干熄焦工艺介绍
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干熄焦工艺所谓干熄焦工艺,是相对湿熄焦而言的,是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦工艺方法。
1过程:在干熄焦工艺过程中,红焦从干熄炉顶部装入,低温惰性气体由循环风机鼓入干熄炉冷却段红焦层内,吸收红焦显热,冷却后的焦炭从干熄炉底部排出,从干熄炉环形烟道出来的高温惰性气体流经干熄焦工艺锅炉进行热交换,锅炉产生蒸汽,冷却后的惰性气体由循环风机重新鼓入干熄炉,惰性气体在封闭的系统内循环使用。
干熄焦工艺在节能、环保和改善焦炭质量等方面优于湿熄焦。
2起源:干熄焦工艺起源于瑞士,20世纪40年代许多发达国家开始研究开发干熄焦工艺技术,采取的方式各异,而且一般规模较小,生产不稳定。
进人60年代,前苏联在干熄焦工艺技术方面取得了突破进展,实现了连续稳定生产,获得专利发明权,并陆续在其国内多数大型焦化厂建成干熄焦工艺装置。
到目前为止,前苏联有40%的焦化厂采用了干熄焦工艺技术,单套处理量在50~70t/h。
但前苏联干熄焦工艺装置在自动控制和环保措施方面起点并不高。
目前,在中国大约有150套干熄焦装置,主要在联合钢铁企业,因为投资较大,在规模较小的独立焦化厂推广较难。
世界最大的干熄焦装置是北京中日联在首钢京唐钢铁厂2#项目,单套处理能力达220t/h。
3发展:20世纪70年代的全球能源危机促使干熄焦工艺技术得到了长足发展。
资源相对贫乏的日本,率先从苏联引进了干熄焦工艺技术,并在装置的大型化、自动控制和环境保护方面进行改进。
到90年代中期,日本已建成干熄焦工艺装置31套,其中单套处理能力在100 t/h以上的装置有17套,日本新日铁和NKK等公司建成的干熄焦工艺单套处理量可达到200 t/h以上;装焦方式采用了料钟布料,排焦采用了旋转密封阀连续排焦,接焦采用了旋转焦罐接焦等技术,使气料比大大降低,极大地降低了干熄焦工艺装置的建设投资和装置的运行费用;在控制方面实现了计算机控制,做到了全自动无人操作;在除尘方面,采用了除尘地面站方式,避免了干熄焦工艺装置可能带来的二次污染。
干熄焦原理及工艺流程
干熄焦是一种将煤焦炭从高温状态中迅速冷却至室温的过程,这样可以防止煤焦炭发生自燃或继续燃烧。
干熄焦的工艺流程一般包括以下几个步骤:
1. 放料:将高温煤焦炭从焦炉中排出,通过焦焊机或其他设备将煤焦炭放入炉计量装置。
2. 输送:使用输送设备,将煤焦炭送入冷却装置。
3. 冷却:煤焦炭在冷却装置中进行快速冷却,一般采用循环水或气体冷却的方式,以吸收煤焦炭中的热量,将其冷却至室温。
4. 分选:将冷却后的煤焦炭进行分选,去除其中的杂质和细颗粒物,以获得高质量的焦炭产品。
5. 包装和出库:经过分选后的焦炭产品,进行包装和存储,以便后续运输和销售。
整个干熄焦的过程需要严格控制冷却温度和冷却时间,同时也需要对冷却设备进行维护和保养,以确保生产出高质量的焦炭产品,并保证生产安全。
干熄焦工艺流程
干熄焦工艺是一种高效的焦炭处理和余热回收工艺,主要应用于钢铁企业的焦化厂。
其核心流程包括以下几个主要步骤:
1.焦炭装入:将焦炭装入干熄焦装置的料斗中。
