焦化厂5_6_焦炉炭化室结石墨原因及处理措施

焦化厂5#、6#焦炉炭化室结石墨原因及处理措施

郭涛,宋宪锋,王文军,李国军

(焦化厂)

摘要:针对莱钢焦化厂5#、6#焦炉结石墨比较严重的问题,分析了石墨生成的原因,并提出了防止石墨大量生成的具体措施。

关键词:焦炉石墨措施

0前言

石墨虽然对炉墙严密性有积极作用,但是随着石墨的大量生成,其对焦炉生产的负面影响会越来越大。莱钢焦化厂的5#、6#焦炉自投产以来炭化室墙面及炉顶区域,尤其是上升管根部结石墨较为严重。在生产过程中,不仅因为清石墨影响K3系数,而且造成推焦电流过大,如果长期得不到解决,将会导致恶性循环,会对炉墙及炉顶砖造成较大损坏。

1焦炉炭化室石墨生成原理

炼焦过程中产生的荒煤气在高温作用下,某些大分子碳氢化合物不断分解,产生一定数量的甲烷,甲烷继续受高温作用裂解,析出游离碳和氢气,游离碳附着于炉墙砖和炉顶砖上,逐渐积累,最终形成炉墙石墨和炉顶石墨。

2焦炉炭化室结石墨的危害

1)炉墙结石墨造成推焦电流过大,易发生难推焦。一般的6m焦炉推焦电流维持在140~160A,一般不应该超过190A。对2009年5月份5#、6#两座6m焦炉推焦过程中的实际最大推焦电流进行了统计,大于190A的有25次,最大为230A。在5月份的焦炭V d af和温度检测统计中,均匀成熟焦炭占98.62%。在焦炭成熟良好的情况下,由于炉墙石墨的影响,存在推焦电流过大的现象。

2)若炉墙热阻变大,会增加炼焦耗热量,加快石墨生长,导致结石墨形成恶性循环。

3)在炉顶空间内大量附着的石墨会造成荒煤

作者简介:郭涛(1985-),男,2006年7月毕业于安徽工业大学化学工程与工艺专业。助理工程师,主要从事炼焦工艺控制工作。气导出困难,加剧炉门冒烟冒火,严重时可以烧坏炉门、炉框,恶化操作环境。

4)降低焦炉煤气热值。焦炉煤气热值的高低主要由煤气中的C H

4

含量决定,C H

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含量越高,则焦炉煤气热值越高。大量生成的石墨可导致荒煤气中的C H4含量减少,从而降低了煤气热值。

5)在推焦过程中,炉顶长期结石墨会对炉顶砖造成危害。当加煤过满或平煤不良时,推焦过程中上部焦炭因炉顶石墨阻滞而堆积和压缩,从而在炭化室顶部产生推焦额外阻力,该阻力经过焦饼把向上的力传给炉顶砖,长此以往,就造成焦炉炉顶表面凸起,进一步引发很多问题。

3炭化室结石墨原因分析

1)焦炉压产和提产可以加速C H4的裂解。5#、6#焦炉结焦时间经历了19~45h的波动,随着结焦时间的延长,荒煤气在炭化室内停留时间增加,加速了C H4的裂解,在炭化室墙表面形成一层石墨。在恢复正常生产过程中,为防止出现低温事故,所以标准温度控制偏高,导致炉顶空间温度达到了860e,加速了荒煤气的二次裂解,形成大量石墨。

2)炉门刀边损坏,造成炉门密封不严。炉门自动清扫设备在运行中出现偏移,设备中的铣刀容易清坏刀边。损坏的刀边在装煤结束后出现冒火,烧坏炉门。在结焦末期,部分空气从此密封不严处进入炭化室,在烧掉焦炭和荒煤气的同时增加了炭化室内的温度,加速了石墨的生成。

