管理上的要求。

6主要内容

本规范共分5章，主要内容包括：

总则，规范性引用文件、术语和定义、技术要求、安全。

a）总则

总则中规定了该规范的适用范围、主要内容以及与其它法律法规的关系。

b）规范性引用文件

本章列出了本规范内容所参考、引用的行业、国家相关的技术标准和规范，并对引用的规范的适用性做了说明。

c）术语和定义

本章对本规范中出现的、具有特定意义的专业术语进行了定义。

本章共定义和解释了6个术语，这些术语的定义仅限于本规范内使用。

d）技术要求

技术要求一章是本规范的核心，包括基本规定、热源供给系统、供煤系统、调湿系统、细粒回收系统、出料混配系统、调湿煤输送系统、检测与控制系统八个部分，是按照炼焦入炉煤调湿工艺的基本组成分别编写的，是对煤调湿工艺各部分应该满足的必要的、基本的要求。

1）基本规定

对煤调湿工艺的选择原则、基本组成、设置原则、运行制度做出了基本要求。

由于煤调湿工艺有多种，而且可用的热源种类、针对的焦炉类型、配套的备煤工艺以及调湿要达到的目标也都不确定，更有建设场地是否允许的限制，因此在选择确定采用哪种煤调湿工艺时，要综合考虑这些因素。

另外，采用煤调湿工艺的主要目的是为了降低焦化生产企业的能耗，减少污水产生量，因此在选择煤调湿工艺时，要对煤调湿工艺的能源利用效率和对余热能的利用能力进行考量，避免对能源低效率、高成本的使用，同时还要考虑煤调湿整体工艺的投入与成本回收的因素，以选择更适合的煤调湿工艺，实现节能降耗、减少污染的工艺目标。

对于煤调湿工艺要达到的入炉煤水分目标值，实践证明并不是越低越好。

不同的炼焦工艺对入炉煤的水分要求也不同，如捣固焦炉的煤料水分含量就不宜低于10%，否则就会因无法捣制成型而影响正常生产，而顶装焦炉虽不受此限制，但过低的水分含量会造成装煤时煤粉伴随荒煤气进入煤气净化系统的数量增加导致后续生产工序的操作异常，也会增加炭化室顶部空间和上升管内过多、过快的石墨生成。

因此，对煤的调湿目标值的确定应考虑的因素做了相应的规定。

2）热源供给系统

该部分主要从热源及热媒的选择确定、取用应该注意的问题、载气种类的选择和数量的确定、热媒输送管路的设置以及供热能力的调节等方面加以规范。

重点考虑了以下因素：

对于热源的选择，由于煤调湿工艺的目标是节能降耗，应该以焦化企业生产过程中伴生的尚未得到有效利用的低品质余热为首选，不能使用高品位能源，以免造成能源的低效利用，无法实现工艺目标。

对于热媒的选择，应以不对入炉煤的化学特性造成影响为基础，不能采用能够使煤料热解的高温热媒。

另外，由于煤调湿工艺利用的是余热能源，应尽量采用直接高效的热量传递方式，避免因能源的多次转换造成工艺的复杂和余热能利用效率的降低而削弱煤调湿工艺的节能作用。

当利用焦化生产伴生的余热时，应保证热源的获取对现有的焦化生产不会造成不利影响，且获取的手段应具备灵活的调节功能。

当选择载气时，应考虑载气不会对与其接触的煤料的化学性质造成大的影响，载气中的氧含量不会对煤调湿工艺运行造成安全隐患，同时能够达到有效携带从煤料中脱除的水分的目的。

对于热媒输送管路的设置，主要从缩短输送管路以降低热媒输送能耗、减少热量散失方面考虑，同时也对管路的合理设计、热量的有效调节等方面提出了要求。

对于供热系统，一个关键的问题就是应该能够实现供热能力的有效调节，以适应煤料量、煤料温度和水分参数的变化给调湿工艺稳定运行带来的影响。

3）供煤系统

为了保障焦炉系统的正常连续生产，在配置有煤调湿系统的备煤工序，应设置当煤调湿系统故障时启用的备用上煤系统，同时应设置煤调湿系统连续运行条件下进行原料煤输送皮带机粉碎机检修的原料煤缓冲装置。

为了保障煤调湿系统正常连续运行，对进入煤调湿装置的煤料的连续性和纯净度提出了相应的技术措施，同时也对供煤系统的供煤能力与煤调湿装置的处理能力的协调一致提出了要求。

4）调湿系统

（1）调湿机给煤设备

由于进入调湿机的煤料含水分大，煤料黏结性强，易粘结在给煤设备上而影响煤料的正常供给，因此要求调湿机的给煤设备应具有相应的防煤料粘结堵塞措施。

而对于进入调湿机的煤料，应能够连续且均匀，这样才能保障调湿机工作的稳定性和可靠性，调湿效果也可以得到保证，因此提出相关的要求。

由于煤料粒度细小，在供入调湿机时，易产生扬尘，对生产操作环境造成有害影响，因此要求给煤设备能够实现密闭给煤。

（2）调湿后煤料温度的控制

煤调湿的目的是利用余热减少煤料中的水分含量，追求的是发挥余热的最大效用，有效的余热能用于更多、更有效地祛除煤料中水分，尽可能减少余热能使煤料温度升高的程度，一方面是为了提高余热利用效率，另一方面也为了避免煤料温度的升高而带来的煤料燃烧爆炸现象的发生。

