1、 焦化厂干熄焦技术的发展许焕斌 动力 093 200910505343摘要：干法熄焦技术是一项有助于改善炼焦环境、提高焦炭质量、降低生产工序能耗的先进技术 。干熄焦技术是利用冷的惰性气体作载体，将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽的过程。 “干法熄焦”技术取代“湿法熄焦”技术可大幅节约能源、降低粉尘、提高焦炭质量。因此其利用现状十分好，发展潜力巨大。干熄焦起源于瑞士，随着全球范围内能源危机的加剧，进一步推动了干熄焦技术的发展，尤其是在节能和环境保护方面。国外的部分国家的干熄焦技术已处于领先水平，如乌克兰、日本、德国等，我国近年来干熄焦技术也得到了迅猛发展。然而，焦化厂干熄焦技术仍存在一些问题有待解决。
2、关键词：干熄焦技术，发展历程，存在问题Abstract:Coke Dry Quenching (CDQ) is an advanced technology which can help to improve the cokemaking environment, increase the coke quality and lower the total energy consumption in cokemaking process. CDQ technology used cold inert gas as the carrier which can transfer the heat t
3、o the CDQ boiler to produce steam. The quality of coke can be improved with a reduction of dust while the energy can be saved significantly if wet coke quenching is replaced by dry coke quenching.So the status of the use is very good, and it has a strong growth potential . CDQ origined in Switzerlan
4、d. The intensification of the worldwide energy crisis push the development of CDQ technology, especially in energy-saving and environmental protection.Many countrys CDQ technology has been at the advanced level, such as Ukraine, Japan, Germany, and Chinas CDQ technology in recent years has been in h
5、igh development. However, there are still some issues unsolved in the coking plant CDQ technology . Keywords: CDQ technology ,development process, problems 1.干熄焦技术概况1.1 技术原理干法熄焦简称干熄焦，是相对于湿熄焦而言的采用惰性气体熄灭赤热焦炭的一种熄焦方法。具体过程是利用冷的惰性气体(燃烧后的废气)，在干熄炉中与赤热焦炭换热从而冷却焦炭，吸收了焦炭热量的惰性气体将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽，被冷却的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉
6、冷却焦碳。干熄焦锅炉产生的蒸汽或并入厂内蒸汽管网或送去发电。1.2 技术特点干熄焦相对于湿法熄焦有众多优点，它可以回收湿法熄焦工艺损失的热量、减少污染物的排放、改善焦炭的质量。回收焦碳显热：出炉的焦炭显热约占焦炉能耗的 35-40%，这部分能量相当于炼焦煤能量的 5%，如将其回收和利用，可大大降低冶金产品成本，起到节能降耗的作用。采用干熄焦可回收 80%的红焦显热，平均每熄 1 吨焦炭可回收 3.9MPA 450的蒸汽 0.45 吨-0.6 吨。减少环境污染：由于干熄焦能够产生蒸汽(5-6 吨蒸汽需要 1 吨动力煤)，并可用于发电，可以避免生产相同数量蒸汽的锅炉燃煤对大气的污染，尤其减少了 S
