Evaluation of potential improvements to coking process energy efficiency as a consequence of implementing a coal blend pre drying operation
 
More details
Hide details
1
ArcelorMittal Poland SA; Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu
2
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie
3
Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu
4
ArcelorMittal Poland SA
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2013;29(3):151–165
 
KEYWORDS
ABSTRACT
The policy of sustainable development, increasing societal awareness, and as result the ambitious targets of European Union energy policy are both forcing and inspiring companies to improve the energy efficiency of applied technologies. The coke making industry in Poland and Europe as a whole have been doing so by looking for optimal technological development leading to improved energy efficiency, and as consequence to higher profitability. Poland’s domestic coke making industry is also searching for a technology which will allow for even more intensive exploitation of domestic coals, thus making it possible to benefit from geographical rent. One of the more interesting development opportunities for Polish coke plants, meeting all the existing demands, is the implementation of the coal blend pre-drying operation. Associating this technology with a coke dry quenching installation significantly improves the effectiveness of the coke making process. The unit consumption of coke oven gas could be decreased by as much as 12.6%. This article provides an analysis of improvements to energy efficiency in the coke making process after the implementation of a pre-drying operation – both independently and in conjunction with a dry quenching installation. In the first case, it is possible to decrease coke making heat consumption by 2.8%, while combining these two technologies, apart from other positive effects, leads to higher savings of up to 12.6%. Total coking heat of approximately 2,600MJ/t wet coal blend needed to perform the coking of a coal blend decreases to about 2,527.5 MJ/t wet coal blend in the case when only the pre-drying operation is being applied. Applying this installation in conjunction with dry quenching technology will allow for a decrease in integral coking heat to 2,273.6 MJ/t wet coal blend. Combining both technologies seems to have significant potential, especially from the point of view of energy consumption. It allows for the use of hot coke physical enthalpy with a very high level of efficiency. The final part of the article presents a comparison of coke making process energy parameters for different technological systems with coal blend pre-drying and/or dry coke quenching.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Analiza możliwości poprawy efektywności energetycznej procesu koksowania przez wdrożenie operacji podsuszania wsadu
węgiel koksowy, koksownictwo, podsuszanie wsadu, suche chłodzenie koksu, efektywność energetyczna
Polityka zrównoważonego rozwoju, wzrost świadomości społeczeństw oraz wynikające stąd ambitne cele w zakresie polityki energetycznej w Unii Europejskiej z jednej strony zmuszają, a z drugiej inspirują przedsiębiorstwa do poprawiania sprawności energetycznej stosowanych technologii. Przemył koksowniczy w Polsce i całej Europie także poszukuje dróg optymalnego rozwoju technologicznego, pozwalającego na poprawę efektywności energetycznej, a przez to także zwiększenia rentowności przedsiębiorstwa. Koksownictwo krajowe poszukuje również technologii pozwalających w jeszcze większym stopniu na korzystanie z krajowych zasobów węgli, a przez to z renty geograficznej (Ozga-Blaschke 2012; Kasztelewicz 2012). Jednym z bardziej atrakcyjnych kierunków rozwoju dla polskich koksowni, spełniającym łącznie wszystkie te postulaty, jest wdrożenie operacji podsuszania wsadu. Skojarzenie tej technologii z instalacją suchego chłodzenia koksu sprawia, że obie te technologie stosowane łącznie znacznie podnoszą sprawność energetyczną procesu koksowania, a jednostkowe zużycie gazu koksowniczego może spaść o 12,6%. W artykule przeprowadzono analizę wyników w zakresie poprawy efektywności energetycznej procesu koksowania po wdrożeniu operacji podsuszania wsadu niezależnie oraz w skojarzeniu z instalacją suchego chłodzenia koksu. W pierwszym rozważanym przypadku możliwe jest ograniczenie zużycia ciepła koksowania o 2,8%. Natomiast skojarzenie tych dwóch technologii, poza innymi pozytywnymi efektami, znacząco zwiększa skalę oszczędności do 12,6%. Całkowite ciepło potrzebne dla skoksowania wsadu wynoszące 2600 MJ/t wsadu wilgotnego, zmniejsza się do 2527,5 MJ/t wsadu wilgotnego w przypadku wdrożenia operacji podsuszania samoistnie, a w przypadku skojarzenia tej instalacji z technologią suchego chłodzenia koksu do 2273,6 MJ/t wsadu wilgotnego. Skojarzenie obu tych technologii zdaje się być szczególnie atrakcyjne w aspekcie energetycznym, ponieważ pozwala wykorzystać entalpię fizyczną gorącego koksu z bardzo wysoką sprawnością. W końcowej części przedstawiono porównanie podstawowych parametrów energetycznych procesu koksowania dla różnych układów technologicznych, obejmujących podsuszanie wsadu i/lub suche chłodzenie koksu.
 
