干熄焦技术

2、干熄焦技术特点以某厂干熄焦装置处理能力140t/h为例。

干熄焦装置额定处理能力140t/h，采用带横移的旋转焦罐及高温高压自然循环余热锅炉，产生蒸汽最大80.5t/h，实际71.87t/h，主蒸汽调节阀后压力9.5MPa，温度540℃。

配置1套25MW抽凝式汽轮发电机组用来发电和供热。

干熄焦年处理105.3万t/a(年运行时间按345天计算)，温度1000±50℃焦炭。

主要产品产量：蒸汽37.26万t/a，压力1.2MPa,温度过热；发电125.33×106 kWh/a；除尘焦粉2.1万t/a。

主要技术特点如下。

1）干熄槽（冷却段）采用矮胖型。

2) 炉顶设料钟式布料器。

3) 在冷却段与循环风机之间设置给水预热器，使干熄炉入口处的循环气体温度由约170℃降至≤130℃。

4) 采用连续排料的电磁振动给料器与旋转密封阀组合的排出装置。

5) 炉顶水封设压缩空气吹扫管。

6) 电机车采用APS强制对位装置，使焦罐车在提升塔下的对位修正范围控制在±100mm，对位精度达±10mm。

7) 余热锅炉采用膜式水冷壁，全悬挂形式。

高温高压自然循环。

8) 提升机使用PLC控制。

9) 干熄槽设有2个料位计，高料位采用电容式料位计，同时采用雷达微波料位计进行连续测量。

10) 装入装置漏斗后部设有尾焦收集装置。

11) 采用带横移的旋转焦罐。

12) 根据干熄槽各部位的操作温度和工作特点，采用性能不同的耐火材料。

生产操作技术要求以下。

1) 旋转焦罐内只能接一炉焦炭（约21.4t），静置时间不超过30min，焦罐内不得装入炉头焦、余煤、铁器等。

2) 干熄炉预存段压力保持在0～-100Pa，炉内料位控制在常用料位（下限料位与上限料位之间），排焦温度小于200℃。

3) 严格控制干熄炉入口处循环气体的温度在115～130℃之间，在锅炉入口处温度不高于970℃，工况正常时不得低于680℃。

4) 通过导入空气（锅炉入口温度在600～970℃时）以及向循环气体通入N2（锅炉入口温度600℃以下或970℃以上时），及时调控循环气体含量，使其符合工艺要求。

要求CO＜6%，H2＜3%，O2＜1%，CO2≤15%，N2＞75%。

5) 按设备运行情况及时调控纯水箱、除氧器、汽包的水位。

除盐水罐水位：0±100 mm （根据实际工况确定零点）；除氧器水位：0±100mm；汽包水位：0±50mm。

6) 认真分析锅炉水质及时调控使水质达标，主蒸汽品质合格。

锅炉给水及炉水基准值见表2所示。

表2 锅炉给水及炉水基准值————————————————————————控制项目单位控制指标————————————————————————锅硬度μmol/l≤2.0炉铁μg/l≤30给铜μg/l≤5水二氧化硅μg/l≤20pH值(25℃) 8.8～9.5油mg/l ≤0.3电导率μs/cm＜0.2联氨μg/l10～50含氧量μg/l≤15————————————————————————锅pH（25℃）9.0～10.5炉总含盐量mg/l ≤100炉电导率ms/cm <150水磷酸根离子mg/l 2～10二氧化硅mg/l ≤2————————————————————————7) 严格控制好副省煤器的入口水温不低于60℃，除氧器入口水温不高于85℃。

