干熄焦技術(shù)論文(2)
干熄焦技術(shù)論文篇二
干熄焦余熱發(fā)電綜述
【摘要】：本文主要介紹了干熄焦工藝原理和特點(diǎn)，及國內(nèi)外干熄焦的現(xiàn)狀。
【關(guān)鍵詞】：干熄焦;綜述
一、干熄焦工藝
1.1 干熄焦CDQ(Coke Dry
Quenching)技術(shù)
國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)回收產(chǎn)品顯熱普遍采用的成熟技術(shù)，是相對(duì)于常規(guī)的應(yīng)用水熄滅炙熱紅焦的濕熄焦而言的，即采用惰性氣體熄滅赤熱焦炭的一種熄焦方法。干熄焦能回收利用紅焦的顯熱，改善焦炭質(zhì)量，減輕熄焦操作對(duì)環(huán)境的污染。
1.2 干熄焦的工作原理
利用冷惰性氣體(主要為氮?dú)猓瑴囟?70-190℃)在干熄爐中與煉焦?fàn)t推出的大約為1050℃的赤熱焦炭逆向流動(dòng)(惰性氣體被加熱到700-850℃)直接換熱，從而冷卻焦炭(200℃)。吸收焦炭熱量的惰性氣體(950℃)經(jīng)除塵后將熱量傳給干熄焦鍋爐產(chǎn)生蒸汽。最后將產(chǎn)生的余熱蒸汽送往汽輪機(jī)發(fā)電。
1.3 干熄焦工藝流程
二、干熄焦的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
2.1 優(yōu)點(diǎn)
干熄焦與濕法熄焦相比能提高焦炭強(qiáng)度和降低焦炭反應(yīng)性，對(duì)高爐操作有利，尤其對(duì)質(zhì)量要求嚴(yán)的大型高爐用焦炭，干熄焦更有優(yōu)勢(shì)(降低高爐燃料比、增加出鐵比，提高爐頂溫度，增加煤粉噴吹量)，同時(shí)減少對(duì)大氣的污染。(見表1)
干熄焦回收紅焦廢熱產(chǎn)生蒸汽，可用于發(fā)電，避免了生產(chǎn)等量氣燃煤而對(duì)大氣的污染(5-6噸蒸汽需要1噸動(dòng)力煤)。對(duì)規(guī)模為100萬t/a焦化廠而言，采用干熄焦技術(shù)，每年可以減少8-10萬噸動(dòng)力煤燃燒對(duì)大氣的污染。相當(dāng)于少向大氣排放144-180噸煙塵、1280-1600噸SO2，尤其是每年可以減排10 -17.5萬噸CO2。采用干熄焦平均每噸焦炭節(jié)水大于0.44噸。
2.1.1 提高焦炭質(zhì)量
同濕法熄焦相比，避免了濕熄焦急劇冷卻對(duì)焦炭結(jié)構(gòu)的不利影響，其機(jī)械強(qiáng)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%，且焦炭的熱反應(yīng)性(CSR、CIR)均有所改善，焦炭M40提高1%，這對(duì)降低煉鐵成本，提高生鐵產(chǎn)量極為有利，尤其對(duì)采用噴煤粉技術(shù)的大型高爐效果更加明顯。煉鐵焦比下降5千克/噸，產(chǎn)量則提高4%。在保持原焦炭質(zhì)量不變的情況下，采用干熄焦可以降低強(qiáng)粘結(jié)性的焦、肥煤配入量10-20%，有利于保護(hù)資源，降低煉焦成本。
2.1.2回收顯熱、節(jié)能降耗
同濕熄焦相比，干熄焦可回收利用紅焦約83%的顯熱，每干熄1t焦炭回收的熱量約為3.9-4.0MPa、450℃蒸汽0.45-0.55t。而濕熄焦沒有任何能源回收利用。
2.1.3 降低有害物質(zhì)的排放，保護(hù)環(huán)境
