干熄焦余热发电综述

干熄焦余热发电综述

【摘要】本文主要介绍了干熄焦工艺原理和特点，及国内外干熄焦的现状。

【关键词】：干熄焦；综述

一、干熄焦工艺

1.1 干熄焦CDQ（Coke Dry

Quenching）技术

国内外钢铁企业回收产品显热普遍采用的成熟技术，是相对于常规的应用水熄灭炙热红焦的湿熄焦而言的，即采用惰性气体熄灭赤热焦炭的一种熄焦方法。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。

1.2 干熄焦的工作原理

利用冷惰性气体（主要为氮气，温度170-190℃）在干熄炉中与炼焦炉推出的大约为1050℃的赤热焦炭逆向流动（惰性气体被加热到700-850℃）直接换热，从而冷却焦炭（200℃）。吸收焦炭热量的惰性气体（950℃）经除尘后将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽。最后将产生的余热蒸汽送往汽轮机发电。

1.3 干熄焦工艺流程

二、干熄焦的优点和缺点

2.1 优点

干熄焦与湿法熄焦相比能提高焦炭强度和降低焦炭反应性，对高炉操作有利，尤其对质量要求严的大型高炉用焦炭，干熄焦更有优势（降低高炉燃料比、增加出铁比，提高炉顶温度，增加煤粉喷吹量），同时减少对大气的污染。（见表1）

干熄焦回收红焦废热产生蒸汽，可用于发电，避免了生产等量气燃煤而对大气的污染（5-6吨蒸汽需要1吨动力煤）。对规模为100万t/a焦化厂而言，采用干熄焦技术，每年可以减少8-10万吨动力煤燃烧对大气的污染。相当于少向大气排放144-180吨烟尘、1280-1600吨SO2，尤其是每年可以减排10 -17.5万吨CO2。采用干熄焦平均每吨焦炭节水大于0.44吨。

2.1.1 提高焦炭质量

同湿法熄焦相比，避免了湿熄焦急剧冷却对焦炭结构的不利影响，其机械强

度、耐磨性、真比重都有所提高。焦炭M40提高3%-8%，Ml0降低0.3%-0.8%，且焦炭的热反应性（CSR、CIR）均有所改善，焦炭M40提高1%，这对降低炼铁成本，提高生铁产量极为有利，尤其对采用喷煤粉技术的大型高炉效果更加明显。炼铁焦比下降5千克/吨，产量则提高4%。在保持原焦炭质量不变的情况下，采用干熄焦可以降低强粘结性的焦、肥煤配入量10-20%，有利于保护资源，降低炼焦成本。

2.1.2回收显热、节能降耗

同湿熄焦相比，干熄焦可回收利用红焦约83%的显热，每干熄1t焦炭回收的热量约为3.9-4.0MPa、450℃蒸汽0.45-0.55t。而湿熄焦没有任何能源回收利用。

2.1.3 降低有害物质的排放，保护环境

湿熄焦产生大量酌酚、氰化合物和硫化合物等有害物质（每熄一吨红焦炭产生0.5t含大量酚、氰化物、硫化物及粉尘的蒸汽）排入大气，严重腐蚀周围设备并污染大气，这些污染物占炼焦过程对外排放水污染物的三分之一。干熄焦采用惰性循环气体在密闭的干熄炉内对红焦进行冷却，并配备良好有效的除尘设施，可以免除对周围设备的腐蚀和对大气的污染。干熄炉炉顶装焦及炉底排、运焦产生的粉尘以及循环风机后放散的气体、干熄炉预存段放散的少量气体经除尘地面站净化后，以含尘量小于100mg/m3的高净化气体排气。见表2。

2.2缺点

2.2.1干熄焦工艺的不足在于熄焦过程中红焦与循环气体发生少量的化学反应，要损失部分焦炭。现阶段一般约损失0.3-0.8%，随着干熄焦工艺的不断完善和改进，焦碳损失率正在逐渐降低。

2.2.2再就是这种工艺方式存在着投资大、设备机型大制造难、运行时间长、运行费用高、故障多生产保证差、安全保证难度大、除尘系统要求高等问题。

三、国内外干熄焦使用概况

1干熄焦（CDQ）起源

干熄焦（CDQ）起源于瑞士，最早的干熄焦装置是1917年瑞士舒尔查公司在丘里赫市炼焦制气厂采用的。20世纪40年代，前苏联、德国、日本、法国、比利时等许多国家，相继研究干熄焦技术，采用了构造各异的干熄焦装置，干熄焦装置经历了罐室式、多室式、地下槽式、地上槽式的发展过程，由于处理能力都比较小，发生蒸汽不稳定、投资大等因素，这一技术长期未得到发展；到了20世纪60年代，前苏联在干熄焦技术工业化方面取得了突破性进展，在切列波维茨钢铁厂建造了带预存室的地上槽式干熄焦装置，处理能力达到52-56t/h。这种带预存室的地上槽式干熄焦工业装置解决了过去干熄焦装置发生蒸汽不稳定等问题，实现了连续稳定的热交换操作。70年代由于能源危机，促使了干熄焦

技术得到长足发展。目前，CDQ在向大型化方向发展，日本福山厂处理红焦能力已达到200t/h，产生的蒸汽量为116.5t/h，小时发电量为34200kW。德国单槽处理能力最大的250t/h超大型干法熄焦装置也正在运行。

2 国际上有代表性的装置

国际上以日本新日铁、JFE、德国蒂森·斯梯尔·奥托公司干熄焦（开发了带冷却栅和冷却壁的干熄焦装置）为代表技术较为先进。这些公司在扩大干熄焦装置能力、改善冷却室特性、热平衡、物料平衡、自动化、环保等方面实现了最佳化设计，并形成了各自的特点（见表3），

3 发展方向

随着干熄焦技术的推广应用，干熄焦设备的高效化、大型化成为二十一世纪的发展趋势。日本相继开发设计并建成了单槽处理能力分别为110t/h、150t/h、180t/h、200t/h以上的大型干熄焦。干熄焦大型化，带来了工艺技术和装备的一系列改进，使干熄焦技术发展到一个新的水平。

四我国干熄焦发展概况

4.1 干熄焦技术的应用

我国干熄焦技术的应用始于1985年，上海宝钢一期工程引进日本4×75t/h 干熄焦装置并投产。同年，上海浦东煤气厂引进前苏联2×70t/h干熄焦装置，并于1994年投产。1991年和1997年宝钢二期、三期采用日本技术的两组4×75t/h 干熄焦，

1999年济钢采用乌克兰技术的2×70t/h干熄焦，

2001年首钢采用日本技术的1×65t/h干熄焦装置，

2003年马钢的干熄焦工程被列入“九五”国家重大引进技术消化吸收项目—干熄焦消化吸收创新“一条龙”项目工程，是国内第一条自行设计制造，国产化率达90%以上的干熄焦装置。此外，近几年武钢、鞍钢、昆钢、南钢、杭钢、涟钢、通钢等企业也都新建了干熄焦工艺。

4.2 我国干熄焦技术应用的发展

近几年我国干熄焦正向大型化和系列化发展，且干熄焦能力已居世界第一。最新资料显示，目前我国在建和已投产的干熄焦装置共125套，占我国机焦产能的33.6%，相当于我国2007年钢铁工业耗焦总量的42%。

4.2.1 鞍钢1号干熄焦装置是鞍钢1号、2号焦炉的配套项目，采用目前国内新型干熄焦技术，是世界上工艺及设备最先进的干熄焦工程之一。鞍钢干熄焦