稳定熄焦工艺
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焦炉稳定熄焦工艺
一、稳定熄焦的原理和优点
(一)原理
稳定熄焦(Coke Stabilized Quenching,简称CSQ)同低水分熄焦一样,只是大水量时,水从熄焦车的底部进入,红焦被水浸泡,充分利用了蒸汽对上部焦炭的冷却,减少了熄焦水的停留和渗入焦炭的质量。
熄焦车一次定位,定点熄焦,车厢短而深,熄焦车两侧有水管,从熄焦车下部斜底板喷水口进水到车厢内,熄焦车下部有双层门,内层门挡焦炭,外层门挡水,大部分熄焦水从底部进水,小部分水从上部喷洒,大量水在极短时间内进到车厢,水面达到一定高度与红焦发生水煤气反应,产生的大量气体向上升,带动焦炭向上蹦,焦炭最高可蹦到30~35m,熄焦时,熄焦车与熄焦塔下口对齐,蹦起来的焦炭通过熄焦塔下口又回到熄焦车内,熄焦过程中,焦炭上蹦后又自由落体到熄焦车,有裂纹的焦炭从裂纹处破碎,焦炭表面的粉焦叶随之摔落,焦炭强度较为稳定。
两个进水阀分别控制底部进水量和顶部喷洒量。
常规熄焦时熄焦塔有烟囱效应,吸入大量空气。
稳定熄焦时熄焦塔下口语熄焦车身对齐,基本上无缝,熄焦塔不能因热浮力产生的吸力向上抽空气,空气不能大量进入熄焦塔。
蒸汽流速较慢,利于粉焦的铺集。
熄焦塔上部有两层铺尘板,下层铺尘板为木结构支撑,不锈钢挡板,上层铺尘板为木结构支撑,塑料挡板,塑料挡板产生静电效应,吸附细微粉尘。
铺尘板上有清水喷洒,冲洗挡板上的粉尘,经过两层铺尘后,粉尘排放控制在15g/t焦炭,熄焦时间大约60s。
(二)优点
1、稳定焦炭水分
焦炭水分是冶金焦一个重要指标。
熄焦车进入熄焦塔内停在预定的位置不动,顶部喷洒管即水雾铺集装置开始喷水,顶部熄焦开始几秒内,高位槽的熄焦水通过注水管注入熄焦车接水管,熄焦水从熄焦车厢底部的出水口喷入熄焦车内,浸泡红焦而熄焦。
该工艺避免了常规湿法熄焦因焦炭层厚度不均匀和车厢死角喷不到水,而导致局部熄焦不透和焦炭水分不均匀现象。
CSQ熄焦工艺通过熄焦时焦粒强烈的漩涡流动使其均匀冷却,水分可调整到2-4%之间,标准偏差0.5-1%,与低水分熄焦工艺接近。
2、改善焦炭的机械强度和粒度均匀性
稳定熄焦时,焦炭处于跳动状态,因此其具有整粒功能,可以使焦炭的潜在缺陷提前释放,使焦炭的块度均匀给高炉生产创造较好条件。
抗碎强度M40、耐磨强度M10均明显优于传统湿法熄焦。
CSR和CRI数值在CSQ熄焦过程中不受影响。
3、减少有害物含量
稳定熄焦通过3种途径和减少熄焦逸散物:A在稳定熄焦过程中,焦炭快速冷却时,H2S和CO等气体的生成量比常规湿法熄焦有所减少;B采用定点熄焦车熄焦,熄焦车厢中熄焦层较厚(约4m),所以熄焦时上下层焦炭可以抑制底层粉尘向大气逸散;C在熄焦塔顶部,采用喷洒水的方法(所谓水雾铺集),冷却含粉尘的熄焦水蒸气,降低粉尘逸散速度,使之逐步分离,再配合折流板式除尘装置铺集粉尘,降低粉尘排放和含有害蒸汽的逸散量。
采用稳定熄焦,每吨焦炭散发的粉尘量可控制在15g/t焦炭。
二、稳定熄焦的设备
(一)CSQ熄焦车
CSQ熄焦车按单点车设计,也就是熄焦车停到接焦车位置后,在推焦时停止不动,将一炉焦炭全部装入熄焦车内。
推焦除尘设备的烟罩同熄焦车焦炭料仓紧密接触,推焦时可将焦炭料仓全部完全罩住,使推焦过程没有
烟尘排出。
熄焦车厢截面如右图所示,类似于四方
形,料仓很深,将全部焦炭推到一个部位,只
有很少的焦炭表面接触空气,因此开往熄焦塔
期间明显减少了燃烧和污染物的排放。
熄焦车
沿其行走方向前后各有一方形接水管,该接水
管与布置在车厢下的输水管相连,熄焦车厢的
底为特制夹层,车厢分两层,焦炭装入内层,
外层底部布有进水口,侧面是进水管,其内侧
分布若干出水口,倾斜夹层与输水管道相连。
(二)CSQ熄焦塔
CSQ熄焦塔的下部一段是钢结构砼结构,内部使用硬砖砌筑时。
上面是一个自支撑木结构的大烟道。
总结构高70m,比目前湿法熄焦塔高20m左右,如下图所示。
在侧面水泥墙上,约向上25m左右有一熄焦水罐,熄焦水罐经一带有快速关闭阀门的管道一直通到塔内的熄焦装置上。
熄焦塔断面尺寸是根据熄焦烟气流速4-7m/s设计的,仅在稳定熄焦开始的时间内能达到较高的蒸汽流速。
在熄焦塔下部,熄焦车车厢的正上方,装有一个特殊钢材质的漏斗形钢箱,它占据了熄焦车车厢和塔内侧之间的空间,这样可阻止周围空气大量涌进,减少蒸汽体积膨胀,同时可阻止蒸汽从熄焦塔下部龙门框处逸出。
此
外,钢箱还作为收集漏斗将熄焦时甩出的焦炭收集起
来,再将他们送回熄焦车。
为了保护木壁,它是一直
通到约40m高处的熄焦塔烟道内壁处。
收集漏斗下有许多喷嘴,当熄焦车开进来时以
后,可直接喷淋灼热的焦炭。
当熄焦车一达到终点位
置,就可以通过熄焦车车厢后部两个大给水管提供洗
脚水,这两个水管刚好位于熄焦车接水孔的上方。
熄焦塔最上部70m高处有保护装置(上下两
个),它由布置成屋顶形状的薄片形成折流板,蒸汽
在折流板结构处转向。
通过离心分离和薄片表面的静
电吸附的共同作用分离烟尘。
(三)熄焦水澄清设备
如下图,合理的澄清池是减少熄焦过程排放污染区的重要条件,澄清池的形状最好纵向连续的流动澄清池。
通常设置两个并列的澄清池,如果一个停用,也有足够的沉淀能力。