干熄焦改善焦炭质量的研究

杨宗荣

杨宗荣

青海江仓能源发展有限责任公司青海西宁810005

摘要：干熄焦(CDQ)这项熄焦技术是我国从日本引入的，这是一种比较先进的冷却焦炭的技术。在我国这么一个人口大国来说，特别是北方，到了冬天都烧锅炉取暖，这样就需要燃烧大量的煤炭，然后我们的天就变成了灰色的，所以我们国家需要引进这项技术，它在节能、环保和提高焦炭质量方面效果非常好。本文结合新钢焦化厂通过微观和宏观技术分析和研究干熄焦的产量，从原料材质、干熄炉料位、温度、设施的运行等方面对干熄焦改善焦炭质量进行研究，目的就是为了提高焦炭的质量、保护设备，这样既降低了成本，又节能环保。通过研究干熄焦制作焦炭的工序来尽量的改善它，从而为我国的环保事业做出贡献，最重要的是提高生产率和焦炭的质量，这才是重中之重，是我们当前的首要任务。

关键词：干熄焦；改善；焦炭质量

1干熄焦技术的原理

湿熄焦方式的突出特征在于对焦炭进行喷水冷却，这种方式不仅会浪费不必要的热能，还会降低焦炭质量，这对于高炉生产和环境保护工作的开展都是非常不利的。干熄焦技术指的是在干熄炉内通过对惰性气体进行合理应用的方式，实现对红焦的冷却而，而惰性气体在冷却后也可以通过特定除尘设备的处理后，再次投入使用。与湿熄焦技术相比，干熄焦技术无论在煤炭质量、使用成本还是在环境保护方面，都具有较为明显的优势。

2干熄焦技术的特点

2.1提升焦炭质量

与湿熄焦相比，干熄焦技术规避了通过喷水的方式对焦炭进行冷却的过程中，对焦炭结构稳定性产生的不利影响，使焦炭在均匀性、耐磨性以及机械强度等方面均与之前相比有了较为明显的改善，也就是说焦炭的质量变得更加优异。另外，干熄焦技术还在一定程度上对炼焦的煤源进行了扩大，从而降低了炼焦所需的成本。

2.2提升环境效益，增加经济收益

在应用干熄焦技术对红焦进行回收时产生的蒸汽可以被高效的应用在发电过程中，这样做在一定程度上避免了燃煤所产生烟气对环境带来的不利影响，干熄焦对有害物质的减排，对于提升环境效益也具有非常重要的作用。除此之外，在通过再次的减温和减压之后，低压蒸汽可以视情况被应用在化工生产的过程中，从而获得相应的收益。

3干熄焦技术的发展

最早对干熄焦装置加以应用的国家是瑞士，时间是1917年，直到上世纪30年代，德国、苏联等国家才根据本国的实际情况，对干熄焦装置加以应用，而苏联通过不断的实践与优化，在对干熄焦技术进行应用的方面取得了质的飞跃，并且由此而建立起了世界范围内首个有预存室的干熄焦装置，在能源较为稀缺的上世纪70年代，日本对该项技术加以引进，并且结合实际情况进行了创新，使干熄焦技术又一次得到了明显的进步[2]。上世纪80年代，干熄焦装置被德国TSOA公司加以改进，至此，现阶段被广泛应用的干熄焦技术的构造被完整的创建了出来，在对干熄焦技术进行应用的方面，德国与日本始终处于世界领先的水平。

4现状

155t/h干熄焦装置是我国目前比较先进的熄焦工艺，是我国对节能环保项目的重中之重，同样干熄焦技术也作为我国技改中自动化程度最高的项目之一。这个装置是从日本引入，目前其应用已经相对较为广泛，但是一部分的操作工人在对此项工艺进行应用的过程中还存在一定的问题和失误，这些失误如果不能解决就会对干熄焦的正常生产造成不良的影响。还有需要注意到的就是干熄焦发展到现在，出现过很多的形式，但是并没有太大的差别，就因为它的形式很多，所以我们需要更加细心的来操作。