因此规定了调湿后煤料温度的最高限值。

（3）煤料干燥程度和干燥的均匀性要求

煤料在调湿后应能够达到既定的调湿目标，但是由于被调湿煤料水分的波动和调湿机自身工艺装置的波动，有时会导致煤料的干燥程度不稳定，因此要求调湿系统应能够适应这种波动，设置相应的调节措施。

再者，由于煤料颗粒大小的不同，在进入煤调湿装置进行调湿处理时，在相同的条件下，不同颗粒大小的煤料的干燥程度会有差别，若相差太大，会给后续的生产带来不利的影响，因此本部分给出相应的偏差限值。

（4）调湿装置

调湿装置是煤调湿的核心，其结构性能（布料均匀性、换热均匀性、绝热性、密封性）的优劣是实现煤调湿工艺目标的关键，因此对此做了必要的规定。

为防止煤调湿工艺停机情况下调湿机内堆积的煤料氧化自燃运行煤调湿工艺的正常生产，特此规定煤调湿机必须具备清除内部积煤的功能。

与调湿系统的供煤系统一样，调湿装置的排料部分也应具有连续、均匀、顺畅排煤和环境友好的技术特性。

5）细粒回收系统

（1）细粒回收方式的确定

调湿后被载气挟带的煤尘粒度细小且干燥，最佳的捕集回收方式是采用干式过滤的方式，这种方式回收效率高，外排气体含尘浓度低且稳定，对环境影响小，技术成熟可靠，应是细粒回收方式的最佳选择。

当调湿机尾气中的煤尘浓度高时，煤调湿烟气中会出现较大的煤尘粒径梯度，为了减轻布袋过滤装置的工作负荷，同时为了对不同粒级的细颗粒煤料进行不同的后续处理，应对烟尘采取预分离措施。

（2）细粒回收系统的绝热保温

由于调湿机尾气中裹挟大量从煤料中脱离的水分，气体的含湿量大，接近饱和状态，温度稍有降低极易析出水分，在细粒回收装置中凝结，导致水分与煤尘混杂堵塞滤料、收集的煤尘粘结灰仓壁、煤粉排出不畅、造成系统故障并存在极大的系统运行安全隐患，因此对尾气流经的管路、设备的绝热保温进行了规定，并对进入细粒回收装置的烟气温度做出限定。

（3）细粒回收装置的结构

细粒回收装置收集的煤尘颗粒细小，活性高，属于易燃粉尘，因此要求细粒回收装置内要消除煤尘燃烧和爆炸的生成因素，主要从防止静电集聚产生火花、防止煤尘长时间集聚引发自燃、防止外界热源对煤尘的过度加热提高燃烧危险性等方面考虑，对细粒回收装置的结构进行规范。

6）出料混配系统

细粒回收系统收集的煤尘是炼焦用煤的一部分，但由于其粒度细小，极易引发二次扬尘，一方面对工艺操作环境造成不利影响，另一方面也会对焦炉操作及后续的煤气净化回收设施带来一定的问题，因此在进入焦炉之前，应采取适当的措施对其进行处理，如加湿、挤压成型成片等，使其能够与其它煤料充分均匀地混合，降低煤尘的不利影响。

7）调湿煤输送系统

由于调湿后的煤料具有一定的温度，且含水率低，在运往焦炉的过程中扬尘量大，对环境影响大，因此应采取必要的除尘措施进行控制，同时也应在设备和电气设施设计时充分考虑防火防爆等措施，在消防和清洁卫生等方面也应给予足够的重视。

本节基于这些考虑做出相应的规定。

8）检测与控制系统

本节针对煤调湿工艺系统对检测与控制的特殊需要，对煤调湿系统的关键组成和装置的检测项目、联锁要求和控制提出了相应的规定。

f）安全

（1）一般规定

鉴于煤调湿工艺处理煤料的特殊性，对煤调湿工艺自身、生产场所及所涉及的设备、供电设施等在燃烧爆炸事故的预防、减少事故损失、消防手段等方面提出了基本的要求。

（2）设计及操作要求

针对煤调湿工艺具体的组成部分，从燃烧爆炸事故的预防、事故紧急处理措施、事故损失的降低措施以及相应的操作人员安全等方面给予了规定，以期实现煤调湿生产工艺的本质安全。

1）尾气安全

煤调湿工艺产生的尾气具有含湿量大、煤尘浓度高的特点，避免煤尘在管路内沉积形成高浓度粉尘云、降低尾气中的氧含量成为预防燃烧爆炸事故的重要措施。

另外，防止工艺系统静电集聚以屏除事故发生的条件，也是预防事故的有效手段。

故此在这方面做出了要求。

2）装置的泄爆

为了降低燃烧爆炸事故对工艺系统和装置的损害程度，保障工艺装置的完好和安全，在主要装置的泄爆设计方面提出了明确要求。

3）人员安全

在工艺系统停机或检修时，由于系统内煤料具有很高的活性，易形成燃烧或爆炸的环境，因此为了保障系统的安全，也为了保护检修操作人员的人身安全，在进行停机或检修操作前，应采取充入惰性气体消除燃烧爆炸条件的措施。

7对征求意见及重大分歧意见的处理经过和依据；

8本标准作为推荐性国家标准,与国家有关技术法规一致，没有冲突。

9、标准水平建议，预期的社会经济效果；

本标准技术内容达到国际先进水平.

10、贯彻标准的要求和措施建议（包括组织措施、技术措施、过渡办法等内容），根据国家经济、技术政策需要和该标准涉及的产品的技术改造难度等因素提出标准的实施日期的建议；

本标准发布实施后,应由标准化技术归口部门组织专家对标准进行宣传普及,推广煤调湿技术的应用.

标准编制组