4常见除石墨方法比较

目前,国内常见的石墨清除方法主要有刮刀法、空烧法、压缩空气吹烧法三种。

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莱钢科技2010年12月

4.1刮刀法

刮刀法是在推焦杆头安装刮刀,利用推焦时推焦杆的移动将炉顶的石墨强制清除。此方法操作简单,见效快,但无法清除墙面石墨,同时由于推焦阻力大,易引起难推焦,因为是强制清除石墨,对炉顶的危害也较大。

4.2空烧法

空烧法是指在推完炭化室内焦炭后,关上炉门不装煤,开启装煤口盖和上升管盖,靠上升管热浮力从加煤口抽吸空气进炭化室烧石墨的方法。此方法能有效去除炉墙表面的石墨,但是生产组织复杂,耗时较长,影响K3系数,对炉体墙严密性也有一定影响。只适用于炭化室石墨较少的情况,对结石墨严重的焦炉见效慢。

4.3压缩空气吹烧法

压缩空气吹烧法是指在推焦杆顶端或加煤车上安装压缩空气,进行推焦时分别从推焦杆和炉顶对炭化室进行吹烧。此方法设备简单。加煤与吹烧同时进行,不影响K3系数。压缩空气吹烧时不直接正对砖面和砖缝,危害小。可清除炉顶及中下部石墨。压缩空气在吹烧石墨的同时冲击砖面和砖缝,易造成炉顶砖剥蚀和炉顶窜漏,对炭化室中下部的墙面石墨也较难清除。同时设备改造工作量大,推行比较困难。

从以上三种方法比较可以看出,压缩空气吹烧法比较好,但需要根据厂内实际进行设备改造。

5处理措施

5.1及时处理炉门、炉框不严密

按照生产计划,将四个循环周期内需修理的炉门按机、焦侧和损坏状况进行分类,制定修理方案。修理完毕后,对炉门弹簧、刀边等进行校正,确保炉门安装一次合格。热修人员按照出炉计划对炉框不严(主要是焦侧炉框)的炉号,从炭化室侧对缝隙进行抹补。

5.2加强热工测量,控制炉顶空间温度过高现象

增加炉顶空间温度的测量频率,每月测量一次,控制在800?20e,对炉顶石墨生成速度快的炉号,加测炉顶空间温度,查明原因进行处理。

5.3加满煤,平好煤,保持良好顺畅的炉顶空间

加强装煤操作的检查,将煤线控制在400~500 mm,配合煤线测量和煤塔称数据控制煤线的合格率。

5.4加强石墨较多的炉号清理,防止恶性循环

使用推焦杆压缩空气清扫对炉墙顶部石墨进行清扫,同时安排人工使用压缩空气对墙面结石墨较多部位进行重点处理,防止石墨进一步增长。

6效果

经过实施,5#、6#焦炉炭化室墙面及炉顶结石墨现象得到有效控制,推焦电流减小,在140~170A,人工清除石墨次数明显减少。从长期应用效果来看,可防止炉墙及炉顶砖的损坏,适当地延长焦炉的使用寿命,在炉体维护方面起到了积极作用。

参考文献

[1]姚昭章.炼焦学[M].北京:冶金工业出版社,2005.

[2]严文福,郑明东.焦炉加热调节与节能[M].合肥:合肥

工业大学出版社,2005.

[3]卢瑜.新1#、2#焦炉炭化室石墨生长过快原因分析及处

理措施[J].四川冶金.2007,29(2):28-32.

特邀编辑:李明富

Causes and Treat m entM easures of For m ing G raphite i n Coke O ven Cha m ber5#and6#

of t he C oking P lant

Guo T ao,Song X ianfeng,W ang W en j u n,L iGuo j u n

(The Cok i n g P lant)

Abst ract:A i m ing at the re latively serious proble m of for m i n g graph ite in coke oven5#and6#in the co-k i n g p l a nt of Laigang,the causes of for m i n g g raphite w ere analyzed,and the concrete m easuresw ere pro-posed to prevent for m ing graphite in great quantities.

K ey w ords:coke oven;graphite;coking cha m ber

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郭涛,等:焦化厂5#、6#焦炉炭化室结石墨原因及处理措施第6期(总第150期)