干熄焦

1 定义及特征

干熄焦余热发电技术，是指采用循环气体将红焦吹扫降温冷却，利用红焦的显热加热循环气体后，再由循环气体与余热锅炉进行换热，产生蒸汽用来发电的技术。在这一过程中，循环气体在系统内循环吸热、放热，以间接换热介质的作用来完成整个系统的热量传递，最终实现回收红焦的显热进行发电的目的。

干熄焦余热发电技术具如下优势特征：

（1）节能和经济效益

在焦炉的热平衡中被红焦带走的热量相当于焦炉加热所需热量的37%，干熄焦可回收红焦热量的80%。干熄焦过程中，被加热的循环气体经余热锅炉换热产生蒸汽，循环气体温度下降后，再循环使用，从而有效地利用红焦的显热，并可将回收的焦粉进行再利用；利用余热锅炉产生的高温高压蒸汽进入汽轮发电机组做功发电，最终将红焦的显热转换为电能，节能及经济效益十分明显。

（2）环境效益

干熄焦采用循环气体在密闭的干熄炉内对红焦进行冷却，可以免除湿熄焦过程中酚、氰化合物和硫化合物等有害物质对周围设备的腐蚀和对大气的污染。通过对焦粉的收集和处理，最后以高净化烟气排入大气。（3）提高焦炭质量

干法熄焦过程是在循环气体逆流换热的过程中缓慢而均匀进行的，它没有湿法熄焦过程中存在的剧冷作用，干熄焦后焦炭机械强度、耐磨性、反应后强度均有明显提高，反应性降低。干熄焦过程中，因料层相对运动，增加了焦块之间的相互摩擦与碰撞，起到了焦炭的整粒作用，提高了焦块的均匀性。焦炭在预存室保温相当于在焦炉中的闷炉，进一步提高焦块的成熟度，使其结构致密化。

（4）扩大炼焦煤源

在保持原焦炭质量不变的条件下，采用干熄焦可以降低强粘结性的焦、肥煤配入量的10％～20％，有利于保护资源和降低焦炭成本。

2 系统构成

干熄焦余热发电系统主要包括：干熄炉系统、气体循环系统、干熄焦余热锅炉系统、焦粉回收系统、红焦运输系统、冷焦运输系统、检修迁车台系统、地面环境除尘系统、空气压缩系统、汽轮机及发电机组系统、电站循环冷却水系统；电站化学水处理系统；站用电系统；电气接入系统；电站动控制系统；电站室外汽水管道系统；电站室外给水、排水、消防管网系统；以及为上述各系统配套土建、通讯、照明、环保、劳动安全与卫生、消防、供暖等辅助系统。

3 技术要点及主要系统

3.1干熄焦系统主要工艺特点：

（1）干熄炉采用矮胖型炉型，在确保熄焦效果和炉内气料稳定运行工况的前提下，不但可减少干熄炉内循环气体阻力，减少循环气体量供应动力；又可使相应配套的提升机整体框架结构和一、二次除尘器钢结构高度降低，节省工程一次投资。根据顶装焦及捣固焦不同的特点对干熄炉进行区别设计。

（2）在炉顶设置料钟式布料器，克服由于装入焦炭粒径偏析以及装入焦炭的料位高差，使干熄炉内的循环气体流速不均匀等弊端，起到减少循环气体量的目的。

（3）在干熄炉下部鼓风装置与主循环风机之间设置锅炉副省煤器，使干熄炉入口处的循环气体温度降至120～130℃左右，确保平均排焦温度<200℃。

（4）采用连续排焦，进一步稳定炉内下料工况与压力，使焦炭下落均匀，并在其上部排焦口设置导流棒，更好地控制焦炭均匀下降不偏流。

（5）根据干熄炉各部位的工艺特点，采用不同性能的功能型耐火材料。在耐火材料选取上除保证耐材一般理化指标外，还必须兼顾耐材的高强耐磨性与耐急冷急热性，特别是在斜风道等关键部位。

