干熄焦工艺基本知

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1、干熄焦工艺基本知干熄焦工艺基本知第一章 干熄焦工艺基本知识第一节、干熄焦的发展历史干熄焦起源于瑞士，20 世纪 40 年代许多发达国家开始研究开发干熄焦技术，采取的方式各异，而且一般规模较小，生产不稳定。进人 60 年代，前苏联在干熄焦技术方面取得了突破进展，实现了连续稳定生产，获得专利发明权，并陆续在其国内多数大型焦化厂建成干熄焦装置。到目前为止，前苏联有 40的焦化厂采用了干熄焦技术，单套处理量在 5070th。但前苏联干熄焦装置在自动控制和环保措施方面起点并不高。 20 世纪 70 年代的全球能源危机促使干熄焦技术得到了长足发展。资源相对贫乏的日本，率先从苏联引进了干熄焦技术，并在装置的

2、大型化、自动控制和环境保护方面进行改进。到 90 年代中期，日本已建成干熄焦装置 31 套，其中单套处理能力在 100 th 以上的装置有 17 套，日本新日铁和 NKK 等公司建成的干熄焦单套处理量可达到 200 th 以上；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等技术，使气料比大大降低，极大地降低了干熄焦装置的建设投资和装置的运行费用；在控制方面实现了计算机控制，做到了全自动无人操作；在除尘方面，采用了除尘地面站方式，避免了干熄焦装置可能带来的二次污染。日本的干熄焦技术不仅在其国内被普遍采用，同时它将干熄焦技术输出到德国、中国、韩国等国家，其干熄焦技术

3、已达到国际领先水平。 20 世纪 80 年代，德国又发明了水冷壁式干熄焦装置，使气体循环系统更加优化，并降低了运行成本。德国蒂森斯蒂尔奥托(TSoA)公司成功地将水冷栅和水冷壁置人干熄炉，并将干熄炉断面由圆形改成方形，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，实现了均匀分布，大大提高了换热效率，使气料比降到了 1000 m3t 焦以下，进一步降低了干熄焦装置的运行费用。TSOA 干熄焦技术在德国得到推广，同时该技术还输出到韩国和中国的台北。 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

4、有德国 TSOA 公司设计的干熄焦工艺和日本新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的基础上都有所创新，形成各自的特点，并使干熄焦技术及其应用达到了较先进的水平。中国的鞍山焦耐院和首钢设计院，以及武钢、宝钢、首钢在吸收消化日本干熄焦技术方面做了一些有益的工作，并积累了较为丰富的经验。干熄焦是目前在国外已经成为较广泛应用的一项节能技术，近几年在我国得到了快速发展，在很多工程中得到了应用，武钢、马钢、通钢等一些大型钢厂干熄焦工程已陆续投产，并已取得了一定的经济效益和社会效益。第二节、干熄焦工艺的基本原理干熄焦即干法熄焦，在密闭的系统中用循环使用的惰性气体将红焦冷

5、却，温度约 1000的红焦在干熄炉的冷却室内与循环风机鼓入的冷惰性气体进行热交换。吸收了红焦显热的惰性循环气体（本书中又称为烟气）温度上升到 800900，焦碳温度将到 200以下，惰性气体经过一次除尘器后温度上升到 900 -1000，进入干熄焦余热锅炉换热,干熄焦锅炉换热后产生蒸汽用于发电或外送用户利用。干熄焦主体主要包括干熄炉和余热锅炉两部分，主要包括以下设备：红焦提升运输设备、炉体设备、锅炉设备、气体循环设备、附属公用设备。第三节、干熄焦主要设备1、干熄炉本体设备（1）红焦运输设备红焦运输设备由电机车、焦灌、焦罐台车、焦罐旋转装置、APS 自动对位装置（2）提升机提升机及其附属设备主要

