干熄焦工藝技術(shù)課件

干熄焦工藝技術(shù)（COKEDRYINGQUENCHING)第一部分：熄焦工藝簡介1、傳統(tǒng)濕法熄焦工藝焦?fàn)t攔焦車熄焦車熄焦塔涼焦臺篩焦樓冶金焦（上部的噴淋裝置噴灑冷卻水）優(yōu)點：投資小，上馬快；（目前國內(nèi)大多數(shù)鋼鐵企業(yè)采用）缺點：

大量熾熱焦炭顯熱浪費，同時浪費了熄焦水（1噸紅焦顯熱1880MJ；焦炭性能指標(biāo)下降；污染極為嚴(yán)重。山西省某企業(yè)濕熄焦設(shè)備3、干法熄焦工藝

產(chǎn)生的背景：濕熄焦技術(shù)造成紅焦的大量顯熱浪費；

濕熄焦技術(shù)排大量有害氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境；濕熄焦技術(shù)消耗了大量的熄焦水；每噸焦需涌-3噸循環(huán)水，由于蒸汽損失，同時補充15-20%的冷卻水，對于150萬噸規(guī)模的焦化廠，每年耗水70萬噸。高爐噴煤技術(shù)的發(fā)展對焦炭質(zhì)量提出了更高要求，濕熄焦技術(shù)產(chǎn)生的焦炭質(zhì)量不能滿足要求，發(fā)展干法熄焦技勢在必得。干法熄焦（COKEDRYQUENCHING）簡稱干熄焦，是相對于濕熄焦而言利用惰性氣體作為循環(huán)氣體，在干熄爐內(nèi)冷卻紅焦的一種工藝。干熄焦裝置工藝流程1.焦罐運輸車2.焦罐3.吊車4.裝料槽5.預(yù)存室6.冷卻室7.冷焦排出裝置8.放散管9.循環(huán)氣體鼓風(fēng)機10.一次除塵器11.鍋爐12.給水泵13.給水預(yù)熱器(輔助節(jié)熱器)14.汽包15.二次除塵器16.集塵槽17.排塵裝置18.蒸汽干熄焦的主要流程包括焦炭流程、惰性氣體流程、鍋爐汽水流程、除塵流程等。主要設(shè)備：干熄爐主體設(shè)備、裝料設(shè)備、排料裝置、鍋爐設(shè)備、氣體循環(huán)設(shè)備及其它附屬設(shè)備等。

預(yù)存段：在裝料間隙和焦?fàn)t推焦中斷時起緩沖作用循環(huán)氣體：理想狀態(tài)下循環(huán)氣體中的成分應(yīng)為工業(yè)氮（含有約3%的O2），由于實際生產(chǎn)中，紅焦中殘留的揮發(fā)份會在爐內(nèi)揮發(fā)，此時循環(huán)氣體中H2和CO成分逐漸增多，循環(huán)氣體的成分應(yīng)控制為：H2≤3%；CO=8%-12%；CH4=6%-10%；O2≤1%；控制方法：燃燒法、氮氣輸入法。冷卻到170～190℃的冷惰性循環(huán)氣體,由風(fēng)機經(jīng)排氣管送入熄焦室底部的鼓風(fēng)裝置。均勻分配到冷卻室內(nèi)與紅焦炭逆向流動進(jìn)行熱交換。隨著焦炭的排出,焦炭逐步從預(yù)存室降至熄焦室。氣體經(jīng)過斜道面以下的焦層,被加熱到700～800℃。然后進(jìn)入下環(huán)道。再從下環(huán)道進(jìn)入上環(huán)道,從上環(huán)道經(jīng)連接管進(jìn)入焦塵沉降室。大顆粒焦塵在沉降室被分離,積聚在沉降室下部,定期由氣力輸送裝置運送。循環(huán)氣體從沉降室進(jìn)入余熱鍋爐。惰性氣體在余熱鍋爐內(nèi)進(jìn)行熱交換產(chǎn)生余熱蒸汽,熱交換后的隋性氣體溫度降至170～190℃,然后進(jìn)入二次除塵器(旋風(fēng)除塵器)旋風(fēng)分離出細(xì)粒焦塵,循環(huán)氣體進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機吸氣管,再由風(fēng)機送到干熄槽底部鼓風(fēng)裝置再次進(jìn)行循環(huán)。

裝置內(nèi)氣體流程：焦炭運行流程圖循環(huán)氣體運行流程圖

特點（1)

回收紅焦顯熱

出爐紅焦顯熱約占焦?fàn)t能耗的35-40％，干熄焦可回收80％的紅焦顯熱，平均每熄1t焦炭可回收3.9-4.0MP、450℃蒸汽0.45-0.55t，干熄焦裝置節(jié)能占煉鐵系統(tǒng)總節(jié)能的50％。(2)改善焦炭質(zhì)量