（6）加强各主循环具体环节上的密封性能，减少冷空气的吸入（负压段）、有毒气体的排出（正压段）。在干熄炉上部设置空气导入装置、在副省煤器上部设置循环气体放散装置及对高温循环气体在一次除尘器入口处的降温装置。

（7）在循环气体各放散口均设环保除尘收集装置，确保干熄焦主体设备各气体排放符合国家环保要求。（8）一次除尘器出灰口上部设置中间挡墙，增加一次除尘器除尘效果，减少后部除尘压力，同时，对其下部粉尘的排出情况进行检测。

（9）炉顶水封增设压缩空气吹扫管，防止水封槽中焦粉堆积。

（10）采用旋转焦罐，既可保证焦罐内焦炭分布均匀，又减少了焦罐本身的重量及维护工作量。

（11）对于捣固焦干熄焦以及市场性质的焦化厂项目，针对其不同的特点，为保证循环风机的使用寿命，二次除尘采用二级除尘的方式，使进入循环风机的循环气体含尘量在各种工况下均能满足设计要求。（12）热力系统采用高温高压参数，尽可能的提高电站发电效率；余热锅炉采用全自然循环系统。

（13）回收利用焦炉烟道气余热产生低压过热蒸汽，用于热力除氧系统和焦化生产用汽。

3.2主要系统工艺流程

（1）干熄炉系统：经推焦车将焦化炉内的红焦推入放置在焦罐车上的旋转焦罐内，每个焦罐可容纳一孔焦炉炭化室的全部焦炭。焦罐车由电机车牵引至干熄焦装置提升井架底部，经APS定位系统定位后，由提升机将焦罐提升并送至干熄炉炉顶，自动打开焦罐底板通过带布料器的装入装置将焦炭装入干熄炉内。在干熄炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换，焦炭被冷却至180～200℃左右，经排焦装置卸到带式输送机上，然后送往焦处理系统。焦罐装焦完毕后，焦罐底板自动关闭，经提升机送回提升井下部的焦罐台车空位上，再将另一个装有红焦的焦罐送至干熄炉炉顶，此时电机车牵引焦罐台车将空焦罐送至焦炉炭化室出焦处，再装入红焦，完成整个焦炭冷却及输送。一、二次除尘器以及余热锅炉分离出的焦粉，由专门的输送设备将其收集在贮槽内，加湿后外运。

（2）循环气体系统：循环风机将冷却焦炭的惰性气体从干熄炉底部的供气装置鼓入干熄炉内，与红热焦炭逆流换热。自干熄炉排出的热循环气体的温度约为850～960℃，经一次除尘器除尘后进入干熄焦余热锅炉进行换热，温度降至160～180℃；由余热锅炉出来的循环气体经二次除尘器除尘后，再由循环风机加压，再经水预热器将循环气体冷却至120～130℃后进入干熄炉循环使用，完成整个循环气体循环。

（3）余热锅炉、汽轮机发电系统：余热锅炉与循环气体换热产生高温高压蒸汽进入汽轮机作功发电，乏汽经冷凝器冷凝后送入疏水箱；疏水箱的水经疏水泵分两路：一路送入水加热器（副省煤器）；一路做为烟道气余锅炉的给水；经水加热器加热后的水进入除氧器除氧，除氧水经给水泵送入余热锅炉省煤器，省煤器将给水加热为饱和水送入锅炉汽包；汽包内的水经下降管进入蒸发段变为汽水混合物后回到汽包，饱和蒸汽经汽水分离后进入过热器进行过热后进进入汽轮机，完成整个汽水循环。

（4）化学水处理系统：选择工艺成熟、操作方便、运行操作费用低的锅炉补给化学水处理系统，采用预处理+反渗透+脱炭塔+混床工艺。

（5）环境除尘系统：干熄焦装置的装料、排料、预存室放散及风机后放散等处的烟尘均进入干熄焦地面除尘站，除尘后放散。

干熄焦余热发电系统流程见附图4-1

循环气体系统流程见附图4-2

干熄炉系统流程见附图4-3