7、O2、CO2 向大气的排放。对规模为年产 100 万吨焦炭的焦化厂而言，采用干熄焦每年可以减少 8-10 万吨动力煤燃烧向大气排放的各种污染物。可改善焦炭质量：国际上公认，大型高炉采用干熄焦焦炭可使其焦比降低 2%，使高炉生产能力提高 1%。在保持原焦炭质量不变的条件下，采用干熄焦可以降低强粘结性的焦、肥煤配入量 10-20%，有利于保护资源和降低焦炭成本。2.干熄焦技术发展2.1 发展历程干熄焦起源于瑞士，20 世纪 40 年代许多发达国家开始研究开发干熄焦技术，采取的方法各异，而且一般规模较小，生产不稳定。进入 60 年代，前苏联在干熄焦技术方面取得了突破性进展，实现了连续稳定生产，获得专
8、利发明权，并陆续在其国内多数大型焦化厂建成干熄焦装置。20 世纪 70 年代的全球能源危机促使干熄焦技术的到了长足发展。率先从苏联引进，并在装置的大型化、自动控制和环境保护方面进行了有效改进。到 90 年代中期，日本已建成干熄焦装置 31 套，装焦方式采用了料钟布料，排焦采用了旋转密封阀连续排焦，接焦采用了旋转焦罐接焦技术，使气料比大大降低，并实现了计算机自动控制，在除尘方面用除尘地面站方式避免了干熄焦装置可能带来的二次污染。日本的干熄焦技术同时输出到德国、中国、韩国等国家，已达到国际领先水平。20 世纪 80 年代，德国 TSOA 公司发明了水冷壁式干熄焦装置，使气体循环系统更加优化，并降低
9、运行成本，将水冷栅和水冷壁置入干熄炉，并将炉断面改为反省，同时在排焦和干熄炉供气方式上进行了较大改进，干熄炉内焦炭下降及气流上升，实现均匀分布，提高了换热效率， ，降低了装置运行费用。该技术在德国得到推广，同时还输出到韩国和中国台北。干熄焦工艺发展至今，虽然出现了不同的形式，但基本工艺流程大同小异，只是在装焦、排焦、循环气体除尘等方面有所区别。具有代表性的有德国 TSOA 公司设计的干熄焦工艺和日本日铁设计的干熄焦工艺，这两种典型的干熄焦工艺在消化吸收前苏联干熄焦成熟技术基础上都有所创新，形成各自特点，并使干熄焦技术及其应用达到了较先进的水平。目前，全世界正用于生产的干熄焦装置约 130 套，
10、各国和地区干熄焦装置的建设情况见表1-1.2.2 国内的发展历程我国自 20 世纪 80 年代初，宝钢一期从日本引进干熄焦至今，现有 6 个厂投产了干熄焦，各厂的使用状况存在着一定差异。国内干熄焦装置建设情况见表 1-2。在过去，干熄焦装置推广难的原因有：规格单一，单套干熄焦装置处理能力都在中型规模水平；工程投资高，制造厂为对干熄焦装置消化吸收，设备未能实现国产化；能源价格不合理，使得干熄焦节能不明显；没有考虑干熄焦的延伸效益。这些造成了干熄焦技术在前 20 年都未能得到大量推广。但在目前看来，据不完全统计，中国现有大小焦化厂 140 余家，400 余座焦炉，其中大、中型以上焦炉 120 余座
11、，年生产焦炭 5000 多万吨，按产汽率 0.45 计算，可回收蒸汽2250 万吨，若用于发电，年发电量可达 58 亿 kWh，价值 26 亿元。其他潜在效益则更大。可见干熄焦技术在国内现有焦化厂的改造中将有很大的市场潜力。2.3 发展前景2.3.1 国外干熄焦新技术与趋势随着干熄焦技术的推广应用，干熄焦设备的高效化、大型化成为 20 世纪 80 年代中期以来的发展趋势。建设大型干熄焦装置，具有占地面积小、降低投资和运行费用、生产操作、自动控制、维修与管理简便、劳动生产率高等优点。干熄焦大型化带来了工艺技术和装备的一系列改进，使干熄焦技术发展到一个新的水平。主要的改进措施如下： 一是装料装置的
12、改进 提高干熄焦处理能力，不是单纯加高干熄槽高度，而是采取加大直径来增大干熄槽容积，并在装料装置溜槽的底口设置一个布料料钟，不仅解决了装料偏析，同时由于布料均匀使冷却气体分布均匀，通过焦层阻力减小，使焦炭冷却速度也较为一致。因此，使冷却气体循环量下降 200-300m3/t，从而降低了循环系统的动力消耗。二是实现连续排焦 日本新日铁采用电磁振动给料器和旋转密阀组合成连续排焦装置，实现了连续不间断排焦，克服了间歇排焦之不足，降低排焦设备高 5m 左右。德国 TOSA公司采用的是方形干熄槽，通过摆动阀按顺序连续排焦，也解决了间歇排焦温度压力不稳定的问题。 三是采用旋转接焦方式 采用旋转接焦方式是防
