一,、國外干熄焦最新技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)
; S4 O# P; A7 Z3 `/ |(一)干熄焦工藝發(fā)展概況
' U8 B$ c' @; j+ q& {* N干法熄焦簡稱干熄焦(CDQ),,是相對(duì)于濕熄焦而言的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。 / s* D- p ?! n! C' X
干熄焦起源于瑞士,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采用的,。20世紀(jì)30年代起,,前蘇聯(lián)、德國,、日本,、法國、比利時(shí)等許多國家也相繼采用了構(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,。20世紀(jì)70年代,,全球范圍內(nèi)的能源危機(jī)進(jìn)一步推動(dòng)了干熄焦技術(shù)的發(fā)展。日本首當(dāng)其沖,,在能源短缺,、節(jié)能呼聲高漲的背景下,從前蘇聯(lián)引進(jìn)干熄技術(shù)和專利實(shí)施許可,,經(jīng)過消化移植,,在大型化、自動(dòng)化和環(huán)境保護(hù)措施等方面有所發(fā)展,。到了20世紀(jì)90年代,,日本建成投產(chǎn)了單槽處理能力為56-200t/h的多種規(guī)模的干熄焦裝置39套,干熄焦率約占日本高爐焦用量的80%,,是干熄焦裝置應(yīng)用最多的國家之一,。
# `0 y3 G+ M4 h: C2 A' _! j! H目前,日本新日鐵,、NKK,、德國蒂森·斯梯爾·奧托公司在干熄焦技術(shù)上處于領(lǐng)先水平。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),,其處理能力和裝置的先進(jìn)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過前蘇聯(lián),并形成了各自的特點(diǎn),,見表1,。
; Y3 x" r' S$ }% t4 Y' t6 X( S! f表1 烏克蘭、日本,、德國干熄焦技術(shù)對(duì)比表
8 T3 B6 E! c& `4 s/ F f% f' V
" ^; y7 U, U; Z" p. _- {
, G4 i" I; z; Q
( E! n$ F- ?! U0 ]8 U! u6 {5 Z* O$ F
9 [6 Y6 y! p4 K8 @: O1 T- N/ ~) z$ Q: i0 q! p
項(xiàng)目 |
: i; x, B* ` [+ y% o$ ?/ w7 l) O5 V* f8 R6 `7 [( ]
烏克蘭 | * e l J3 Z r9 I# n' A
1 ]/ K% t+ B' ?8 I/ Q
日本 | / w) s7 r2 f# }$ q6 |
# i' y- E$ n' R2 i$ P0 Y( o 德國 |
$ c" C( D3 y3 c. U+ n( H2 u( ]& C4 U/ y7 i
' d( X6 Q5 p* H' `: Z" a+ p 處理能力(t/h) | ! `) M% M5 O% `' j E( h
9 B5 ~; L2 v; f 50,、70 | 7 m8 j O& v1 u. [" i% `& ~
* d& O2 N9 g/ u- C y" u0 A
56-250 |
7 x1 h+ N( f, C! B0 K Z' R1 p( a4 N2 D: j( \4 b. A
75-170 |
- T- Y* M+ G' X$ |# t
# ~6 X1 C% v U- }
c; ?8 R6 D# k4 [3 O 控制方式 | ' O8 X4 ?+ A: W& r# ~; K# ~8 ?