4.1各厂的干熄焦状况

宝钢为配合12×50孔(6m)焦炉，一共建了12套75t/h规模的干熄焦装置，年处理的焦炭很多，而且设备基本上已经实现国产化，但是受限于干熄焦法，没有用湿法焦作备用。反观浦东煤气厂的设备是从前苏联引进之后改进的，这个设备就有湿法熄焦作为备用。济钢同样是跟浦东一样从前苏联引进的，设备是一样的，自动化的水平不高，所以两个厂处理的焦炭也不多。还有首钢，首钢的设备、基本上是从日本引进的，技术就要先进的多，所以在产量方面要比其他要高。特别是焦炭成熟度的控制、干熄炉预存段料位、压力的控制、排焦温度的控制、循环气体中可燃成分的控制等的问题。从现在我们国家的国情来看加快环境优化势在必行。

4.2熄焦技术概况

目前在熄焦过程中比较常用的技术主要包括了湿法熄焦、干熄焦,湿法熄焦指的是在实际的过程，需要配合煤在室内炼化成为焦炭后，同时立即使用焦车把这部分物质从炭化室中排出，红焦在推出时，温度一般维持在10000C。为了防止此过程发生燃烧，并且有助于后期的运输和贮存，一般不会立刻进行高炉炼铁，首先要把红焦熄灭。一种常见的方式就是采用喷水的措施，将温度一直控制到3000C以下，干熄焦焦炭需要在炉内进行一个冷却的阶段，随着排焦的进行，焦炭会逐渐向下移动，惰性循环气体(氮气)则会向上移动，焦炭通过一个循环之后，就会产生热量的传递与交换，热量被带走后系统就会逐渐冷却下来。由于焦炭的体积较大，同时形状也是不规则的，所以焦炭与焦炭之间会存在空隙，有助于气体在其中的流动。在同一水平面，焦炭与气体之间存在的温度差异不大，因而焦炭冷却的时间主要取决于惰性气体与焦炭的对流传热速率和焦块内部的热传导速率，循环气体的温度和速度以及数量，对焦炭温度的改变速度起到了极为关键的作用。

5在我国干熄焦技术的解决问题

5.1解决各厂干熄焦的方案

宝钢在引进第一期的干熄焦投产之后，想要一蹴而就，直接到达100%干熄，他们使用的备用装置都是使用的干熄，这样不仅造成投资金额过大，还必须在后期的干熄装置大型化中投入更多的资金。其实备用装置使用湿熄就好。随着对干熄焦所使用的耐火材料的不断开发，装置也不用在短期内就进行维护了，就更加没有使用湿熄装置的必要了。还有一个问题就是干熄焦设备需要达到全面的国产化。我国干熄焦设备达到国产化最高的是宝钢三期，我们只需要从国外引进部分装置和部分元器件，这是我国在此项技术的进步。

5.2解决干熄焦发展问题的建议

加强预存段焦炭料位的控制，干熄焦正常生产中排焦量应与装焦量相匹配，原则上应保持排焦量的连续稳定，尽可能降低对后续工序如锅炉产汽量、发电量等的影响。事实上，干熄焦正常生产时，干熄炉冷却段总是充满焦炭，而焦炭料位的变化仅仅发生在预存段。干熄炉预存段内料位的高度即是干熄炉的安全高度。在干熄焦日常操作中，长期将预存室焦炭的料位控制在丫射线强制校正料位附近，这种操作对于干熄焦工艺的稳定运行是十分不利的。由于焦炉日常检修、事故等方面的原因，往干熄炉内装入红焦的频率是不均匀的。当停止向干熄炉内装焦或者是装焦量减少时，如果硬要将焦炭料位控制在预存室丫射线料位附近，那么连续排焦量和循环风量必然将减少，从而影响循环气体带入余热锅炉的热量也相应减少，最终导致锅炉产汽量的减少。

6结语

干熄焦技术是一项非常好的技术，正是我们国家所需要的技术，因为它的作用就是降低成本、节能环保、改善焦炭质量的。上述问题就是我们当前最需要得到改进的问题。但是在我国这项技术还存在一些技术上的问题，那就是焦炭成熟度的控制、干熄炉预存段料位、压力的控制、排焦温度的控制、循环气体中可燃成分的控制，这些问题都是技术上的问题，需要我们认真来解决。

参考文献：

[1]潘力慧.干熄焦技术.冶金工业出版社，2015.

[2]王明.干熄焦技术研究.北京冶金大学出版社，2016.