2.焦炭运送:通过提升机和皮带输送机将焦炭运送到干熄焦炉顶。
3.焦炭入炉:通过炉顶的装料口将焦炭倒入干熄焦炉内。
4.惰性气体循环:在干熄焦炉内,惰性气体(如氮气)被加热到约1300℃,
通过与焦炭进行热交换,将焦炭的温度降低到约250℃。
5.废气处理:从干熄焦炉排出的废气(主要是惰性气体和少量的氢气、甲烷等
可燃气体)经过废气处理系统进行处理,主要是通过将其引入锅炉进行燃烧并回收余热,同时将废气中的可燃气体回收利用。
6.焦炭排出:经过冷却的焦炭通过皮带输送机排出干熄焦炉,并送至下一步处
理。
7.余热回收:在干熄焦过程中,惰性气体被加热到高温,可以用于余热回收。
通常这些热量可以通过废气余热锅炉产生蒸汽,用于发电或其他工艺过程。
8.设备清洗:为了防止焦炭在干熄焦炉内粘结,需要定期对炉内进行清洗。
一
般使用高压水或惰性气体进行清洗。
整个干熄焦工艺过程不仅能够高效地处理焦炭,同时还能有效地回收和利用余热,从而实现能源的可持续利用。
而且,由于采用惰性气体进行冷却和排出,干熄焦工艺也有助于减少对环境的影响。
然而,这种工艺需要大量的惰性气体循环,因此其投资和运行成本相对较高。
此外,需要注意的是,不同的干熄焦工艺流程可能具有不同的特点和操作条件,具体的工艺流程可能因工厂规模、原料条件、能源需求等因素而有所差异。
因此,在实际操作中,需要根据具体工厂的实际情况选择和设计合适的干熄焦工艺流程。
第一章干熄焦工艺基本知识第一节、干熄焦的发展历史干熄焦起源于瑞士,20世纪40年代许多发达国家开始研究开发干熄焦技术,采取的方式各异,而且一般规模较小,生产不稳定。
进人60年代,前苏联在干熄焦技术方面取得了突破进展,实现了连续稳定生产,获得专利发明权,并陆续在其国内多数大型焦化厂建成干熄焦装置。
到目前为止,前苏联有40%的焦化厂采用了干熄焦技术,单套处理量在50~70t/h。
但前苏联干熄焦装置在自动控制和环保措施方面起点并不高。
20世纪70年代的全球能源危机促使干熄焦技术得到了长足发展。
资源相对贫乏的日本,率先从苏联引进了干熄焦技术,并在装置的大型化、自动控制和环境保护方面进行改进。
到90年代中期,日本已建成干熄焦装置31套,其中单套处理能力在100 t/h以上的装置有17套,日本新日铁和NKK等公司建成的干熄焦单套处理量可达到200 t/h以上;装焦方式采用了料钟布料,排焦采用了旋转密封阀连续排焦,接焦采用了旋转焦罐接焦等技术,使气料比大大降低,极大地降低了干熄焦装置的建设投资和装置的运行费用;在控制方面实现了计算机控制,做到了全自动无人操作;在除尘方面,采用了除尘地面站方式,避免了干熄焦装置可能带来的二次污染。
日本的干熄焦技术不仅在其国内被普遍采用,同时它将干熄焦技术输出到德国、中国、韩国等国家,其干熄焦技术已达到国际领先水平。
20世纪80年代,德国又发明了水冷壁式干熄焦装置,使气体循环系统更加优化,并降低了运行成本。
德国蒂森斯蒂尔奥托(TSoA)公司成功地将水冷栅和水冷壁置人干熄炉,并将干熄炉断面由圆形改成方形,同时在排焦和干熄炉供气方式上进行了较大改进,干熄炉内焦炭下降及气流上升,实现了均匀分布,大大提高了换热效率,使气料比降到了1000 m3/t焦以下,进一步降低了干熄焦装置的运行费用。