6、有卷扬机、走行台车及框架，缓冲器、提升导轨、电缆载架导轨、吊具、焦罐盖、限位开关及支架、平台、走梯等组成，另设有检修用电动葫芦。（3）装入装置及平板闸门装入装置主要有料斗、衬板、料盅、积尘管道、焦罐固定支架、台车驱动装置、炉盖、台车导轨、水封罩、安全栏杆、给脂润滑设备等组成、 驱动装置主要有行程限位开关等。（4）排出装置检修闸板、振动给料器、旋转密封阀以及双叉溜槽组成。（5）循环气体系统循环风机、供气装置等2、锅炉主要设备：（1）锅炉本体设备主要有省煤气、蒸发器、过热气、汽包、吊顶管、上升管、下降管、膜式水冷壁，联箱等组成。（2）锅炉附属设备锅炉给水泵、锅炉循环泵、除氧器、除氧器给水泵、气体冷

7、却器（管式换热器） 、加药取样装置及各种流量调节阀、流量计、压力温度指示仪表、水位计、安全阀等附属设备及安全设备。3、除尘设备主要分为系统除尘设备及环境除尘设备（1）系统除尘设备系统除尘设备主要包括一次除尘和二次除尘。一次除尘为重力沉降型除尘，主要利用循环气体内含焦粉自身重力除尘。设置于干熄炉与锅炉之间。二次除尘为旋风除尘，二次除尘主要有单体旋风器、旋风子固定板、导气管固定板、外壳、下部灰斗及附属设备组成。（2）环境除尘设备包括干熄炉本体环境除尘、炉前焦库除尘、筛焦楼除尘三个除尘站。第四节：工艺流程及特点一、焦碳运行流程推焦车 1000+500C 的红焦炭化室拦焦车导焦栅一焦罐（置于焦罐台车上

8、）提升塔顶 加盖子 装入装置提升塔下炉顶走行干熄炉顶与冷惰性气体热交换 干熄炉预存室干熄炉冷却室排焦装置2000C 的焦碳皮带运输炉前焦库筛焦处理二、惰性气体流程1700C 1800C 的冷惰性气体循环风机气体冷却器干熄炉底供气与红焦进行热交换 装置干熄炉冷却室双斜道环行烟道烟气温度 8000C9000C 焦粉沉下 烟气温度将至一次除尘余热锅炉1701800C 焦粉沉下二次旋风除尘器循环风机三、锅炉汽水系统流程除盐水罐除氧给水泵水水热交换器除氧器锅炉给水泵下联箱三级蒸发器-上联箱锅炉循环泵省煤器汽包下降管 集箱吊顶管集箱下联箱水冷壁上连箱上升管汽包过热器减温器主蒸汽压力调节阀主蒸汽减温减压后抽

9、汽、并网发电四、干熄焦系统工艺流程示意如下：2、干熄焦技术主要特点：回收余热、节约能源：采用干熄焦技术可回收约 80%的红焦显热，即熄 1 吨红焦可产生中压过热蒸汽约 0.50.6 吨。也就是说节约了产生相同吨数蒸汽的锅炉所消耗的标煤量。减少环境污染：干熄焦锅炉产生蒸汽用于发电或供用户使用，可节约产生相同吨数蒸汽的燃煤（或油、气等）,减少了这些燃煤（或油、气等）燃烧后对大气的污染，尤其减少了 SO2、CO2 向大气的排放。改善焦炭质量。可以看出，干熄焦锅炉系统是干熄焦工艺系统中的一个重要组成部分，其作用是降低干熄焦系统循环冷却气体的温度并吸收其热量，产生蒸汽用于发电或外送用户。目前，我国在干熄

10、焦锅炉系统工艺技术方面的研究有了很大的进展，对设备和系统进行了较大的改进，从而减少了一次性投资，降低了能源消耗，提高了热效率，延长了设备的使用寿命等，系统自动化控制水平也有了很大程度的提高，从而使锅炉运行更趋安全，可靠，稳定。编制本培训教材的主要目的，是使操作人员能够尽快掌握干熄焦锅炉系统所涉及到的一些基本理论知识，能尽快熟悉工艺系统的流程和主要设备的结构、性能、作用及原理。第五节：工艺参数与指标1） 、干熄焦工艺参数温度热管换热器进/出口温度170190/约 130T2（干熄炉入口温度） 130T6（锅炉入口温度）910T6940锅炉出口温度160二过入口温度265二过300，正常值 280

