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1、干熄焦的生产实践及发展方向探讨陈志明姚红英、蓐p*hFs譬 (上海宝钢集团公司)薹本文主要介绍国内干熄煮的生产情况以及今后干熄焦可实施的方向和采用的薪技术，阐述了经过工艺改进、设备改造和技术更新后，干熄焦能够取得更好的节能效果和经济效盘。 美嗣干熄焦实践2新技术o1前言干熄焦(KE DRY QuENcHING，简称cDQ)技术缘起于二十世纪上半叶。起初为煤气厂的小型干熄 焦，六十年代初期，前苏联在干熄炉上添设预存室保证了冷却室焦层恒定，温度、压力及产汽量都穗定后，干熄 焦技术开如广泛用于工业化生产。而其后的燃料涨价更促进了干熄焦的发展；生产能力得到大幅度提高，运行 实现自动化操作，有效地保护了
2、环境。如今，干熄焦技术正在被越来越多地炼焦企业采用。 干熄焦是通过循环风机将冷的惰性气体鼓入干熄炉内与炽热红焦换热后将焦炭冷却，而吸收了红焦曼热 的惰性气体再将热量传递给锅炉产生蒸汽，最终冷却后的惰性气体经风机鼓入干熄炉循环使用。与漫熄焦相 比，干熄焦糖充分回收红焦显热用以生产蒸汽或用于预热煤、空气、煤气和水等，以56th生产能力的干熄焦 计，干熄1吨焦炭节约的热能为11859MJ。这样既减少了湿熄焦所需的熄焦水量，又可以改善周圈环境，清除 水汽和有害气体对设备和建筑物的腐蚀。尤其重要的是干熄后的焦炭质量有明显挺高；机械强度提高，真密度 增大，耐磨性改善，反应性降低，用于大型高炉的生产可降低高
3、炉焦比l2。高炉生产能力可提高1左右。2国内干熄焦的生产国内干熄焦的应用起步较晚，1978年宝钢在一期工程建设时从日本新日铁引进干熄焦技术，是国内首家 采用这一技术的企业。基于生产实践后所取得的经济效益和社会效益，宝钢在二期、三期工程时同样采用了干 熄焦技术。目前我国还有浦东煤气厂、济钢焦化厂实施这一工艺(尚有首钢的干熄焦在建设中)。从运行设备、2废塑料的燃烧开始温度稍高于煤粉，但废塑料燃烧速度比煤粉快得多，燃缝后灰烬比煤粉少； 3在本试验条件下，造粒条件对废塑料燃烧特性影响不大，故加热温度到350，恒温时间15删n，高压水 压力05Mpa为最佳热熔法造粒参数。参考文献D叫e跏tem瞻ut韩h
4、Iand GmbH，”Eisell窖ewi衄ung耐t altkur曲toH札”Mai 1995 “蕾国不莱梅饲公司高炉喷欢废塑料技术已选成熟阶段”，世界垒导报，1997113。 薛朝云。国外高炉喷吹废塑料简况”炼铁 2，voll61997。 龙世刚等“我国高炉喷吹废塑料的可行性研究”第五届全国冶金工艺理论学术会议论文 集，包头，19999 龙世刚等。“废塑科燃烧特性的实验室研究”1999年中国炼铁年会论文集，北 京199910联系：陈志嘲，高级技师，匕海(200941)上海宝钢集团公司炼铁部267自动控翻及生产经验来说，宝钢干熄焦都有着很大的优势，宝钢一期工程为全套从日本引进，但至三期工程时
5、 已基本实理国产饨。1999年3月初，挤钢立足国内建成的干熄焦装置一次投产成功的事例在国内冶金企业和 焦化行业中同样引起强烈反响。干熄焦主要工艺流程如图l所示：图l千媳焦工艺的设备藏程干熄焦的主要瀛程包括焦炭流程、惰性气体流程、锅炉汽水流程、除尘流程等。 当焦凝由推焦车从焦炉推出后经导焦车落人电车上的焦罐中，电车将装满焦擞的焦罐拖运到千熄焦的吊 塔下。由横移牵引将焦簟引人吊车位置后经吊车将其吊运到于熄炉炉口，焦罐中舶红焦经过炉璜装A装置落 人干熄炉内。红焦经过预存室、冷却室冷却到250后由排出装置排到运焦皮带上。 情性气体经风机鼓人干熄炉冷却室换热后经环形集气道进一次除尘器除尘，然后以850左
