李少鋒 吳明峰 王帥毫 

( 中國平煤神馬集團平頂山京寶焦化有限公司  平頂山 467494)

摘  要：干熄焦技術(shù)作為目前國內(nèi)外煉焦行業(yè)推廣應(yīng)用的節(jié)能減排、降本增效的新型技術(shù)，已被列為國家重點推廣鼓勵扶持的重大節(jié)能技術(shù)之一。與傳統(tǒng)的濕法熄焦技術(shù)相比，干熄焦具有回收紅焦顯熱、提高焦炭質(zhì)量等優(yōu)點。這一技術(shù)可以使得焦化企業(yè)從環(huán)保、能源、成本等多方面獲得巨大效益，對于實現(xiàn)焦化行業(yè)的綠色發(fā)展具有十分重要的意義。

關(guān)鍵字：干熄焦；節(jié)能；環(huán)保

1  我國干熄焦技術(shù)的現(xiàn)狀

干熄焦技術(shù)是在冶金行業(yè)焦化領(lǐng)域大力推廣的節(jié)能、環(huán)保新技術(shù)，具有增產(chǎn)、降耗等特點。國內(nèi)自1985年寶鋼一期首次引進日本技術(shù)和設(shè)備的干熄焦裝置后，截止目前國內(nèi)干熄焦在建、已建的項目已經(jīng)超過150套。近年來除了非常重要的關(guān)鍵設(shè)備和元件，干熄焦技術(shù)和設(shè)備國產(chǎn)化已取得較大進展，促進了干熄焦技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用。

2  干熄焦工藝

2.1  干熄焦工藝流程

我公司160t/h干熄焦工程及余熱發(fā)電項目是為公司2*60孔6m搗固焦爐配套建設(shè)的節(jié)能減排項目，主體設(shè)備由干熄焦焦炭運輸系統(tǒng)、干熄爐及供氣裝置、裝入裝置、排出裝置、氣體循環(huán)系統(tǒng)等組成。160t/h干熄焦工藝流程如圖1所示。

圖1  160t/h干熄焦工藝流程如圖

2.2  干熄焦工藝說明

裝滿紅焦的焦罐臺車由電動機牽引至焦罐提升井架底部，由焦罐提升機將焦罐提升并送到干熄爐頂，通過爐頂裝置將焦炭裝入干熄爐。在干熄爐中焦炭與惰性氣體進行熱交換，紅焦冷卻至200℃以下，經(jīng)排焦裝置卸至膠帶機上，送到篩焦系統(tǒng)。

冷卻焦炭的惰性氣體由循環(huán)風機通過干熄槽底部的供氣裝置鼓入干熄槽，與紅焦炭進行換熱，由干熄槽出來的熱惰性氣體溫度隨著入爐焦炭溫度的不同而變化，如果入爐焦炭溫度穩(wěn)定在1050℃，該溫度約為970℃。熱的惰性氣體經(jīng)一次除塵器除塵后進入余熱鍋爐換熱，溫度降至約180℃。惰性氣體由鍋爐出來，再經(jīng)過二次除塵后由循環(huán)風機加壓經(jīng)給水預熱器冷卻至約≤130℃進入干熄槽循環(huán)使用。

除塵器分離出的焦粉，由專門的輸送設(shè)備將其收集在貯槽內(nèi)以備外運。干熄焦的裝入、排焦、預存室放散等處的含塵氣體均進入干熄焦地面除塵站進行除塵后排放。

2.3  干熄焦主要工藝參數(shù)

我公司2座6m焦爐年產(chǎn)干全焦120萬噸，設(shè)計選用為160t/h的干熄焦裝置，其工藝參數(shù)如表1所示。

表1  干熄焦主要工藝參數(shù)

2.4  干熄焦主要經(jīng)濟技術(shù)指標

干熄焦及余熱發(fā)電項目主要經(jīng)濟技術(shù)指標如表2所示。

表2  干熄焦及發(fā)電項目主要經(jīng)濟技術(shù)指標

3  干熄焦效益分析

3.1  干熄焦節(jié)能效益

充分利用紅焦溫熱，節(jié)約能源。濕熄焦生產(chǎn)時對紅焦噴水冷卻，產(chǎn)生的蒸汽直接排放到大氣中，紅焦的顯熱也隨蒸汽的排放而浪費掉；而在干熄焦系統(tǒng)中，利用惰性氣體與紅焦進行換熱顯熱后的惰性氣體再將熱量傳遞給配套的余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽用于發(fā)電，因此可以節(jié)約大量的能源。我廠干熄焦設(shè)計蒸發(fā)量為91.2t/h，正常產(chǎn)汽82.65t/h。配套余熱利用項目配備20MW抽汽凝汽式汽輪機和25MW發(fā)電機組一臺，年發(fā)電量為10.35*107kwh/a。產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽除發(fā)電用外，還可以供給焦化廠其他工段使用。因此可以大大節(jié)約能源。