13、止接焦装焦偏析的措施，克服了过去采用矩形焦罐接焦形式的焦粒偏析和装焦布料的不均匀。四是节能措施 新日铁采取在循环风机后，即入炉前增设给水预热器， 降低入炉气体温度。 德国 TOSA 在干熄槽冷却室安装水冷壁、水冷栅，都是为了提高冷却效率的节能措施，并使吨焦循环气体量下降。采用水冷壁、水冷栅方式，气料比降至每吨焦 1000m3，吨焦能耗 13kWh，仅为前苏联干熄焦吨焦能耗的 60%。 五是锅炉设备 近年来，采取了许多耐磨耐蚀技术措施，使锅炉故障率大大降低，保证了干熄焦装置的正常安全运行。日本电价昂贵，为增加发电量提高效益，日本的干熄焦吨焦产汽量高达 600-700kg， 蒸汽压力 10MPa
14、以上。 六是提高设备的可靠性 采用无备用干熄焦方式，对设备可靠性、作业率要求更高。日本干熄焦设备可以达到 1.5 年检修一次,作业率达到 98%。干熄焦控制全部采用三电一体化方式，实现了全自动操作。2.3.2 国内的发展方向随着我国国民经济的不断发展，能源价格已逐步趋向合理，同时，目前钢铁企业内部已经实行成本核算、否决制度。因此，如果能够有效地降低干熄焦的建设投资，这项技术就一定能够在我国得到广泛应用，并取得可观的经济效益和社会效益。干熄焦技术展望有以下几点：一是加强干熄焦技术的研究与开发，针能对我国焦炉炉型多的特点，开发出一系列的干熄炉型。重点研究不同的处理能力，对鲁行的要求，形成具有中国特
15、色的专利技术。二是进一步加强循环系统能源的综合利用，给谁预热器技术应用的到进一步应用和发展，从而进一步优化工艺参数，提高节能效果，提高干熄焦效果。三是干熄炉采用料钟布料和不定行耐火材料技术，将推动干熄焦技术的发展，干熄炉的长寿命攻关也将越来越被人们所重视。四是排焦装置采用连续排焦方式，减少循环气体的泄露，有利于生产稳定和安全生产。五是干熄焦设备的检修将进一步规范，检修时间将进一步缩短。许多检修项目将在定修期间完成。在干熄焦检修时，选择湿法熄焦作为备用，更有利于降低成本，增加效益。3.干熄焦技术存在的问题一是已建成的干熄焦项目尚未达到预期节能效果。目前，国内已建成的干熄焦项目存在焦炭烧损大，产出
16、蒸汽少等问题，尚未达到预期的节能效果，有待进一步提高操作水平，加强管理，提高干熄焦的节能量。二是环保治理设施有待改善。干熄焦粉尘含量较大，在排料和转运过程中产生的微粉尘污染环境，有待采取更加有效的除尘措施予以解决。三是捣固焦炉采用干熄焦技术尚需攻关。捣固焦炉生产的焦炭，体积密度大，密闭气孔多，采用循环气体冷却难度大，采用干熄焦技术尚需攻关。 四是干熄焦循环气体对焦炭烧损的影响。循环气体成分由于空气导入量、二氧化碳浓度控制及其与焦炭的反应，都对燃炭烧损率有一定影响。结论焦化厂干法熄焦技术以其节能、环保和改善焦炭质量等显著优势，在近年来越来越受到焦化行业的关注，使炼焦行业在效益、环保、创新方面有所
17、突破，实现节能减排，具有极其重要而深远的意义。我国干熄焦技术的开发取得了丰硕成果，达到了国际先进水平，并得到迅速推广，成为世界上干熄焦装置建设最多的国家，但同时也存在一些问题。通过不断努力，干熄焦技术将会更加完善，为节能环保、可持续发展做出更大的贡献。参考文献1 潘立慧，魏松波等.干熄焦技术M.冶金工业出版社，20052 罗时政等.干熄焦技术问答M.冶金工业出版社，20103 罗时政，康春清等.干熄焦循环气体对焦炭烧损的影响分析J.山东冶金，2010.32(1)4 严明希等.焦炉科技进步与展望M.冶金工业出版社，20055 潘立慧. 炼焦技术问答M. 冶金工业出版社，20076 张秋强，董兴宏等.我国干熄焦技术的回顾与现状分析，20117XU Zhi-dong; CAO Yin-ping. Energy Saving Effect and Technological Progress of Coke Dry Quenching in Baosteel ,Beijing,2005,(02)8 王丽秀,张永发. 干熄焦技术现状和焦炉煤气干熄焦新技术研究开发J. 化工进展, 2009, (S1) . 9 王思薇. 国内外干熄焦技术现状及发展趋势J. 冶金管理, 2006, (05)