8) 控制除氧器压力保持在0.02MPa以上，确保除氧效果。

9) 控制外部管网输入的压缩空气、仪表用压缩空气及N2压力在0.4MPa以上，低压蒸汽压力在0.6MPa以上。

10) 根据工况及时调整循环风量的大小，保证锅炉顺利运行。

11) 锅炉入口气体压力，控制范围-800～-200Pa。

12) 二次过热器入口温度540℃以下，且不低于饱和温度±10℃。

13) 主蒸汽压力调节阀后出口蒸汽温度540±10℃，压力9.5±0.2MPa。

14) 锅炉给水温度104℃。

15) 干熄焦系统操作主要工艺参数见表3。

表3 干熄焦系统操作主要工艺参数————————————————————————————项目名称主要工艺参数————————————————————————————焦炉配置2×55孔、6m焦炉每孔炭化室出焦量22.11t（设计）21.4（实际）焦炉循环检修时间 4.5h/d(3次)每孔焦炉操作时间8.42min紧张操作系数 1.07每小时焦炭产量127.9(设计)、127.2（实际）干熄站配置1×140t/h焦炭温度干熄前950～1050℃干熄后＜200℃循环气体流量19.9万m3/h循环气体温度进干熄炉～130℃出干熄炉900±50℃干熄焦产汽率0.575t/t焦干熄炉日操作制度24h连续干熄炉年工作天数345d干熄站年工作制度工作345d连续检修20d干熄焦工艺技术效益分析1) 改善焦炭质量。

与湿法熄焦相比，采用干法熄焦可以提高焦炭M40 3%～4%，M10降低0.3%～0.8%，反应后强度CSR提高3%～5%，焦炭反应性CRI降低1%～5%。

焦炭冷强度提高的原因，一方面，由于红焦在干熄炉预存室向干熄焦槽下移过程中缓慢冷却，避免了湿熄焦过程中内应力骤增的问题，减少了焦炭大量微裂纹的产生；另一方面，由于焦炭在干熄槽内自上而下运动，并进行碰撞和摩擦，使焦炭得到了充分的机械“整粒”作用。

有研究认为，CDQ焦炭的总表面积，特别是微孔的表面积显著小于湿法熄焦的焦炭，从而使CDQ 焦炭的CO2反应性指标CRI比湿熄焦焦炭低，而反应后强度CSR也相应提高。

因此，焦炭微孔数量的减少和微孔表面积的降低是CDQ焦炭强度和热反应性能提高的主要原因。

2) 回收红焦显热。

出炉的红焦显热约占焦炉能耗40%，这部分能量相当于炼焦煤能量5%。

如回收和利用，可显著降低产品成本，并达到节能降耗的效果。

采用干熄焦可回收80%的红焦显热，平均每干熄1t焦炭可回收3.9MPa、450℃的蒸汽0.45～0.6t。

3) 减少环境污染。

干熄焦产生的蒸汽可用于发电，可以避免生产相同数量蒸汽的锅炉燃煤对大气的污染，尤其可减少SO2、H2S的排放。

另外，在保持焦炭质量的前提下，采用干熄焦工艺可以增加弱粘结性煤用量、减少焦、肥煤配入量10%～20%，缓解紧张的炼焦煤。

4) 节能降耗效果显著。

某企业140t/h CDQ装置实际运行产生的效益如下：每年可产生0.95MPa蒸汽40万t，年发电量2700万kWh，二者年创效益3700万元。

降低焦化工序能耗40kgce/t焦，向大气排放污染物减少36.96万t，改善了焦化周边环境。

焦炭质量经实测对比M40提高4%，M10降低0.9%；焦炭热性能CSR提高5.7%，CRI降低3.4%。

一、概述干熄焦是国际上近年来发展起来的新型节能环保熄焦工艺，目前国外已经广泛采用，以其替代传统的湿熄焦是当前国内的焦化行业的发展方向。

目前国内仅有为数不多的几家焦化厂实现了干熄焦工艺。

干熄焦是一项具有良好经济效益的环保型项目，为了推动这项事业的发展，国家作了大量的工作进行技术的推广，目前已有20余家准备上干熄焦。

我公司开发的干熄焦设备包括：CDQ电机车、旋转焦罐、焦罐运载车、装入装置、供气装置、排出装置、APS 自动对位装置等干熄焦专项设备，现已成功研制出武钢140t/h干熄焦专项设备：旋转焦罐、焦罐运载车、装入装置、供气装置，并借助日本技术自主开发出通钢干熄焦专项设备：CDQ 电机车。