與濕熄焦相比，避免了濕熄焦急劇冷卻對焦炭結(jié)構(gòu)的不利影響，干熄焦過程中紅焦緩慢冷卻，焦炭內(nèi)部應(yīng)力小，網(wǎng)狀裂紋少，氣孔率低，其機械強度、耐磨性、真比重等都有所提高。干熄焦行程長，增加了焦炭之間的碰撞和摩擦，使焦炭得到充分的“整粒作用”抗碎強度M40提高3%～6%,耐磨強度M10降低0.3%～0.8%,反應(yīng)性指數(shù)CRI明顯降低。冶金焦炭質(zhì)量的改善,對降低煉鐵成本、提高生鐵產(chǎn)量、高爐操作順行極為有利,尤其對采用噴煤技術(shù)的大型高爐效果更加明顯。采用干熄焦炭可使焦比降低2.3%,高爐生產(chǎn)能力提高1%～1.5%。

同時在保持原焦炭質(zhì)量不變的條件下,采用干熄焦可擴大弱粘結(jié)性煤在煉焦用煤中的用量,降低煉焦成本。（3）減少環(huán)境污染

常規(guī)的濕熄焦，以規(guī)模為年產(chǎn)焦炭100萬t焦化廠為例，酚、氰化物、硫化氫、氨等有毒氣體的排放量超過600t,嚴(yán)、重污染大氣和周邊環(huán)境。干熄焦則由于采用惰性氣體在密閉的干熄槽內(nèi)冷卻紅焦,并配備良好有效的除塵設(shè)施,基本上不污染環(huán)境。另一方面,干熄焦產(chǎn)生的生產(chǎn)用汽,可避免生產(chǎn)相同數(shù)量蒸汽的鍋爐煙氣對大氣的污染,減少SO2、CO2排放,具有良好的社會效益。（4）經(jīng)濟效益顯著

包括干熄焦本身熱量的回收和由于焦炭質(zhì)量改善延伸到高爐產(chǎn)生的效益。由于紅焦顯熱回收而生產(chǎn)蒸汽產(chǎn)生的效益由于干熄焦炭把焦炭的熱能經(jīng)過余熱鍋爐和汽輪發(fā)電機組變成的電能。焦炭質(zhì)量改善對煉鐵產(chǎn)生的效益等等以濟鋼4座4.3米的焦?fàn)t，配合焦?fàn)t所上的干熄焦能力為2×70t/h的干熄爐和2×35t/h的余熱鍋爐為例，總效益為5540萬元。國內(nèi)干熄焦技術(shù)市場效益粗算：中國2004年生產(chǎn)焦炭1.78億噸，按產(chǎn)汽率0.45計算，可回收蒸汽0.801億噸，若用于發(fā)電可達(dá)208.8億Kwh，價值93.6億元。第二部分：干熄焦工藝發(fā)展方向

干熄焦作為煉鐵系統(tǒng)最大的節(jié)能和環(huán)保技術(shù)正受到國內(nèi)企業(yè)的關(guān)注，干熄焦設(shè)備復(fù)雜，投資高（約為焦?fàn)t投資地35-40%），投資回報周期長（3-5年）。目前國內(nèi)配置有干熄焦裝置生產(chǎn)的只有19套，處理焦炭能力2000萬噸，在建或正在設(shè)計干熄焦裝置有14套，處理焦炭能力880萬噸，國內(nèi)只有寶鋼、鞍鋼、濟鋼、武鋼、馬鋼、首鋼等已采用這一技術(shù)，沙鋼、建龍、黑龍江、福建、河北等地在設(shè)計之中。干熄焦率只有10%（1.78億+3147萬噸）。為了使干熄焦裝置節(jié)能降耗的效果更為顯著，國內(nèi)在建設(shè)干熄焦裝置時需對國內(nèi)外實踐進(jìn)行總結(jié)，以作為借鑒和今后的發(fā)展方向。

