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干熄焦技術(shù)論文(2)

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  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,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(主要為氮氣,溫度170-190℃)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(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發(fā)電。

  1.3 干熄焦工藝流程

  二、干熄焦的優(yōu)點和缺點

  2.1 優(yōu)點

  干熄焦與濕法熄焦相比能提高焦炭強度和降低焦炭反應(yīng)性,對高爐操作有利,尤其對質(zhì)量要求嚴的大型高爐用焦炭,干熄焦更有優(yōu)勢(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),同時減少對大氣的污染。(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)等量氣燃煤而對大氣的污染(5-6噸蒸汽需要1噸動力煤)。對規(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8-10萬噸動力煤燃燒對大氣的污染。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焦炭結(jié)構(gòu)的不利影響,其機械強度、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%,這對降低煉鐵成本,提高生鐵產(chǎn)量極為有利,尤其對采用噴煤粉技術(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粘結(jié)性的焦、肥煤配入量10-20%,有利于保護資源,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,嚴重腐蝕周圍設(shè)備并污染大氣,這些污染物占煉焦過程對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)對紅焦進行冷卻,并配備良好有效的除塵設(shè)施,可以免除對周圍設(shè)備的腐蝕和對大氣的污染。干熄爐爐頂裝焦及爐底排、運焦產(chǎn)生的粉塵以及循環(huán)風(fēng)機后放散的氣體、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

  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?,F(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,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)備機型大制造難、運行時間長、運行費用高、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40年代,前蘇聯(lián)、德國、日本、法國、比利時等許多國家,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,實現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定的熱交換操作。70年代由于能源危機,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到200t/h,產(chǎn)生的蒸汽量為116.5t/h,小時發(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。這些公司在擴大干熄焦裝置能力、改善冷卻室特性、熱平衡、物料平衡、自動化、環(huán)保等方面實現(xiàn)了最佳化設(shè)計,并形成了各自的特點(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的發(fā)展趨勢。日本相繼開發(fā)設(shè)計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,使干熄焦技術(shù)發(fā)展到一個新的水平。

  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”國家重大引進技術(shù)消化吸收項目—干熄焦消化吸收創(chuàng)新“一條龍”項目工程,是國內(nèi)第一條自行設(shè)計制造,國產(chǎn)化率達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號干熄焦裝置是鞍鋼1號、2號焦?fàn)t的配套項目,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100萬t,設(shè)備國產(chǎn)化率達到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動力煤燃燒帶來的大氣污染。

  4.2.2 濟鋼6、7號焦?fàn)t150t/h干熄焦工程引進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,采用多項國內(nèi)先進技術(shù),配備世界最先進的焦?fàn)t節(jié)能環(huán)保工藝。工程由新日鐵、首鋼設(shè)計院聯(lián)合設(shè)計,每小時可處理焦炭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、2號兩座干熄焦工程,采用了高壓余熱鍋爐技術(shù);焦罐提升卷揚機地面化,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技術(shù)。每座裝置熄焦能力達140t/h,鍋爐蒸汽量為91t/h,蒸汽壓力高達12.8kPa,蒸汽溫度為450℃,是目前國內(nèi)自動化程度最高、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)備最先進的干熄焦工程之一。

  五、我公司干熄焦裝置特點

  泰山焦化公司1、2號焦?fàn)t配套的170t/h干熄焦余熱發(fā)電項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,采用多項國內(nèi)先進技術(shù),配備世界最先進的節(jié)能環(huán)保除塵工藝。工程由首鋼國際工程總公司設(shè)計,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。

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