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1、干熄焦技术与工艺流程炼焦业节能治污的新路摘要 干法熄焦（ Coke dry quenching） 简称干熄焦（ CDQ） , 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。简单介绍工艺和干熄焦能回收利用红焦的显热, 改善焦 炭质量, 减轻熄焦操作对环境的污染优点。背景 炼钢、炼铁、化工等行业在冶炼过程中需要能提供高热量、高温的燃料，一般煤炭是 达不到热值要求的，必须对煤进行处理，将煤炭经隔绝空气高温加热，煤炭经此过程变为焦 炭，焦炭的热值高于煤炭，同时此过程中还能得到煤炭中许多化学成分，生产化工产品。焦 炭的用量需求特别大，生产焦炭过程也不可避免的需要考虑环保问题提。湿法熄焦煤
2、在炭化室炼成焦炭后，应及时从炭化室推出，红焦推出时温度约为1000 C。为避免焦炭 燃烧并适于运输和贮存，不能直接送往高炉炼铁，必须将红焦温度降低。一种熄焦方法是采 用喷水将红焦温度降低到300 C以下，即通常所说的湿熄焦。传统湿熄焦系统由带喷淋水 装置的熄焦塔、熄焦泵房、熄焦水沉淀池以及各类配管组成，熄焦产生的蒸汽直接排放到大 气中。传统熄焦方法缺点（一）湿熄焦浪费红焦大量显热。每炼1 t焦炭消耗热量约为3.153. 36 GJ,其中湿熄焦浪费的热量为1. 49 GJ,约占总消耗热量的45%；（二）熄焦时红焦因为喷水急剧冷却 , 焦炭内部结构中产生很大的热应力 , 网状裂纹较多, 气孔率很高
3、, 因此其转鼓强度较低, 且容易碎裂成小块，焦炭质量降低，焦炭水分波动较大， 不利于高炉炼铁生产；（三）湿熄焦产生的蒸汽夹带残留在焦炭内的酚、氰、硫化物等腐蚀性介质，焦化煤气的主 要成分是氢气和甲烷以及一氧化碳。据测算，每生产1t 土焦，约产生废气300m3500m3 , 其中含尘5 000g，一氧化碳330g，硫化氢544g，一氧化硫20g，苯类物160g，氰化物70g, 即使机焦，排放的污染物也相当严重。（四）湿熄焦用水多，产生的蒸汽夹带着大量的粉尘，通常达200400 g/t,既污染环境， 又是一种浪费。造成周围大面积空气污染，而且随着熄焦水循环次数的增加，这种侵蚀和污 染会越来越严重；
4、干熄焦的基本工艺流程干熄焦工艺主要由干熄炉、装入装置、排焦装置、提升机、电机车及焦罐台车、焦罐、 一次除尘器、二次除尘器、干熄焦工艺锅炉单元、循环风机、除尘地面站、水处理单位、自 动控制部分、发电部分等组成。根据设计的不同，干熄焦工艺系统包含的主要设备也不尽相同，比如德国1mA设计的 干熄焦工艺就没有一次除尘器，其进锅炉的循环气体中粗颗粒焦粉的去除由于熄炉本体完 成；有的干熄焦工艺直接采用外供除盐水，因此省略了干熄焦工艺除盐水生产这一环节，只 是对外供除盐水进行除氧处理即可；有的干熄焦工艺没有设计发电装置，锅炉产生的蒸汽经 减温减压后直接并网使用。从炭化室推出的红焦由焦罐台车上的圆形旋转焦罐（
5、有的干熄焦工艺设计为方形焦罐） 接受，焦罐台车由电机车牵引至干熄焦工艺提升井架底部，由提升机将焦罐提升至提升井架 顶部；提升机挂着焦罐向干熄炉中心平移的过程中，与装入装置连为一体的炉盖由电动缸自 动打开，装焦漏斗自动放到干熄炉上部；提升机放下的焦罐由装入装置的焦罐台接受，在提 升机下降的过程中，焦罐底闸门自动打开，开始装入红焦；红焦装完后，提升机自动提起， 将焦罐送往提升井架底部的空焦罐台车上，在此期间装入装置自动运行将炉盖关闭。装入干熄炉的红焦，在预存段预存一段时间后，随着排焦的进行逐渐下降到冷却段， 在冷却段通过与循环气体进行热交换而冷却，再经振动给料器、旋转密封阀、溜槽排出，然 后由专用