濕熄焦產(chǎn)生大量酌酚、氰化合物和硫化合物等有害物質(zhì)(每熄一噸紅焦炭產(chǎn)生0.5t含大量酚、氰化物、硫化物及粉塵的蒸汽)排入大氣，嚴(yán)重腐蝕周圍設(shè)備并污染大氣，這些污染物占煉焦過程對(duì)外排放水污染物的三分之一。干熄焦采用惰性循環(huán)氣體在密閉的干熄爐內(nèi)對(duì)紅焦進(jìn)行冷卻，并配備良好有效的除塵設(shè)施，可以免除對(duì)周圍設(shè)備的腐蝕和對(duì)大氣的污染。干熄爐爐頂裝焦及爐底排、運(yùn)焦產(chǎn)生的粉塵以及循環(huán)風(fēng)機(jī)后放散的氣體、干熄爐預(yù)存段放散的少量氣體經(jīng)除塵地面站凈化后，以含塵量小于100mg/m3的高凈化氣體排氣。見表2。
2.2缺點(diǎn)
2.2.1干熄焦工藝的不足在于熄焦過程中紅焦與循環(huán)氣體發(fā)生少量的化學(xué)反應(yīng)，要損失部分焦炭。現(xiàn)階段一般約損失0.3-0.8%，隨著干熄焦工藝的不斷完善和改進(jìn)，焦碳損失率正在逐漸降低。
2.2.2再就是這種工藝方式存在著投資大、設(shè)備機(jī)型大制造難、運(yùn)行時(shí)間長、運(yùn)行費(fèi)用高、故障多生產(chǎn)保證差、安全保證難度大、除塵系統(tǒng)要求高等問題。
三、國內(nèi)外干熄焦使用概況
1干熄焦(CDQ)起源
干熄焦(CDQ)起源于瑞士，最早的干熄焦裝置是1917年瑞士舒爾查公司在丘里赫市煉焦制氣廠采用的。20世紀(jì)40年代，前蘇聯(lián)、德國、日本、法國、比利時(shí)等許多國家，相繼研究干熄焦技術(shù)，采用了構(gòu)造各異的干熄焦裝置，干熄焦裝置經(jīng)歷了罐室式、多室式、地下槽式、地上槽式的發(fā)展過程，由于處理能力都比較小，發(fā)生蒸汽不穩(wěn)定、投資大等因素，這一技術(shù)長期未得到發(fā)展;到了20世紀(jì)60年代，前蘇聯(lián)在干熄焦技術(shù)工業(yè)化方面取得了突破性進(jìn)展，在切列波維茨鋼鐵廠建造了帶預(yù)存室的地上槽式干熄焦裝置，處理能力達(dá)到52-56t/h。這種帶預(yù)存室的地上槽式干熄焦工業(yè)裝置解決了過去干熄焦裝置發(fā)生蒸汽不穩(wěn)定等問題，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定的熱交換操作。70年代由于能源危機(jī)，促使了干熄焦技術(shù)得到長足發(fā)展。目前，CDQ在向大型化方向發(fā)展，日本福山廠處理紅焦能力已達(dá)到200t/h，產(chǎn)生的蒸汽量為116.5t/h，小時(shí)發(fā)電量為34200kW。德國單槽處理能力最大的250t/h超大型干法熄焦裝置也正在運(yùn)行。
2 國際上有代表性的裝置
國際上以日本新日鐵、JFE、德國蒂森·斯梯爾·奧托公司干熄焦(開發(fā)了帶冷卻柵和冷卻壁的干熄焦裝置)為代表技術(shù)較為先進(jìn)。這些公司在擴(kuò)大干熄焦裝置能力、改善冷卻室特性、熱平衡、物料平衡、自動(dòng)化、環(huán)保等方面實(shí)現(xiàn)了最佳化設(shè)計(jì)，并形成了各自的特點(diǎn)(見表3)，
3 發(fā)展方向
隨著干熄焦技術(shù)的推廣應(yīng)用，干熄焦設(shè)備的高效化、大型化成為二十一世紀(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。日本相繼開發(fā)設(shè)計(jì)并建成了單槽處理能力分別為110t/h、150t/h、180t/h、200t/h以上的大型干熄焦。干熄焦大型化，帶來了工藝技術(shù)和裝備的一系列改進(jìn)，使干熄焦技術(shù)發(fā)展到一個(gè)新的水平。
四 我國干熄焦發(fā)展概況
4.1 干熄焦技術(shù)的應(yīng)用
我國干熄焦技術(shù)的應(yīng)用始于1985年，上海寶鋼一期工程引進(jìn)日本4×75t/h干熄焦裝置并投產(chǎn)。同年，上海浦東煤氣廠引進(jìn)前蘇聯(lián)2×70t/h干熄焦裝置，并于1994年投產(chǎn)。 1991年和1997年寶鋼二期、三期采用日本技術(shù)的兩組4×75t/h干熄焦，