/ @9 ?; E8 t/ V+ W) @9 Y. s
三型儀表 | + `: I9 C6 u3 [( v
5 Q- h0 x/ Y* \7 o
三電一體化 |
" P8 C' b. f/ Z' Z5 k C3 j
5 t. Q) ~2 g) K: L 三電一體化 | 9 ^" A* X& A5 [
+ C" j2 s+ _7 w# ^ W
# [, O/ M" ^: [+ c8 B 氣料化(m3/t) |
0 z6 ~$ V0 k- M% \3 N
# U2 P" ~; i/ x 1500-1750 | 5 d. Y" a8 S- i5 k6 v
! P' Y1 Z2 j2 g
1200 |
- o/ |' F/ E# q$ y. I, N) w: Z- U' T) H" a7 K( S& B
1000 |
! {, t% |7 g* M
' N! D, @+ k _- z2 G; }1 T5 \) a9 _1 c8 M0 U& E, K& V
干熄焦槽形狀 |
7 S. I$ z0 u5 M0 m; U9 E0 B( I& ]! u4 s U
圓形 |
$ ^0 [! _. P' R. D2 |9 k
* ~* l; W8 q) ^* C 圓形 |
) l9 `' r! K! g$ s8 Y+ l' _' g1 s, B6 b1 v0 ^
方形、帶水冷機(jī)柵和水冷壁 | + N. v4 p% K) j& C* R: p0 y
8 v; G, \9 [6 _. Q
6 h1 S: } y6 r 一次除塵器 | ( M/ u; ], }, E+ B Y2 p( \2 E
) p3 C0 _; M% i( X! ^, Y
有 |
, O$ ]* R y, _4 m1 [$ Z7 [& n6 h+ ?4 ~* c% k1 y! ] X: Y: |
有 |
* O1 J! t d+ ?5 o- ~
' ?; a; [5 Q4 H2 i9 j8 |' A( n" O8 Z 無 |
$ t' U+ a+ |/ K& ~; R# B6 i y y# p, N; k- J# s h
( T3 \: b4 y9 @3 ~5 l) [ 裝料料種 | " P- {* l: }9 H4 G
3 q5 B5 s# H7 \) e 無 | . N N( G' {4 l Q! s/ N, y) |
5 m+ }$ U* p$ F 有 |
! f0 [9 ]/ |' z% g, K. ^( I
9 N# H& w4 d* ` 無 |
1 d8 a9 Z& S" c3 g# S6 s
+ t4 Q0 B+ s( `. Y1 f/ W8 @. l
. n l# {% x! u; } 噸焦能耗(kWh) |
2 C% ^: X% g: ~+ c7 n+ a
\2 u, B0 g4 T. c$ ?/ r# R 22 | " D8 w( V( S" u9 o# \! x) R
3 B9 l0 E2 i0 r0 d2 o: i) M
17 | 2 D1 y( c9 ]2 y% V+ b
' b. Q5 z5 Y2 P: O! N9 v$ r" Q 13 | ' V9 s3 C* _: ~
: W0 g* e' M Y( b7 H2 Z6 i
' T/ O8 U& ]7 P3 f7 U; h# M
開發(fā)時(shí)間(20世紀(jì)) |
$ S' x4 ~6 h& ] }1 _% s# e K) v4 X! c9 p) U$ w) W
60年代 | / D! j5 z+ P T; Y/ N: Z3 X' a
* M# @. m+ L2 P4 U" K 70年代 |
9 ^ V* {2 ^6 z4 J1 @& j. x* V; W3 U9 o% [
80年代 |
/ I+ H( Q* i( s. [( k除前蘇聯(lián),、日本,、德國擁有干熄焦裝置外,印度,、韓國,、波蘭、羅馬尼亞,、巴西,、土耳其、尼日利亞和我國都相繼建成了干熄焦裝置,。 ' k! s& y9 N5 ]
(二)工藝技術(shù)特點(diǎn)
; o& `2 K3 |* Z與常規(guī)濕法熄焦相比,,干熄焦主要有以下三方面特點(diǎn)。 9 f: e$ m* o$ v; k! `
1,、回收紅焦顯熱 ' h6 G$ a' ?& }
出爐紅焦顯熱約占焦?fàn)t能耗的35%-40%,,干熄焦可回收80%的紅焦顯熱,平均每熄1t焦炭可回收3.9-4.0MPa,、450℃蒸汽0.45-0.55t,。據(jù)日本新日鐵對(duì)其企業(yè)內(nèi)部包括干熄焦、高爐爐頂余壓發(fā)電等所有節(jié)能項(xiàng)目效果分析,,結(jié)果表明干熄焦裝置節(jié)能占總節(jié)能的50%,。可以說,,干熄焦在鋼鐵企業(yè)節(jié)能項(xiàng)目中占有舉足輕重的地位,。
4 z' v- q# }* M+ M2、改善焦炭質(zhì)量 . u0 b7 U3 j! U" b8 J