6、右的高置 进人锅炉与锅炉炉管换热，惰性气体出锅炉的温度大约为160左右，经二次除尘后到循环风机再次使用。 锯 炉使用的水一般为“除盐水”，给水经除氧器除氧后由泵输送到锅炉省煤器，加热到240左右后送人汽包。汽包中的水可由下降瞥经锅炉循环泵送人省煤器上方的薰发器。在蒸发器中吸热汽化成汽水混合物后靠 循环泵余压送汽包。汽包内饱和蒸汽由上部导出后经一次过热器升温再经喷水减温器词温后送入二次过热器升温至45Mpa、450左右后送去发电或并人蒸汽管网。 干熄焦工艺对环境烟尘同样傲了有效地控制。在炉顶装入和下部排焦处都设置了除尘管道。 随着工艺的成熟，目内干熄焦设备在实践过程中也在逐步改进。宝钢一期工程排
7、出装置采用闸门交替排 焦，故聿率嵩，操作处理困难，在二期建设时排出改为连续排焦风机也由桨叶定速式改为涡轮调速式，使生产 操作更为便利，毙耗也大大降低。三期更是针对一、二期生产中出现的问题加以解决或改进，采用先进的三电 一体化的JPEI控翻系统，有力地保证了干熄焦生产的顺行。宝钢三期干熄焦生产在某些方面代表了国内干 熄焦的发晨方向。国内干熄蒜舶生产参数见表l：表1昌内干熄焦设备的主耍规格宝铜三期 埔东煤气厂 济翻叠化厂 设计麓力 75th 70th 70ch投产日期 19卯1219941019993璜存奎 200I一 277m| ”耐狰却室 300mj398 398m 捧出装置 连姥捧煮 分段简
8、戢式排焦 分段揭欺式捧蠢 锚环风机 祸轮式可调遮变搏谢连 变囊一建炉蒸发量 40th 35th 35th 产生薹4 5b艇k45039M口440 5 4M阳，450!：上i焦炉推出来的1050的红热焦炭经干熄焦盾冷却到250左右，所被吸收舶热量可产生45MP，450左 右的中压蒸汽用于发电或并人蒸汽管网使用。下表列出了1999年宝钢一、二期千熄焦产生中压蒸量及折算。 出的效益，从表中可以看出干熄焦在节能上效益相当可观。 表2干熄焦产生的效益产生中压蒸汽量(万吨) 相当于标堆攥(万吨)19蛐年 】加520，291999年 159 1 18舛按宝锕的cDQ发电实绩，1998年一、二期产生的燕汽用于
9、汽轮机发电可发电63305万度，1999年尉可发 电59093万度。一、二期投产至今已逾10年，可知其中产生的效益巨大。 宝钢炼焦工离能耗1998年为1392k窟标煤t焦居全国同行首位。这其中采用干法熄焦是宝钢工序能耗 降低的一项重要因素。据计算干熄焦可降低能耗5418kg标煤t焦。 由于焦炭在干熄过程中为缓慢冷却，内部热应力降低，使得网状裂纹减少，气孔率低，此外与温法媳焦相 比，干熄焦过程不发生水煤气反应，内部闭气孔多，降低了焦灰的反应性。干熄过程其次还是一个炯炉和整粒 的过程。据1992年日本NKK资料介绍，干、湿后焦炭质量有一定差异，如表3所示：表3于法熄焦与漫法熄燕焦炭质量的对比 MA
10、 VS“D M10f牧簸分布CRI() () () () () ()l+80r咖180_60蛐l一40mml4025咖I一25咖l MsMm()矗熄 3，2 105 0 9 0 537l，O 82 1118 l36 o l411 l87 l24 l玎4 3l，O，JJJJJJ干熄 O3 104 0 4 O 52771 76 85 34 9 448 95 23 52 8 216宝相03 113 10 045 896 52 l103 l42 6 l403 l68 l515 I235宝锕藏据为1999年三期l11月份的平均值，其中粒级分市为+75衄，7550rmn5025珊一25咖。3国内干熄焦的发