TSOA干熄焦技术在德国得到推广,同时该技术还输出到韩国和中国的台北。
干熄焦工艺发展至今,虽然出现了不同的形式,但基本工艺流程大同小异,只是在装焦、排焦、循环气体除尘等方面有所区别。
干熄焦工艺流程及优势详解所谓干熄焦,是相对湿熄焦而言的,是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法。
在干熄焦过程中,红焦从干熄炉顶部装入,低温惰性气体由循环风机鼓入干熄炉冷却段红焦层内,吸收红焦显热,冷却后的焦炭从干熄炉底部排出,从干熄炉环形烟道出来的高温惰性气体流经干熄焦锅炉进行热交换,锅炉产生蒸汽,冷却后的惰性气体由循环风机重新鼓入干熄炉,惰性气体在封闭的系统内循环使用。
干熄焦在节能、环保和改善焦炭质量等方面优于湿熄焦。
一、干熄焦的工艺流程干熄焦工艺流程图二、干熄焦的优点干熄焦能提高焦炭强度和降低焦炭反应性,对高炉操作有利,因而在强结焦性煤缺乏的情况下炼焦时可多配些弱黏结性煤,尤其对质量要求严格的大型高炉用焦炭,干熄焦更有意义。
干熄焦除了免除对周围设备的腐蚀和对大气造成污染外,由于采用焦罐定位接焦,焦炉出焦时的粉尘污染易于控制,改善了生产环境。
干熄焦可以吸收利用红焦83%左右的显热,产生的蒸汽用于发电,大大降低了炼焦能耗。
因此,科学合理地利用干熄焦技术,可以收到很好的经济效益和社会效益。
(一)干熄焦可使焦炭质量明显提高从炭化室推出的1000℃左右的焦炭,湿熄焦时因为喷水急剧冷却,焦炭内部结构中产生很大的热应力,网状裂纹较多,气孔率很高,因此其转鼓强度较低,且容易碎裂成小块;干熄焦过程中焦炭缓慢冷却,降低了内部热应力,网状裂纹减少,气孔率低,因而其转鼓强度提高,真密度也增大。
干熄焦过程中焦炭在干熄炉内从上往下流动时,增加了焦块之间的相互摩擦和碰撞次数,大块焦炭的裂纹提前开裂,强度较低的焦块提前脱落,焦块的棱角提前磨蚀,这就使治金焦的机械稳定性改善了,并且块度在70mm以上的大块焦减少,而25~75mm的中块焦相应增多,也就是焦炭块度的均匀性提高了,这对于高炉也是有利的。
前苏联对干熄焦与湿熄焦焦炭质量做过另外的对比试验,将结焦时间缩短1h后的焦炭进行干熄焦,其焦炭质量比按原结焦时间而进行湿熄焦的焦炭质量还要略好。
干熄焦工艺流程详解《干熄焦工艺流程详解》今天,我们来讨论一下干熄焦工艺。
这是一种重要的焦化工艺,它可以用于生产各种焦炭和焦粉,例如煤气化、低硫焦炭、煤焦油等。
一、流程介绍干熄焦是一种特殊的焦化工艺,它涉及到多个工序,如:烘料、料煅、焦熄、焦化过滤、焦油脱硫、油加氠等。
其中的关键部分是焦熄。
它包括空气熄焦、烟气熄焦、低氧熄焦等。
1、烘料烘料是一个重要的环节,通过烘料,可以改变物料的微观构造,有利于提高焦化产品的质量。
烘料的温度可以根据原料的不同来定。
一般来说,煤的烘料温度一般在200℃以上,少数物料的烘料温度在600℃左右。
2、料煅料煅是一个重要的过程。
它的目的是使焦料中的有机物完全煅烧,从而提高焦油的热值和焦油的质量。
料煅的温度一般在450-800℃,取决于原料的不同。
3、焦熄焦熄是焦化工艺中最重要的部分,通常有空气、烟气和低氧三种方式完成,它们的区别在于氧分压的不同。