6、皮带运输机运出。为便于运焦皮带系统的检修，以及减小因皮带检修给干熄焦工艺 生产带来的影响，皮带运输机一般设计有两套，一开一备。冷却焦炭的循环气体，在干熄炉 冷却段与红焦进行热交换后温度升高，并经环形烟道排出干熄炉；高温循环气体经过一次除 尘器分离粗颗粒焦粉后进入干熄焦工艺锅炉进行热交换，锅炉产生蒸汽，温度降至约160（2 的低温循环气体由锅炉出来，经过二次除尘器进一步分离细颗粒焦粉后，由循环风机送入给 水预热器冷却至约130C,再进入干熄炉循环使用。由于气体循环系统负压段会漏进少量空气，02通过红焦层就会与焦炭反应，生成CG， C02在焦炭层高温区又会还原成CO,随着循环次数的增多，循环气体里
7、CO浓度愈来愈高。 此外，焦炭残存挥发分始终在析出，焦炭热解生成的h2、co、ch4等也都是易燃易爆成分， 因此在干熄焦工艺运行中，要控制循环气体中可燃成分浓度在爆炸极限以下。一般有两种措施可以进行控制，其一，连续地往气体循环系统内补充适量的工业N2， 对循环气体中的可燃成分进行稀释，再放散掉相应量的循环气体;其二,连续往升温至900 960C引出的循环气体中通入适量空气来燃烧掉增长的可燃成分，经锅炉冷却后再放散掉相 应量的循环气体。这两种方法都可由安装在循环气体管道上的自动在线气体分析仪所测量的 循环气体中CO的浓度来反馈调节。后一种方法更经济便利，武钢7号、8号焦炉干熄焦工 艺即采用此方法
8、。干熄焦装置设备名称1.焦罐运输车 2.焦罐3.吊车 4.装料槽5.预存室 6.冷却室 7.冷焦排出装置 8.放散管 9.循环气体鼓风机10.一次除尘器 11.锅炉 12.给水泵 13.给水预热器干法熄焦优点1 节能能源，回收红焦显热 出炉红焦显热约占焦炉能耗的35% 40%,采用干熄焦技术, 每干熄1 t 焦炭可回收的热量约 为 1. 35MJ, 约占红焦显热 83%, 总消耗的 40%, 基本解决红焦的显热回收利用问题。大大降 低冶金产品成本, 起到节能降耗的作用平均每干熄1 t 焦炭可生产4. 0 MPa450 . 的蒸汽0. 45 t 0. 6 t , 根据钢厂干熄焦生产的经 验，一套
9、125 t.h干熄焦装置回收100万t焦碳的红焦显热产生的蒸汽通过全凝式发电机发 出的电量每天达32万kW.h, 年够一个200万t规模焦化厂全年用电量。相当于每年节 约8万t 10万t动力煤。节约水资源我国是水资源贫乏的国家,干熄焦不同于湿法熄焦, 不仅节约大量生产用水, 而且还避免了残留在焦碳中的湿熄水对储运设备的腐蚀, 降低运输成本, 对节约水资源和降低吨钢水资源消耗具有重大意义2 改善焦炭质量干熄焦与湿熄焦相比，干熄焦过程中焦炭缓慢冷却，降低了内部热应力，网状裂纹减 少, 气孔率低避免了湿熄焦急剧冷却对焦炭结构的不利影响。 干熄焦过程中焦炭在干熄炉内从上往下流动时， 增加了焦块之间的相
10、互摩擦和碰撞 次数， 大块焦炭的裂纹提前开裂， 强度较低的焦块提前脱落， 焦块的棱角提前磨蚀， 这就使冶金焦的机械稳定性改善了。并且块度在 80 mm 以上的大块焦减少 ， 而 25mm 80 mm 的中块焦相应增多， 即焦炭块度的均匀性提高了干熄焦的焦炭机械强度、耐磨性、真密度有所提高。焦炭M40提高M10降低反应 性指数 CRI 明显降低。冶金焦炭质量的改善， 对降低炼铁成本、提高生铁产量、高 炉操作顺行极为有利， 尤其对采用喷煤技术的大型高炉效果更加明显。 通过干熄焦与湿熄焦的指标对比， 可见焦炭经干熄处理后， 质量指标有明显的改善。 尤其是焦炭机械强度得到提高， M40 提高4. 66
11、% ， M10 降低至1. 07%， 80 mm 25 mm 块度增加4% 达89. 2%， 反应性下降5% 、反应后强度提高5. 1%3 减少环境污染 常规的湿熄焦，干熄焦采用惰性循环气体在密闭的干熄炉内红焦进行冷却， 基本没有 大量气体和液体外泻， 可以免除酚、氰化合物和硫化合物等有害物质对周围环境的 污染以规模为年产焦炭100 万 t 焦化厂为例， 酚、氰化物、硫化氢、氨等有毒气体 的排放量超过600 t ， 配备良好有效的除尘设施， 基本上不污染环境。 另一方面， 干熄焦产生的生产用汽， 可避免生产相同数量蒸汽的锅炉烟气火力发电 对大气的污染， 减少 SO2、 CO2 排放。减少了锅炉燃煤灰渣、燃烧废气、粉尘等对 环境的污染， 具有良好的社会效益。
