筛运焦系统影响焦炭粒度的分析研究
作者及机构
本研究由河北中煤旭阳焦化有限公司的孙凤芹、朱立坤与邢台旭阳科技有限公司的杨双印合作完成，发表于2018年3月的《燃料与化工》（*fuel ＆ chemical processes*）第49卷第2期。
学术背景与研究目标
焦炭在高炉中承担热源、还原剂和料柱骨架三重作用，其粒度（grain size）直接影响高炉运行效率。随着高炉大型化发展，对焦炭质量（尤其是粒度稳定性）的要求日益严格。然而，焦炭在筛运系统（screening and transfer system）中经历晾放、溜槽摔打、振动筛分、仓储等环节后，粒级分布易发生劣化。为此，本研究系统分析了筛运焦系统各环节对焦炭粒度的影响因素，旨在通过工艺优化提高焦炭的冶金焦率（metallurgical coke yield），满足高炉生产需求。
研究流程与方法
1. 放焦流量控制
- 研究对象：3#、4#焦台的两套筛运焦系统（输送能力均为180t/h），包含8台刮板放焦机、10条皮带运输机和4台振动筛。
- 实验设计：通过变频器调节刮板机速率（频率范围15–25Hz），对比单台与双台运焦时的筛分比例。
- 关键数据：
- 单台运焦时，25Hz下3#、4#焦台的筛分比例最优（54:46和56:44）；
- 双台运焦时，3#焦台9Hz+4#焦台15Hz的组合筛分比例达57:43。
2. 溜槽改造与摔打影响分析
- 问题发现：焦炭经溜槽直落缓冲结构（落差点C、D）后，>40mm粒级比例下降2%–5%，25–40mm比例上升2%–3%。
- 改造措施：
- 延长落焦点接料面积，缩短落焦点间距（如升高C点以减少与滚筒间距）；
- 对C301–C304等6条皮带溜槽进行结构优化。
- 试验验证：
- 改造前：单次溜槽摔打使>40mm比例降低6.57%（83.23%→76.66%）；
- 改造后：降幅缩减至4.8%（80.77%→75.97%），冶金焦率显著提升。
3. 振动筛分流量优化
- 试验条件：对比250t/h以下、280–320t/h、330–350t/h三种流量下的筛分效果。
- 结果：流量越小筛分效果越好，但综合考虑生产效率，最优处理能力确定为280–320t/h（上层筛分比例59.93%）。
4. 焦仓布料模式研究
- 模型试验：以花生（70%）、黑豆（22%）、小米（8%）模拟不同粒级焦炭，测试三种布料方式：
- 均匀布料：混合均匀但操作复杂，且增加焦粉生成；
- 同时放料：粒度稳定但实用性低；
- 高点布料、低点放料：大块焦炭自然流向低点仓，含粉率最低，最终被选为最优方案。
主要结果与结论
- 放焦流量：单台25Hz或双台（3#9Hz+4#15Hz）为最佳控制参数。
- 溜槽改造：接料面积增大和落差缩短可使>40mm粒级损失减少1.77%–1.5%。
- 筛分流量：280–320t/h为振动筛高效运行区间。
- 仓储策略：高点布料、低点放料显著降低焦粉比例。
研究价值与创新点
- 科学价值：首次系统量化了筛运焦系统各环节对焦炭粒度的损伤机制，提出“粒度保护”工艺链。
- 应用价值：优化方案可直接应用于焦化企业，提升冶金焦率2%–5%，降低高炉燃料比。
- 创新性：
- 通过物理模型（花生/黑豆/小米）模拟焦炭粒级分布，方法新颖；
- 提出“溜槽接料面积延长”和“高低点布料”等工程改良措施，成本低且易实施。
其他亮点
- 数据支撑充分：每项结论均基于多组对比试验（如二系、三系溜槽改造前后数据）；
- 工艺兼容性：研究兼顾生产效率与质量控制，如振动筛流量优化既保证处理能力又避免过度筛分。
（注：原文中未提及的基金项目及收稿日期等信息从略。）