11、展方向我国已成为世界钢铁大国，但钢铁的竞争力不强，能源消耗是影响钢铁成本的大因素。于法熄焦作为炼 铁系统最大舶节能和环保技术正受到越来越多国内企业的关往。而作为国内钢铁生产捧头兵的宝钢目前高炉 喷煤比达到200kgt铁以上的水平，而炼焦配煤生产弱粘煤配比也超过了50，与干熄焦技术的采用不无联 系。干熄焦设备复杂，投赍高(约为炉焦投资的3540)，投资回报周期长(需35年)。为了使干熄焦节能 降耗的效果更为显著，国内企业在建设干熄焦装置时需对国内外实践进行总结以作为借鉴和今后的发晨方 向。 31设夤的投资 311设备的国产化 干熄焦的基建投资较大，其中设备费用约占总投资的85左右，提高设备的国产
12、化率是降低干熄焦投资 的最直接有效的手段。而目前由于国内企业根据各自的需要自行引进，缺乏对干熄焦的工艺、技术进行有组织 地消化、比较、吸收工作，而国内众多的设备制造厂商也未介入干熄焦装置的机械、电气、仪表、自动控制的全套 生产使得主额投资的干熄焦技术在国内的应用进展缓慢。解决此问题需要国家对干熄焦设备生产进行大力扶植，组织攻关或进行有力的调控。实现干熄焦设备的全 套国产化，降低工程造价，有效地在国内企业推广应用干熄焦。 312规模的大型化 顺应大型化高炉的生产要求焦炉也在向大型化发展，高产量的焦炭要求干熄焦要有相应地规模。这可以 通过两种方式实现：一是简单地增加干熄焦的套数，二是扩大处理规模。
13、增加干熄炉套数会大幅度提高设备投 资，加大作业检修量，此举对于已是高额投资的干熄焦是不明智的。因而干熄焦规模的大型化成为必然发展趋 势。269我国现有的干熄焦装置处理能力为65th，70th，75th，而于熄炉配置的原则是：要与焦炉的生产毙力相 匹配，且蔓有一定的富裕能力。据宝钢的干嬉焦生产经验，干熄焦在其设计能力的90运行时量为经济，各项 操作指标为量佳。我国的焦化企业大多为年产100万吨焦炭，其合理的经济规模应配置i26th的干熄焦装 置。否划。小能力的干熄焦装置将使其处理能力浪费近15左右，造成生产成本增加。干熄焦装备的大型化可以降低成本和投资，提寿劳动生产率。据估算：将处理能力由75t
14、h扩大为110th 后，处理吨焦的运行费可降低30，投资降低9同时设备的维护、检修费用也将减少。国外已成功运行 2th的干傅焦，蚊暴良好。表4列出2套目前世界量大干熄焦设备的各项参数 衰4量大干熄焦设备的主要规格NKK萧日蕞 投产日期 19钟年2月l朔7年儿月 赴曩力 2t，I 200th 曩存奎 95m， 3I一冷却壹 9m3 707t一内径 1ll伽102如m 盎鲞 麓转焦 环形麓转 蓑肇置抖忡蔓 装宥*董丹布善 且帆 船Nm，h245DNmJh捧出羹置 带麓转密封一连续捧鲁带奠#密封一建壤摊 一炉羹盘 110th 103th产生羹B，h帆5加93MP52032技术方曹的改进： 32i提高
15、热交换效率安蓑钟型分布嚣和蛤水预热器 干熄焦的热效率包括干熄炉与锅炉两部分，目前国际上最好的热效率可达到83左右在国内，据1989 年宝钢的标定校算为81左右，提高热效率是国内干熄焦的一个课题。干熄炉的热效率取决于沿炉体长向的 焦炭信折度和下移速度均衡性以及惰性气体进人干熄炉后的状况。国外通常采用安装钟型分布器和给水预热 器的方法。 在装料蔫斗上加设钟堑分布器后可很大改善焦炭在干熄炉内的料层分布情况(如图2)，减少焦炭在干熄 炉内的析。由于克晨了粒度的偏析，风量分配较为均匀，由此使得冷却室内的温度分布也大为改善(如图3)。钟型分布器可使风料比降低400Not焦。改进后E要瑙群霹 日E一型蒜霹争图2干熄炉砖却室内焦炭粒度分布270量柳状态改进后尽 键 删 君 盘 匠枢捌l圩史图3干熄炉狰却室内温度分布给水预热器主要是为了降低与焦炭换热的循环气体温度它设置在循环风机的出口处。通过预热其中的 除氧器给水来降低进入干熄炉的循环气体温度从而提高干熄焦的热效率。给水预热器可将循环气体的温度降 低50左右降低风料比100Nm3t焦。降低风料比就意味着可降低设备投资和操作维护费用。宝钢已拟在 二期设置给水预热器。安装钟型分布器和给水预热器后产生的