采用傳統(tǒng)的濕法熄焦，每熄1噸焦要消耗約 0.5 噸水。干熄焦投運后，由于很少采用濕法熄焦，而且原先焦化廠自備鍋爐幾乎處于停用狀態(tài)，噸焦耗水量明顯減少，由濕法熄焦時的2.6噸降低至目前的1.72噸，噸焦減少用水0.88噸，焦化廠全年產(chǎn)量若按產(chǎn)焦150萬噸計，可節(jié)水132萬噸。

3.2  干熄焦環(huán)保效益

原有濕熄焦生產(chǎn)過程中，紅焦與水接觸產(chǎn)生大量的酚、氰化合物和硫化物等有害物質(zhì)，隨熄焦產(chǎn)生的蒸汽自由排放，嚴重腐蝕周圍設(shè)備并污染大氣；干熄焦采用惰性循環(huán)氣體在密閉的干熄爐內(nèi)對紅焦進行冷卻，可以免除對周圍設(shè)備的腐蝕和大氣污染。此外由于采用焦罐定位接焦，焦爐出焦的粉塵由攔焦車的收塵風機直接吸收排送到除塵站，經(jīng)除塵之后符合排放標準的氣體直接排放到大氣，污染得到有效的控制。

干熄焦爐爐頂裝焦及爐底排、運焦產(chǎn)生的粉塵以及循環(huán)風機后放散的氣體、干熄爐預存段放散的少量氣體經(jīng)除塵地面站凈化后，以含塵量小于100mg/m³的高凈化氣體排入大氣。因此，干熄焦的環(huán)保指標優(yōu)于濕熄焦。干法熄焦比濕法熄焦可減少約60% (每年約64t)各類大氣污染物的排放量，大氣污染得到有效控制，而且節(jié)約了用水，固體粉塵回收后可得到綜合利用，環(huán)境效益十分明顯。同時為了配套干熄焦生產(chǎn)，公司又投資建設(shè)了廢水深度處理項目，以完成對干熄焦廢水的循環(huán)利用，做到焦化廢水零外排。

3.3  干熄焦質(zhì)量效益

焦炭質(zhì)量明顯提高。從炭化室推出的焦炭,溫度為1000°C左右，濕熄焦時紅焦因為噴水急劇冷卻，焦炭內(nèi)部結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，網(wǎng)狀裂紋較多，氣孔率很高,容易碎裂成小塊；干熄焦過程中焦炭緩了塊度在60 mm以上大塊焦,而25～60 mm的中塊焦相應(yīng)增多，焦炭塊度的均勻性提高了，有利于高爐冶煉生產(chǎn)。

反應(yīng)性較低的焦炭，對提高高爐的利用系數(shù)和增加噴煤量起著至關(guān)重要的作用，而干熄爐與濕熄焦的焦炭相比，反應(yīng)性明顯降低。這是因為干熄焦時焦炭在干爐的預存段有保溫作用，相當于在焦爐里燜爐，進行溫度的均勻化和殘存揮發(fā)分析出的過程，因而經(jīng)過預存段，焦炭的成熟度進一步提高，生焦基本消除，而生焦的特點就是反應(yīng)性高，機械強度低；其次，干熄焦生產(chǎn)的焦炭在干爐爐內(nèi)往下流動的過程中，焦炭經(jīng)受機械力，焦炭的結(jié)構(gòu)脆弱部分及生焦變?yōu)榻狗酆Y除掉，不影響冶金焦的反應(yīng)性；再次，濕熄焦生產(chǎn)的焦炭表面和氣孔內(nèi)因水蒸發(fā)后沉積有堿金屬的鹽基物質(zhì)，使焦炭反應(yīng)性提高，而干熄焦的焦塊則不沉積，因而其反應(yīng)性較低，采用干法熄焦可使焦炭M40提高3～5% ，M10提高0.3～0.5%；有利于降低煉鐵入爐焦比，提高高爐生產(chǎn)能力，最終降低鋼鐵生產(chǎn)總的成本費用。

4  結(jié)論

干熄焦及余熱利用項目的投運，將熄焦過程中產(chǎn)生的污染物排放量進一步降低，為該地區(qū)更廣泛的開展環(huán)境治理工作作出了突出的貢獻，同時干熄焦先進的裝置工藝也為公司節(jié)能降耗、焦炭質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。因此干熄焦技術(shù)在節(jié)能減排和經(jīng)濟、環(huán)保、社會等方面都具有很大的效果。

參考文獻

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