李少鋒 吳明峰 王帥毫 

( 中國(guó)平煤神馬集團(tuán)平頂山京寶焦化有限公司  平頂山 467494)

摘  要：干熄焦技術(shù)作為目前國(guó)內(nèi)外煉焦行業(yè)推廣應(yīng)用的節(jié)能減排、降本增效的新型技術(shù)，已被列為國(guó)家重點(diǎn)推廣鼓勵(lì)扶持的重大節(jié)能技術(shù)之一。與傳統(tǒng)的濕法熄焦技術(shù)相比，干熄焦具有回收紅焦顯熱、提高焦炭質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。這一技術(shù)可以使得焦化企業(yè)從環(huán)保、能源、成本等多方面獲得巨大效益，對(duì)于實(shí)現(xiàn)焦化行業(yè)的綠色發(fā)展具有十分重要的意義。

關(guān)鍵字：干熄焦；節(jié)能；環(huán)保

1  我國(guó)干熄焦技術(shù)的現(xiàn)狀

干熄焦技術(shù)是在冶金行業(yè)焦化領(lǐng)域大力推廣的節(jié)能、環(huán)保新技術(shù)，具有增產(chǎn)、降耗等特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)自1985年寶鋼一期首次引進(jìn)日本技術(shù)和設(shè)備的干熄焦裝置后，截止目前國(guó)內(nèi)干熄焦在建、已建的項(xiàng)目已經(jīng)超過150套。近年來(lái)除了非常重要的關(guān)鍵設(shè)備和元件，干熄焦技術(shù)和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化已取得較大進(jìn)展，促進(jìn)了干熄焦技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用。

2  干熄焦工藝

2.1  干熄焦工藝流程

我公司160t/h干熄焦工程及余熱發(fā)電項(xiàng)目是為公司2*60孔6m搗固焦?fàn)t配套建設(shè)的節(jié)能減排項(xiàng)目，主體設(shè)備由干熄焦焦炭運(yùn)輸系統(tǒng)、干熄爐及供氣裝置、裝入裝置、排出裝置、氣體循環(huán)系統(tǒng)等組成。160t/h干熄焦工藝流程如圖1所示。

圖1  160t/h干熄焦工藝流程如圖

2.2  干熄焦工藝說明

裝滿紅焦的焦罐臺(tái)車由電動(dòng)機(jī)牽引至焦罐提升井架底部，由焦罐提升機(jī)將焦罐提升并送到干熄爐頂，通過爐頂裝置將焦炭裝入干熄爐。在干熄爐中焦炭與惰性氣體進(jìn)行熱交換，紅焦冷卻至200℃以下，經(jīng)排焦裝置卸至膠帶機(jī)上，送到篩焦系統(tǒng)。

冷卻焦炭的惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)通過干熄槽底部的供氣裝置鼓入干熄槽，與紅焦炭進(jìn)行換熱，由干熄槽出來(lái)的熱惰性氣體溫度隨著入爐焦炭溫度的不同而變化，如果入爐焦炭溫度穩(wěn)定在1050℃，該溫度約為970℃。熱的惰性氣體經(jīng)一次除塵器除塵后進(jìn)入余熱鍋爐換熱，溫度降至約180℃。惰性氣體由鍋爐出來(lái)，再經(jīng)過二次除塵后由循環(huán)風(fēng)機(jī)加壓經(jīng)給水預(yù)熱器冷卻至約≤130℃進(jìn)入干熄槽循環(huán)使用。

除塵器分離出的焦粉，由專門的輸送設(shè)備將其收集在貯槽內(nèi)以備外運(yùn)。干熄焦的裝入、排焦、預(yù)存室放散等處的含塵氣體均進(jìn)入干熄焦地面除塵站進(jìn)行除塵后排放。

2.3  干熄焦主要工藝參數(shù)

我公司2座6m焦?fàn)t年產(chǎn)干全焦120萬(wàn)噸，設(shè)計(jì)選用為160t/h的干熄焦裝置，其工藝參數(shù)如表1所示。

表1  干熄焦主要工藝參數(shù)

2.4  干熄焦主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

干熄焦及余熱發(fā)電項(xiàng)目主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表2  干熄焦及發(fā)電項(xiàng)目主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

3  干熄焦效益分析

3.1  干熄焦節(jié)能效益

充分利用紅焦溫?zé)幔?jié)約能源。濕熄焦生產(chǎn)時(shí)對(duì)紅焦噴水冷卻，產(chǎn)生的蒸汽直接排放到大氣中，紅焦的顯熱也隨蒸汽的排放而浪費(fèi)掉；而在干熄焦系統(tǒng)中，利用惰性氣體與紅焦進(jìn)行換熱顯熱后的惰性氣體再將熱量傳遞給配套的余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽用于發(fā)電，因此可以節(jié)約大量的能源。我廠干熄焦設(shè)計(jì)蒸發(fā)量為91.2t/h，正常產(chǎn)汽82.65t/h。配套余熱利用項(xiàng)目配備20MW抽汽凝汽式汽輪機(jī)和25MW發(fā)電機(jī)組一臺(tái)，年發(fā)電量為10.35*107kwh/a。產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽除發(fā)電用外，還可以供給焦化廠其他工段使用。因此可以大大節(jié)約能源。