干熄焦與濕熄焦相比,,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,。M40提高3%-6%,,M10降低0.3%-0.8%,反應(yīng)性指數(shù)CRI明顯降低,。冶金焦炭質(zhì)量的改善,,對(duì)降低煉鐵成本、提高生鐵產(chǎn)量,、高爐操作順行極為有利,,尤其對(duì)采用噴煤技術(shù)的大型高爐效果更加明顯。前蘇聯(lián)大高爐冶煉表明,,采用干熄焦炭可使焦比降低2.3%,,高爐生產(chǎn)能力提高1%-1.5%。
1 a0 `* L7 G! h0 X# e同時(shí)在保持原焦炭質(zhì)量不變的條件下,,采用干熄焦可擴(kuò)大弱粘結(jié)性煤在煉焦用煤中的用量,降低煉焦成本,。兩種熄焦方法焦炭質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比見表2,。 4 Q. g3 m( y, Q" z) [3 L2 T
表2 干熄焦工藝和濕熄焦工藝焦炭質(zhì)量對(duì)比 # a, |) W- a" X# H* h* {+ p
2 ?) e2 `5 k9 A! y$ V
2 f9 v. H2 ^2 a+ f' P. N! l) H$ a$ W# I( y! R
4 I* Q$ ]% ]( r- X& _2 P4 w* P; D/ l |6 d3 Q5 G
) E" E% q3 d l4 M- v9 |
焦炭質(zhì)量指標(biāo) |
& @4 e- ?- j: l& i7 C" G9 K; ]. o1 ^7 W
濕熄焦 | , `7 G! S' F4 Y% k
# i& S" S" ]; O% ]. m4 Y* B4 j0 P
干熄焦 | 9 c& g1 t: c+ h5 F! n5 u
* Z- i5 T6 i2 e, n
' r/ B3 R! e" K* T
水分(%) |
+ a$ |4 h2 f& {3 A$ l1 ?+ ~1 O* I4 p7 W; m: i
2-5 | + K- Z$ {2 J* d# d
# Z) i9 p8 D+ s. A, a8 J& Z 0.1-0.3 |
. X" G6 Y4 _! @! G4 A8 A/ G) u/ z4 O ?- g3 W' {: O
3 G1 i7 ?/ k+ s8 f i- F# E 灰分(干基)(%) | / F- h8 W: {6 u+ i( q6 J* Q/ d' `
5 G6 M5 @* i6 D; P 10.5 | # O O/ r6 D+ k# e7 U8 _+ ?
8 E5 W5 @; q6 x+ ]+ e
10.4 |
9 _0 r% \4 u: P$ B
/ }1 ?0 O4 w) d$ x/ R$ D
. h$ u) O! L/ J% K4 U, B8 [ 揮發(fā)分(%) |
5 T D' ?" L1 ?7 G$ t8 E
4 t! {& l5 C# o; e1 F# P 0.5 |
( ?7 N* t0 X$ K; d) V) t3 E# j7 l7 L9 \. v$ ^% M: _
0.41 | . H8 A+ _/ r# W, I8 S
/ n# J0 F& N5 T0 D: S# e( O7 _5 a* t# Z m/ N
M40(%) |
* O2 P# d! u8 Q; y8 B/ x( K. y
9 P% @8 Y/ x$ i( x3 u0 M 干熄焦比濕熄焦提高3%-6% |
! Q' f- I4 f. _; b. V! `! w0 j) z& n( Q" ~' d, x/ k9 n
2 V2 f; h$ m! R9 S, G M10(%) |
1 E. F0 i1 {: @1 ^5 C7 b- o
* F* ~) C. d" _9 r D 干熄焦比濕熄焦改善0.3%-0.8% |
' z9 j" J: ^! q* T! j
! {5 B# [8 |3 q- r9 I" y! M: y; A- o- ^: l6 U$ q/ y& b3 E3 D
篩分組成:>80mm(%) |
, }* v6 F" m, s6 v9 @
8 T* r4 r3 f* Q& _ 11.8 |
* Y8 r @2 s- ?+ C. D- Q. H L! a4 {- m% u% f3 h1 t
8.5 |
, C, I/ x) j+ w7 m9 z# |
. S6 c3 d, G% h) n3 L" S: x! a( `! H
" E; U7 i+ E+ {# V) Q 80-60mm(%) |
/ c* O# G! L" o( Y$ Q. _7 w6 ^* k* U6 |0 E5 v; v7 k3 i6 T
36 | + {2 n) A$ l0 L4 ?# t3 `
0 Q2 j8 [. F+ y7 W. B5 z8 |$ E& i 34.9 |
2 |! N8 h! x6 ~4 H' x" X5 a s8 |% D% r8 ~4 D0 }