空气熄焦和烟气熄焦分别以浓度为3-8%和3-5%的空气或烟气为工作介质,焦温一般在900℃以上;低氧熄焦以浓度为2.5-5%的低氧气体为工作介质,焦温可以达到1000℃,生产高热值的焦油。
4、焦化过滤焦化过滤是指将焦油中的有害物质,如黑碳粉除去,以达到质量控制的要求。
一般采用滤筒过滤,最终可获得清洁的焦油产品。
5、焦油脱硫此过程是将焦油中的硫磺减少到较低的水平。
这可以采用蒸馏、柱色谱、活性炭等方法实现,以达到质量控制的要求。
6、油加氠油加氠是指将由焦油蒸馏而获得的液态碳氢物质加入到活性炭中,与活性炭形成可溶性的液体化合物,以达到提高焦油产品质量的目的。
二、安全措施1、劳动者应当佩戴防护服装和防护用品,以预防烟尘、毒物的污染。
2、应当做好熄焦现场的排烟设备,确保安全。
3、熄焦现场可以采取有害气体报警装置,以及紧急消防设施,以防止出现火灾事故。
4、熄焦现场应当有专门的防火管道布置,及时消除可能导致火灾的危害。
5、工艺设备应定期检查,确保安全运行。
一、干法熄焦的发展
干熄焦起源于20世纪40年代的瑞士,在20世纪70年代,由于全球能源危机促使干熄焦得到长足发展,我国自20世纪80年代初,宝钢首先引进了日本的干熄焦技术,随之济钢、首钢、武钢等企业先后引进这项技术,均在节能减排方面取得一定的成果。
目前,山西仅有太原钢铁集团采用了干法熄焦技术。
二、干法熄焦概述(1)
装满红焦的焦罐由电机车牵引至提升井架下,通过自动对位装置对准提升位置。
提升机将装满红焦的焦罐提升并横移至干熄炉炉顶,通过带料钟的装入装置将焦炭装入干熄炉内。
在干熄炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换,焦炭被冷却后经排焦装置卸至胶带输送机上,经胶带输送机送往原筛焦工段。
冷却焦炭的惰性气体由循环风机通过干熄炉底部的供气装置鼓入干熄炉与红焦炭进行换热。
由干熄槽出来的热惰性气体温度随着入炉焦炭温度的不同而变化。
如果入炉焦炭温度稳定在1050℃,该温度约为980℃。
热的惰性气体经一次除尘器除尘后进入余热锅炉换热,温度降至170℃。
惰性气体由锅炉出来后,再经二次除尘和循环风机加压经水预热器冷却至约130℃进入干熄槽循环使用。
除尘器分离出的焦粉,由专门的输送设备将其收集在贮槽内,以备外运。
干熄焦的装入、排焦、预存室放散等处产生的烟尘均进入干熄焦环境除尘系统进行除尘后达标排放。
干熄焦工艺流程见图1:
1--焦炉2--导焦车3--焦罐4--横移台车5--运载车6--横移牵引装置7--吊车8--装炉装置9--预存室
10--冷却室11--排焦装置12--皮带机13--一次除尘器14--锅炉15--水除氧器16--二次除尘器17--循环风机
图1 干熄焦工艺流程图
三、干法熄焦所采用的环保措施:
干法熄焦在减排方面取得显着的效果,具体采取的措施如下:(1)红焦运输途中,从提升塔到装焦口焦罐加盖;
(2)干熄炉炉顶装焦口设置环形水封座,装焦时接焦漏斗的升降式密封罩插入水封座中形成水封,防止粉尘外溢,同时,接焦漏斗接通活动式抽尘管,斗内被抽成负压,将装焦时瞬间产生的大量烟尘抽入除尘管中,以减少粉尘的扩散污染;
(3)排焦装置采用电磁振动给料机加旋转密封阀的方式,胶带机设密封罩,并在