11、主蒸汽温度45010给水温度 104T5 8001000排焦温度 冬150夏180压力预存段压力控制-100Pa压力0Pa锅炉入口压力控制-1100Pa极限值为-1300Pa除氧器压力0.02MPa主蒸汽阀后压力 3.82MPa汽包压力 4.140.1MPa循环风量 170000180000m3/h气料比1200 左右排焦量约为 140t/h汽包液位 010mm除氧器液位0600mm横移牵引速度/距离 40 m/min，15 m/min，5 m/min 14.6m提升机速度/高度30、10、4m/min 约 34.6m走行速度/距离40、3.5m/min 13.1m焦罐重量/容量35t / 2

12、2t循环气体计算成份H2：1%；O2：0.5%；CO：4%；H2O：6%；CO2：15%；其余为：N2第二章、干熄焦热力系统基本知识第一节、常用热力学基本概念1. 温度：是标志物体冷热程度的物理量。按分子运动学解释温度是大量分子移动动能平均值的标志，温度升高，分子运动的速度加快，反之，温度降低，分子运动的速度减慢，如果分子运动完全停止，此时温度为“绝对零度“。2. 温标：是测量物体温度的尺度。工程上常用的温标有华氏温标和摄氏温标。2.1 华氏温标：用符号 表示。把标准大气压下冰融点定为 320，水沸点定为 2120，两点间分为180 分格，每格称为华氏一度，即表示为 1。2.2 摄氏温标：用符

13、号 表示。把标准大气压下冰融点定为 00，水沸点定为 1000，两点间分为 100分格，每格称为摄氏一度，即表示为 1。现普遍采用摄氏温标。两者换算： 摄氏温标5/9 华氏温标32 华氏温标9/5 摄氏温标+323. 压力：指单位面积上所受的垂直作用力，又称压强。在国际单位制（SI）中，压力单位为帕斯卡，简称帕（Pa）.1 帕（Pa）1 牛顿（N）/平方米（）4. 绝对压力、表压力：4.1 绝对压力 P 绝：是指设备内部或某处真实压力，它等于表压力P 表与当地大气压力 B 之和。P 绝P 表+B4.2 表压力 P 表： 是指设备内部或某处绝对压力 P 绝与当地大气压力 B 之差。P 表P 绝B

14、 5. 密度、重度：5.1 密度 ：是单位容积 V 内所含物质的质量 m。单位为 kgm3。mV5.2 重度 ：是单位容积 V 内所含物质的重量 G。单位为 Nm3。GV密度和重度的关系：g式中，g：重力加速度 g9.8079.81ms26.比容 ：是单位质量 m 的物质所占有的容积 V。单位是 m3kg。Vm7.热量和比热7.1 热量：是能量的一种形式，它表示物体吸热和放热多少的物理量。热量单位有焦耳（J）或卡（cal） 1J0.2389cal 或 1kJ0.2389kcal（千卡或大卡）7.2 比热：单位质量的物体温度升高或降低 1所吸收或放出的热量。物体比热与物体的性质和所处温度有关。8

15、. 导热系数（热导率）：是表示材料导热性能的指标，仅与材料本身有关，是说明材料物理性质的参数。物体的导热系数在数值上等于一个厚度为 1m，表面积为 1 m2 的平壁两侧维持 1温差时，单位时间传导给该平壁的热量。导热系数的单位为 W（m?） 。导热系数该数值越小，物质的导热性能越差。通常把导热系数低于 0.2 W（m?）的材料称为保温材料。9.汽化：物质由液态转变成气态的过程叫汽化。液体的汽化有蒸发与沸腾两种方式。9.1 蒸发：在任何温度下液体表面发生的汽化现象叫蒸发。蒸发的速度与下列条件有关：温度越高，蒸发越快；蒸发表面积越大，蒸发越快；液体表面上蒸汽分子密度越小，蒸发越快。9.2 沸腾：当液体被加热，液体内部产生汽泡，当汽泡内部压力等于或大于汽泡外部所受压力时，汽泡升至液面而破裂，此时即为沸腾。9.3