REFERENCES (13)
1.
Czaplicki A., 2007 – Podsuszanie wsadu przed koksowaniem. Karbo.
 
2.
Karcz A., 1995 – Koksownictwo. Wydawnictwo AGH, Kraków.
 
3.
Karcz i in. 2006 – Karcz A., Kwaśniewski K., Strugała A., 2006 – Analiza wpływu wybranych czynników makro i mikroenergetycznych na ocenę strategii rozwoju koksowni. Polityka Energetyczna, vol. 9, z. spec., s. 107–117, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
 
4.
Karcz A., Sikorski C., 2009 – Wybrane uwarunkowania techniczno-technologiczne produkcji koksu w Polsce. Karbo, wydanie specjalne.
 
5.
Karcz A., Strugała A., 2008 – Zwiększenie szans wykorzystania krajowej bazy węgli koksowych poprzez działania technologiczne w zakresie przygotowania mieszanek wsadowych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi t. 24, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
 
6.
Kasztelewicz Z., 2012 – Blaski i cienie górnictwa węglowego w Polsce. Polityka Energetyczna t. 15, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
 
7.
Latocha i in. 2011 – Latocha W., Kaczmarek W., Strugała A., Żarczyński P., 2011 – Rozszerzenie bazy węglowej polskiego koksownictwa poprzez wdrożenie wstępnego podsuszania wsadu oraz zastosowanie węgli importowanych. Polityka Energetyczna t. 14, z. 2, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
 
8.
Ozga-Blaschke U., 2012 – Rozwój rynku węgli koksowych na tle sytuacji gospodarczej na świecie. Polityka Energetyczna t. 15. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
 
9.
Poultney R.M., Willmers R.R., 2000 – Assessment of coal pre-treatment systems. The Coke oven Managers’ year-book.
 
10.
Reguła R., 2005 – Analiza możliwości podsuszania wsadu w warunkach ZK Zdzieszowice i wynikających stąd efektów. Praca dyplomowa niepublikowana, AGH Kraków.
 
11.
Wakuri i in. 1985 – Wakuri S., Hosokawa K., Ohno M., Nakagawa K., Takanohashi Y., Ohnishi T., Kushioka K., Konno Y., 1985 –New Moisture Control System of Doal for Coking. Chiba Institute of Technology in Narashino. The Iron and Steel Institute of Japan.
 
12.
Żarczyński P., 2011 – Ocena efektywności operacji podsuszania wsadu do procesu koksowania. Materiały Krakowskiej Konferencji Młodych Uczonych 2011, Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Grupa Naukowa Pro Futuro, Kraków.
 
13.
Żarczyński i in. 2012 – Żarczyński P., Strugała A., Sobolewski A., Sikorski C., 2012 – Minimalizacja ryzyka wdrażania nowych technologii w przemyśle koksowniczym przez etapową realizację złożonego projektu badawczo-rozwojowego jako opcji rzeczowej. Gospodarka Surowcami Mineralnymi t. 28, z. 3, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953