焦炭排出口及胶带机受料点均设吸气罩,将烟气导入脉冲袋式除尘器,经除尘净化后排放;
(4)干熄槽放散管及循环气体常用放散管的高温放散气体被吸气罩捕集后,首先经过冷却器降低烟气温度,再与排焦口、排焦口胶带机以及新焦转运站的低温尘气混合,再进入脉冲袋式除尘器净化后排入大气;
(5)焦炉干熄焦除尘共有两级除尘系统,一级除尘器采用重力沉降槽式除尘装置,用于除去循环气体中所含的粗粒焦粉,以降低对干熄焦锅炉炉管的磨损;二次除尘器采用多管旋风分离式除尘器,以将循环气体中的细粒焦粉进一步分离出来,以降低焦粉对循环风机叶片的磨损;
(6)在生产过程钟,焦转运站、筛焦楼、贮焦槽顶部及底部、各转运站等处均会产生粉尘,为了更好的收集这部分粉尘,在各个部位均设置了除尘点,将干熄焦生产过程中产生的烟尘收集后经脉冲布袋式除尘器除尘,烟尘经净化后达标排放。
干熄焦的除尘系统工艺流程见图2:
图2 干熄焦除尘系统工艺流程图
四、干熄焦的特点分析
(1)节约水资源
采用常规的湿法熄焦,每熄一吨焦约耗水量0.5吨考虑,山西省每年熄焦耗水量为0.6亿吨。
如果采用干法熄焦,则可以大大缓解山西省的缺水现象。
(2)排污量削减
常规的湿法熄焦在水与红焦接触过程中会排放大量的废气,本文引用山西省环境监测中心站模拟焦化厂的常规湿法熄焦设施,取40kg红焦进行熄焦监测数据见表1(2):
表1 吨焦废气排放量测算结果
根据上表测算,山西每年湿法熄焦污染物排放量见表2:表2 山西省每年废气排放量测算结果单位:吨
(3)节约能源
红焦出炉时所含显热相当于炼焦生产消耗总热量的35~45%,采用干法熄焦可回收约80%的红焦显热,每吨焦炭可回收4.5MPa的蒸汽0.5吨左右,回收能源折标煤40~45kg,因此,采用干熄焦山西省每年可节约标煤480~540万吨。
(4)提高焦炭质量
在焦炭质量方面,干熄焦比湿熄焦显著提高:如 M40提高3%~8%;M10降低0.2~0.8%;反应强度有一定程度的降低;另外由于干熄焦焦炭质量提高,可使高炉炼铁入炉焦比下降2~5%,同时高炉生产能力提高约1%。
(5)投资成本提高
干法熄焦装置投资大,约为焦炉投资的35%~40%,投资回收期为10年。
结论:焦化行业在给山西带来巨大经济利益的同时,也使当地环境质量遭到破坏。
在污染严重的炼焦区,环境空气及地表水体中焦化行业特征污染物强致癌物质BaP超标严重,对当地居民的身体造成极大的危害;另外,山西省由于大型煤矿和遍地开花的小型煤矿大量采煤使浅层和中深层地下水资源遭到严重的破坏,由于水资源短缺,河流污水直接截流灌溉与渗入饮用水源,使农作物受害,人畜身体健康受到威胁,湿法熄焦的盛行更加重了这种现象的发生。
因此,采用先进生产工艺及设备,减少污染物的排放是现今迫在眉睫的事情,干法熄焦在环保和能源利用方面,尤其是节能方面具有优势,但是由于其投资和运行成本偏高,一直没有被推广使用。
随着世界能源紧缺状况的日益严峻,今后,节约能源可能成为比经济更重要的因素。
干法熄焦所具有的节能、减排方面的优势将会被越来越多的人所重视,从长远来看,干熄焦技术将在山西得到长足的发展。
参考文献:
(1)潘立慧魏松波等编着. 干熄焦技术[M].北京:冶金工业出版社,2005;
(2)赵海霞湿法熄焦工艺中废气污染物排放分析[J]:山西化工,2007(2),70-71;。