) U5 {7 N1 s8 b/ X- V, { I 60-40mm(%) | $ o" C5 {+ A V" P- L0 z' Q
O* A( {' a" z3 p8 m; g! g6 c 41.1 |
) m7 N3 v4 L7 _/ I7 x' N+ Q
# ~3 {0 [7 u6 D- m0 ^ 44.8 |
' M6 I. m% h8 Z7 b& R9 `
6 J S& L1 b% ^- E5 |- l
$ v7 q/ Q( T8 B5 u% ]2 t 40-25mm(%) |
A7 n3 g, S; r
* E0 Y6 I0 V7 l. t4 i 8.7 |
0 Y4 @' f1 ~1 j2 b; R
4 I( b9 J1 P% x! d- x$ S 9.5 |
6 s" u1 o- q( a! n
1 u/ n V' [ t% k- r. s* k8 i' p
9 H, d9 T) s4 y+ G- e; S7 O; O" C <25mm(%) |
4 h! U+ m5 Y! c; } J, |. R- u- N% R/ X. d
2.4 | " Q5 Z$ o2 b2 ~# @4 t- N
8 f O* u- o1 [# T J9 x5 w 2.3 | ) ~+ @8 M6 I+ a* O
* C) G4 i; c; L# ]8 p- I
9 _- d% r; X' H# s( P8 ^/ y 平均粒度(mm) | ; R4 o Y. i% t" E, J5 v
& U9 l( }# Y+ ?! {; O* B
65 |
2 B% Y5 |" @. `! ] l
5 S6 Q! v+ u+ w. g! L- r 55 | 5 v) D1 c$ r L6 B8 C3 @8 w3 o
. O C% y& h: i8 ^. g8 x- a
' { }7 I4 P; |8 S
CSR(%) |
$ x6 t. O+ y3 b" N, u
9 B4 v, v* z9 |/ u5 P5 r! r 干熄焦比濕熄焦提高4%左右 | . d+ f9 X( [4 F9 f W
8 z; S0 ^% q$ e2 a
& D3 v# Z3 ~( J# O 真密度(g/cm3) |
' r* A0 n, b! E. I. G9 _5 K, Y, O4 P d) T
1.897 | - g" M* w0 S$ A! u" Q1 `0 ]4 o
) S& p$ A' {- r! s/ v7 s2 P) s6 k/ U 1.908 | ! w8 K' n) l: ?9 h; F9 w! c
3、減少環(huán)境污染
( s, t' a6 h6 ^* {8 E& {常規(guī)的濕熄焦,,以規(guī)模為年產(chǎn)焦炭100萬噸焦化廠為例,,酚、氰化物,、硫化氫,、氨等有毒氣體的排放量超過600t,嚴(yán)重污染大氣和周邊環(huán)境,。干熄焦則由于采用惰性氣體在密閉的干熄槽內(nèi)冷卻紅焦,,并配備良好有效的除塵設(shè)施,基本上不污染環(huán)境,。
9 w1 J5 s6 @3 b+ j2 n另一方面,,干熄焦產(chǎn)生的生產(chǎn)用汽,可避免生產(chǎn)相同數(shù)量蒸汽的鍋爐煙氣對(duì)大氣的污染,,減少SO2,、CO2排放,具有良好的社會(huì)效益,。兩種熄焦污染情況見表3,。
( v( u z" [5 c# G8 _表3 干熄焦工藝與濕熄焦工藝污染對(duì)比 單位:kg/h 3 c" e) V$ m4 A. ]/ X7 d* J
( C4 Q6 u! X I6 k# r
" m% Z$ C: n# J _( C. G1 f+ F
5 v9 T5 r! _8 f) c8 l
7 l$ u3 X9 b( s0 q
7 j( C' Y3 R6 B4 r( c5 ~/ |9 t8 H8 e w# C' w3 C
生產(chǎn)方式 |
* ?0 U7 b1 \# X. S4 Z3 }2 h! ?: Q. z5 Y X o/ d) ~
酚 | , U! s% @7 @/ W' x+ x% \
/ F0 W+ @1 e' }4 O+ v V 氰化物 | ( B& ]: M. P; w$ g" @
6 d- x2 |3 p; | 硫化物 | & _* f' u6 ~3 }, J
1 G6 }# K/ k- w! F4 l% j. I% D
氨 |
1 P( m( u t, \6 S% u6 W9 y
# w( ~/ J2 O E: h# h/ _; R 焦塵 | + t# D2 `# A1 d6 x% J
0 p. Q. [% U( v, ] 一氧化碳 |
- R$ m5 Z4 U* h. F& k' l: M3 d O; a8 S7 A& n H9 U
: ^6 W/ [+ X. w3 j 濕熄焦 |
! U ? y4 U0 a( i. x9 h5 A8 }# e3 e" ]% s$ a& Z/ O8 k' s4 W) l
33 |
! [0 M q5 p) v% ?