二、产品特点（一） CDQ电机车1．用途：电机车运行在焦炉焦侧的熄焦车轨道上，用于牵引焦罐运载车、控制旋转焦罐的旋转动作。

或用于牵引湿熄焦车，控制湿熄焦车的开门动作。

2．结构特点：本电机车结构为钢板与型钢的焊接结构件，分上、下两层。

上层为运输室（司机室），内部布置走行配电柜、通讯配电柜、操作台及空调器等；下层为机械室，主要布置有空压机、充电器等。

其中运输室为双层钢板焊接结构，中间加隔热层，整个运输室结构密封性好；机械室为钢板与型钢的焊接结构件。

整个CDQ电机车外型尺寸为长x宽x高：6800x4100x4330mm。

CDQ电机车结构示意图详见附图一。

该电机车的特点是整套传动装置外挂于车体外，便于设备的维护与检修。

电机车运行距离长，运行速度快，要在很短时间内由高速转换到低速，并要准确定位，因此对电机车的控制水平要求很高。

电机车采用低速对位，误差在±100mm以内（采用APS时），使用APS自动对位装置对位，可使对位精度达到±10mm以内。

（二）旋转焦罐1．用途：旋转焦罐用来装运从焦炉炭化室中推出的红热焦炭。

旋转焦罐在接焦过程中绕其中心线旋转（转速9转/分），可提高焦罐的装焦量，同时可解决焦炭在焦罐中粒度分布不均的问题。

2．结构特点：旋转焦罐的结构为圆筒形焊接钢结构，主要部件包括焦罐体、外框架、联动式吊杆、底闸门等。

焦罐底部设置对开不锈钢底闸门，罐体内圈铺设耐热衬板QT600，加装隔热材料；底闸门内侧铺设高Cr耐热抗磨铸钢。

放置焦罐的外形尺寸为长x宽x高：φ5300x3850mm。

旋转焦罐结构示意图详见附图二～附图三。

3．旋转焦罐旋转的动力来源：运载车上的电机通过减速机带动转台转动，再通过楔形定位凸台将转矩传递到旋转焦罐。

（三）焦罐运载车1．用途：焦罐运载车由电机车牵引沿轨道运行，往返于焦炉与干熄站之间运输焦罐的设备。

由于焦罐在接焦过程中绕中心线旋转，故运载车上设有焦罐旋转驱动装置（电机—减速机—拔杆—转盘—定位楔块）（转速≤9转/分）。

2．结构特点：焦罐运载车为鞍形架焊接钢结构，主要部分包括：车本体、车轮组、转台、制动器、焦罐导向架等部分，另外带有车轮制动用压缩空气管及电缆管。

焦罐运载车外形尺寸为长x宽x高：11800x3500x5620mm。

焦罐运载车结构示意图详见附图四。

（四）装入装置1．用途：装入装置位于干熄炉的顶部，属高空作业设备，主要功能包括：开闭炉盖和把红热的焦炭经装入料斗导入干熄炉。

2．结构特点：装入装置主要由炉盖、水封槽、装入料斗、台车、传动机构、轨道框架座、焦罐支座、导向模板等组成。

两个台车连在一起，通过一台电动缸驱动，在导向模板的导向下，顺序完成打开炉盖、对上装入料斗、移开装入料斗和关闭炉盖的动作。

装入料斗上的集尘管道随台车一起移动。

装入料斗内设分料料钟。

装入装置的外形尺寸为长x宽x高：为17000x9300x5400mm。

装入装置结构示意图详见附图五～附图七。

（五）供气装置1．用途：供气装置安装于干熄炉的底部，主要由锥斗、供入冷惰性气体的风帽和十字风道组成，能够使冷却气体在干熄炉内均匀分布。

2．结构特点：供气装置为大型异形结构件，主要由上下锥斗、供入冷惰性气体的风帽和气道组成，锥斗内衬多种规格、多种材质衬板，用以防止焦炭下滑过程中对结构主体的磨损，其中上部锥斗内的衬板材质为HT200；下部锥斗内的衬板材质为高Cr耐热抗磨铸钢。