規(guī)模的大型化順應(yīng)大型化高爐的生產(chǎn)要求,焦?fàn)t也在向大型化發(fā)展,高產(chǎn)量的焦炭要求干熄焦要有相應(yīng)的規(guī)模。這可以通過兩種方式實現(xiàn):①簡單地增加干熄焦的套數(shù),②擴大處理規(guī)模。增加干熄爐套數(shù)會大幅度提高設(shè)備投資,加大作業(yè)檢修量,這對于已是高額投資的干熄焦是不明智的。因而干熄焦規(guī)模的大型化成為必然發(fā)展趨勢。我國現(xiàn)有的干熄焦裝置處理能力為65t/h,70t/h,75t/h,而干熄爐配置的原則是:與焦?fàn)t的生產(chǎn)能力相匹配,且要有一定的富裕能力。生產(chǎn)經(jīng)驗表明,干熄焦在其設(shè)計能力的90%運行時最為經(jīng)濟,各項操作指標(biāo)為最佳。我國的焦化企業(yè)大多為年產(chǎn)100萬t焦炭,其合理的經(jīng)濟規(guī)模應(yīng)配置126t/h的干熄焦裝置。否則,小能力的干熄焦裝置將使其處理能力浪費近15%左右,造成生產(chǎn)成本增加。干熄焦裝備的大型化可以降低成本和投資,提高勞動生產(chǎn)率。據(jù)估算:將處理能力由75t/h擴大為110t/h后,處理噸焦的運行費可降低30%,投資降低9%,同時設(shè)備的維護(hù)、檢修費用也將減少。國外已成功運行200t?h的干熄焦,效果良好。2、技術(shù)的改進(jìn)采用旋轉(zhuǎn)接焦方式采用旋轉(zhuǎn)接焦方式可以防止接焦裝焦偏析,克服了過去采用矩形焦罐接焦形成的焦粒偏析和裝焦布料的不均勻。其優(yōu)點有:(1)圓形焦罐與矩形焦罐相比,在相同有效容積下,重量減輕,圓形焦罐的有效容積比大(2)由于重量減輕,提升機能力可降低,節(jié)省投資和運行費用;(3)圓形焦罐受熱均勻,使用壽命相對延長;(4)圓形焦罐接焦均勻,提升機導(dǎo)軌受力平衡,避免了矩形焦罐載荷不均對一邊提升導(dǎo)軌的過度磨損。

裝料裝置的改進(jìn)：提高干熄焦處理能力，不是單純加高干熄槽的高度而是采取加大直徑來增大干熄槽容積，選擇合適的高徑H/D，使投資要經(jīng)濟些，結(jié)構(gòu)緊湊些。但是隨著干熄槽直徑的加大,槽內(nèi)布料偏析現(xiàn)象加重,冷卻氣體在槽內(nèi)的分布也由于焦炭粒度偏析而更加不均勻。在裝料裝置溜槽的底口設(shè)置一個布料料鐘,不僅解決了裝料偏析,同時由于布料均勻使冷卻氣體氣流分布均勻,通過焦層阻力減小,使焦炭冷卻速度也較為一致。由此,使冷卻氣體循環(huán)量下降200～300m3/t,從而降低了循環(huán)系統(tǒng)的動力消耗。干熄爐冷卻室內(nèi)溫度分布(a)最初狀態(tài);(b)改進(jìn)后實現(xiàn)連續(xù)排焦

采用間歇排焦,即用多道閘門交替開閉或振動給料器與多道閘門組合方式,這種排焦裝置的結(jié)構(gòu)和程序控制較復(fù)雜,且還造成干熄焦槽內(nèi)溫度壓力頻繁波動。針對于此,日本新日鐵采用電磁振動給料器和旋轉(zhuǎn)密封閥組合成連續(xù)排焦裝置,實現(xiàn)了連續(xù)不間斷排焦,克服了間歇排焦之不足。這種裝置結(jié)構(gòu)緊湊,降低排焦設(shè)備高度5m左右。德國TOSA公司采用的是方形干熄槽,冷卻室下部設(shè)計為多格溜槽,每格裝有擺動式排焦裝置,通過擺動閥按順序連續(xù)排焦,也解決了間歇排焦溫度壓力不穩(wěn)定問題。

在循環(huán)風(fēng)機的出口處設(shè)置給水預(yù)熱器，降低進(jìn)入干熄爐的循環(huán)氣體溫度，從而提高干熄焦的熱效率。給水預(yù)熱器安裝后對風(fēng)料比的影響給水預(yù)熱器可將循環(huán)氣體的溫度降低50℃左右,降低風(fēng)料比100m3/t(焦)。降低風(fēng)料比就意味著可降低設(shè)備投資和操作維護(hù)費用大力推行節(jié)能型設(shè)備及技術(shù)

每噸干熄焦電耗高達(dá)20kwh，因此，需要大幅度降低其運行費用。

干熄焦裝置的心臟是循環(huán)風(fēng)機。既要采用大型化措施降低氣料比之外，還要對循環(huán)氣體進(jìn)行優(yōu)化控制，達(dá)到節(jié)約電力，提高焦炭質(zhì)量，增加產(chǎn)氣量的目的，同時應(yīng)采用:焦罐加蓋、用小功率導(dǎo)焦除塵系統(tǒng),帶配重的提升機,用可變速度鼓風(fēng)機等節(jié)能技術(shù)。第三部分：干熄焦工藝熱工分析

干熄焦工藝的關(guān)鍵設(shè)備是干熄爐。從本質(zhì)上講，干熄爐是一種氣固熱交換器。干法熄焦的過程主要是焦炭在干熄爐內(nèi)的冷卻過程。因此，干法熄焦工藝技術(shù)的核心就是干熄