优化铁合金生产方式：用榆林兰炭降低能耗并提高产量

1.2.3.1　产品性质和用途

榆林煤在600～700℃条件下干馏，可生成兰炭、煤焦油和煤气，其主要特性和组成依次见表1-2、表1-3和表1-4，其主要用途如图1-3所示。

表1-2　兰炭产品性质

注：①差值。

表1-3　煤焦油性质

表1-4　煤气组成

图1-3　榆林煤干馏产品的用途

1.2.3.2　榆林兰炭特点和应用

榆林兰炭和焦油如图1-4所示，榆林兰炭的主要质量指标见表1-5。

榆林兰炭具有低灰、低硫、低磷、低铝、高固定炭比、高化学活性、高比电阻、可磨性适宜等突出特点。

兰炭固定炭高，在高炉内可作为热量、还原剂、渗碳剂、替代焦炭节焦降耗；兰炭特低灰、特低硫的特性，在提高高炉产量、降低焦比、减少脱硫能耗等方面能发挥良好效果；兰炭的高化学活性，能对大块焦炭起到很好的保护作用，减小碳消耗，在提高高炉的透气性、铁矿石的还原率、高炉的生产能力方面也有积极的作用。兰炭进入钢铁冶炼行业，对钢铁冶炼节焦降耗、提质增效、提升效益，以及缓解日益紧缺的焦煤资源都具有重要意义。

图1-4　榆林兰炭和焦油

表1-5　榆林兰炭主要质量指标（质量分数）(www.xing528.com)

目前榆林兰炭的主要应用领域是：冶金领域、化工领域、清洁燃料领域等。

（1）冶金领域。

1）铁合金还原剂。与冶金焦相比，用榆林兰炭生产铁合金可降低电耗10%，每吨节电300～500 kW·h，节焦70～90 kg，单炉产量可提高10%以上。从20世纪90年代开始，铁合金生产基本采用兰炭和冶金焦混配作为还原剂。

2）高炉喷吹用料。在包钢、首钢、宝钢、酒钢等多家钢铁企业进行了兰炭替代无烟煤作为高炉喷吹用料的试验。试验表明，榆林兰炭优于现用高炉煤粉，制备兰炭粉在技术上可行，同时兰炭粉以15%～30%比例喷吹也可行。2011年神木县煤化工产业办和鞍山热能院在鞍钢炼铁总厂进行的“3200 m3高炉喷吹神木兰炭粉”现场试验（兰炭粉占总用煤量15%）表明，中温兰炭粉的喷入对高炉顺行无不利影响，且有利于脱硫，只要兰炭粉配比达到10%，就可比使用无烟煤节约30%以上的成本。

（2）化工领域。

1）电石还原剂。得益于低灰分、低铝、低磷、高电阻率，兰炭被应用于电石行业，可显著降低能耗、降低成本、提高产品质量。

2）化肥造气原料。低灰、低硫的兰炭用于化肥造气，可提高产气率，减少灰渣排放量，减少煤气的脱硫量，从而降低能耗、提高煤气品质。

3）气化制合成气。与低阶烟煤直接气化相比，榆林兰炭气化降低了合成气中焦油含量，提高了有效气含量，减轻了气体净化单元的负担，物料不易黏结成块，兰炭作为气化原料潜在市场巨大。

（3）清洁燃料领域。

1）民用燃料。兰炭只有原煤污染物含量的1／5，特别是硫仅为原煤的1／10，是适宜的民用清洁燃料，可替代城市及农村的民用无烟煤，特别是在兰炭生产企业周边地区具有较强的市场竞争力。

2）电厂燃料。兰炭挥发分低，一般为5%～7%，最高为10%，还具有低硫、低磷、发热量高等特性。从有利于燃烧和环保出发，根据已有试验数据，采用循环流化床锅炉燃烧兰炭是完全可行的。

（4）型焦领域。

随着我国兰炭产业的发展，国内开展了一系列的兰炭生产型焦的研究试验，试验表明：兰炭粉在加入一定的黏结剂或增黏剂后，完全可作为型焦的主要原料，并能制成质量优良的民用型焦和铸造型焦。

（5）吸附剂领域。

随着兰炭产业的快速发展，近年来兰炭基吸附剂已在国内外引起广泛关注并开展了一系列的研究，已有部分应用，为兰炭的高值化利用开发了一个新的领域。

榆林兰炭现已售往国内23个省（市），并售往俄罗斯、印度、新加坡、马来西亚和日本等国。