采用傳統(tǒng)的濕法熄焦，每熄1噸焦要消耗約 0.5 噸水。干熄焦投運(yùn)后，由于很少采用濕法熄焦，而且原先焦化廠自備鍋爐幾乎處于停用狀態(tài)，噸焦耗水量明顯減少，由濕法熄焦時(shí)的2.6噸降低至目前的1.72噸，噸焦減少用水0.88噸，焦化廠全年產(chǎn)量若按產(chǎn)焦150萬(wàn)噸計(jì)，可節(jié)水132萬(wàn)噸。

3.2  干熄焦環(huán)保效益

原有濕熄焦生產(chǎn)過程中，紅焦與水接觸產(chǎn)生大量的酚、氰化合物和硫化物等有害物質(zhì)，隨熄焦產(chǎn)生的蒸汽自由排放，嚴(yán)重腐蝕周圍設(shè)備并污染大氣；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，可以免除對(duì)周圍設(shè)備的腐蝕和大氣污染。此外由于采用焦罐定位接焦，焦?fàn)t出焦的粉塵由攔焦車的收塵風(fēng)機(jī)直接吸收排送到除塵站，經(jīng)除塵之后符合排放標(biāo)準(zhǔn)的氣體直接排放到大氣，污染得到有效的控制。

干熄焦?fàn)t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的高凈化氣體排入大氣。因此，干熄焦的環(huán)保指標(biāo)優(yōu)于濕熄焦。干法熄焦比濕法熄焦可減少約60% (每年約64t)各類大氣污染物的排放量，大氣污染得到有效控制，而且節(jié)約了用水，固體粉塵回收后可得到綜合利用，環(huán)境效益十分明顯。同時(shí)為了配套干熄焦生產(chǎn)，公司又投資建設(shè)了廢水深度處理項(xiàng)目，以完成對(duì)干熄焦廢水的循環(huán)利用，做到焦化廢水零外排。

3.3  干熄焦質(zhì)量效益

焦炭質(zhì)量明顯提高。從炭化室推出的焦炭,溫度為1000°C左右，濕熄焦時(shí)紅焦因?yàn)閲娝眲±鋮s，焦炭?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，網(wǎng)狀裂紋較多，氣孔率很高,容易碎裂成小塊；干熄焦過程中焦炭緩了塊度在60 mm以上大塊焦,而25～60 mm的中塊焦相應(yīng)增多，焦炭塊度的均勻性提高了，有利于高爐冶煉生產(chǎn)。

反應(yīng)性較低的焦炭，對(duì)提高高爐的利用系數(shù)和增加噴煤量起著至關(guān)重要的作用，而干熄爐與濕熄焦的焦炭相比，反應(yīng)性明顯降低。這是因?yàn)楦上ń箷r(shí)焦炭在干爐的預(yù)存段有保溫作用，相當(dāng)于在焦?fàn)t里燜爐，進(jìn)行溫度的均勻化和殘存揮發(fā)分析出的過程，因而經(jīng)過預(yù)存段，焦炭的成熟度進(jìn)一步提高，生焦基本消除，而生焦的特點(diǎn)就是反應(yīng)性高，機(jī)械強(qiáng)度低；其次，干熄焦生產(chǎn)的焦炭在干爐爐內(nèi)往下流動(dòng)的過程中，焦炭經(jīng)受機(jī)械力，焦炭的結(jié)構(gòu)脆弱部分及生焦變?yōu)榻狗酆Y除掉，不影響冶金焦的反應(yīng)性；再次，濕熄焦生產(chǎn)的焦炭表面和氣孔內(nèi)因水蒸發(fā)后沉積有堿金屬的鹽基物質(zhì)，使焦炭反應(yīng)性提高，而干熄焦的焦塊則不沉積，因而其反應(yīng)性較低，采用干法熄焦可使焦炭M40提高3～5% ，M10提高0.3～0.5%；有利于降低煉鐵入爐焦比，提高高爐生產(chǎn)能力，最終降低鋼鐵生產(chǎn)總的成本費(fèi)用。

4  結(jié)論

干熄焦及余熱利用項(xiàng)目的投運(yùn)，將熄焦過程中產(chǎn)生的污染物排放量進(jìn)一步降低，為該地區(qū)更廣泛的開展環(huán)境治理工作作出了突出的貢獻(xiàn)，同時(shí)干熄焦先進(jìn)的裝置工藝也為公司節(jié)能降耗、焦炭質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。因此干熄焦技術(shù)在節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、社會(huì)等方面都具有很大的效果。

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