1999年濟(jì)鋼采用烏克蘭技術(shù)的2×70t/h干熄焦，
2001年首鋼采用日本技術(shù)的1×65t/h干熄焦裝置，
2003年馬鋼的干熄焦工程被列入“九五”國家重大引進(jìn)技術(shù)消化吸收項(xiàng)目—干熄焦消化吸收創(chuàng)新“一條龍”項(xiàng)目工程，是國內(nèi)第一條自行設(shè)計(jì)制造，國產(chǎn)化率達(dá)90%以上的干熄焦裝置。此外，近幾年武鋼、鞍鋼、昆鋼、南鋼、杭鋼、漣鋼、通鋼等企業(yè)也都新建了干熄焦工藝。
4.2 我國干熄焦技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展
近幾年我國干熄焦正向大型化和系列化發(fā)展，且干熄焦能力已居世界第一。最新資料顯示， 目前我國在建和已投產(chǎn)的干熄焦裝置共125套，占我國機(jī)焦產(chǎn)能的33.6%，相當(dāng)于我國2007年鋼鐵工業(yè)耗焦總量的42%。
4.2.1 鞍鋼1號(hào)干熄焦裝置是鞍鋼1號(hào)、2號(hào)焦?fàn)t的配套項(xiàng)目，采用目前國內(nèi)新型干熄焦技術(shù)，是世界上工藝及設(shè)備最先進(jìn)的干熄焦工程之一。鞍鋼干熄焦最大處理能力和排焦能力分別為140t/h和155t/h，年處理焦炭達(dá)100萬t，設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到90%以上。按現(xiàn)有干熄焦處理規(guī)模，鞍鋼每年可以減少8～10萬t動(dòng)力煤燃燒帶來的大氣污染。
4.2.2 濟(jì)鋼6、7號(hào)焦?fàn)t150t/h干熄焦工程引進(jìn)了新日鐵的最新技術(shù)，國內(nèi)首家采用高溫高壓自然循環(huán)鍋爐，采用多項(xiàng)國內(nèi)先進(jìn)技術(shù)，配備世界最先進(jìn)的焦?fàn)t節(jié)能環(huán)保工藝。工程由新日鐵、首鋼設(shè)計(jì)院聯(lián)合設(shè)計(jì)，每小時(shí)可處理焦炭150t，產(chǎn)蒸汽86.3t，年干熄焦炭112萬t，發(fā)電17600萬kW·h，是目前國內(nèi)規(guī)模最大的干熄焦裝置之一。
4.2.3 沙鋼干熄焦工程有1號(hào)、2號(hào)兩座干熄焦工程，采用了高壓余熱鍋爐技術(shù);焦罐提升卷揚(yáng)機(jī)地面化，減少了主體鋼結(jié)構(gòu);大懸臂結(jié)構(gòu)直接吊裝焦罐等先進(jìn)技術(shù)。每座裝置熄焦能力達(dá)140t/h，鍋爐蒸汽量為91t/h，蒸汽壓力高達(dá)12.8kPa，蒸汽溫度為450℃，是目前國內(nèi)自動(dòng)化程度最高、鍋爐壓力最高的一種新型干熄焦技術(shù)，也是世界上工藝及設(shè)備最先進(jìn)的干熄焦工程之一。
五、我公司干熄焦裝置特點(diǎn)
泰山焦化公司1、2號(hào)焦?fàn)t配套的170t/h干熄焦余熱發(fā)電項(xiàng)目采用新日鐵的最新技術(shù)，使用高溫高壓自然循環(huán)鍋爐，采用多項(xiàng)國內(nèi)先進(jìn)技術(shù)，配備世界最先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保除塵工藝。工程由首鋼國際工程總公司設(shè)計(jì)，北京中日聯(lián)節(jié)能環(huán)保工程技術(shù)有限公司施工。
此項(xiàng)目投產(chǎn)后可處理焦炭170t/h，產(chǎn)生蒸汽86t/h，正常年發(fā)電量16560萬kW·h。