/ e! _; a% d } 4.2 | % y4 u7 D* R% Q+ H. F2 K
4 j1 v* P9 r3 d 7.0 | f8 c1 b/ s4 L9 V; U; ~1 j% n
& J5 h" L5 q5 B- P4 p J8 ^
14.0 | $ A$ x% p2 y, e) E2 @2 N; k" n* c$ k5 {
. r9 M( a' \) d! w 13.4 |
3 d- w; O4 h! ]3 ]) Y/ I% N# Z' K e! r3 z8 v' A7 T& ]
21.0 | & w6 j( N! L- Y( h6 P2 }
9 W! d9 C, n* O2 K# a' x
8 _" }4 }. X: B1 Y- M 干熄焦 |
6 h( l( |& l! F/ V; G1 n, }
* s2 z3 Y5 N: [ 無 | : g. h2 c' t# C- K+ u% d4 ^# [
* ]* j0 r9 w( ~4 i j9 g
無 | ! _7 l) K; r2 B' u$ d2 P
, J; I8 F& x. e+ A
無 |
/ D4 W S A! }/ p, ]+ v5 N/ `% s4 _, t
無 |
9 S9 m- x. w3 ]: c+ ~$ n: {/ f3 p( S
7.0 | 4 t7 K5 ^. |% h4 s( T
+ V: g/ H9 _& M1 i
22.3 | " K- i4 ^. j. w
(三)國外干熄焦工藝的最新技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)
8 C$ q7 \3 P4 D- T2 b. s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20世紀(jì)80年代中期以來的發(fā)展趨勢(shì),。建設(shè)大型干熄焦裝置,具有占地面積小、降低投資和運(yùn)行費(fèi)用,、生產(chǎn)操作,、自動(dòng)控制、維修與管理簡便,、勞動(dòng)生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn),。20世紀(jì)80年代中期以來,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,。干熄焦單槽處理能力按焦?fàn)t組生產(chǎn)規(guī)模確定,,以一套配置,不配備備用干熄焦裝置,,當(dāng)干熄焦裝置檢修時(shí),,啟用濕法熄焦。
7 P, Z, \/ p+ }3 }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,。主要的改進(jìn)措施如下:
# E" h( m; `, H9 {: u* J! H. ^. S* }, |! U1、裝料裝置的改進(jìn) 5 m* M4 O7 O, ~
提高干熄焦處理能力,,不是單純加高干熄槽高度,,而是采取加大直徑來增大干熄槽容積,選擇合理的高徑比H/D,,使投資要經(jīng)濟(jì)一些,,結(jié)構(gòu)要緊湊一些。但隨著干熄槽直徑的加大,,槽內(nèi)面料偏析而更加不均勻,。針對(duì)這個(gè)問題,在裝料裝置溜槽的底口設(shè)置一個(gè)布料料鐘,,不僅解決了裝料偏析,,同時(shí)由于布料均勻使冷卻氣體分布均勻,通過焦層阻力減小,,使焦炭冷卻速度也較為一致,。因此,使冷卻氣體循環(huán)量下降200-300m3/t,,從而降低了循環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)力消耗,。
0 I# R \' y- u% }: z' X2、實(shí)現(xiàn)連續(xù)排焦
, q% B- d t* I( J0 C前蘇聯(lián)和日本以前的設(shè)計(jì),,都是采用間歇排焦,,即用多道閘門交替開閉或振動(dòng)給料器與多道閘門組合方式,,這種排焦裝置的結(jié)構(gòu)和程度控制較復(fù)雜,且還造成干熄焦槽內(nèi)溫度壓力頻繁波動(dòng),。 & U2 ? d) |6 }& ~ E
日本新日鐵對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn),,采用電磁振動(dòng)給料器和旋轉(zhuǎn)密閥組合成連續(xù)排焦裝置。實(shí)現(xiàn)了連續(xù)不間斷排焦,,克服了間歇排焦之不足,。這種裝置結(jié)構(gòu)緊湊,降低排焦設(shè)備高度5m左右,。 0 @7 N3 b% X: d% o: y
德國TOSA公司采用的是方形干熄槽,,冷卻室下部設(shè)計(jì)為多格溜槽,每格裝有擺動(dòng)式排焦裝置,,通過擺動(dòng)閥按順序連續(xù)排焦,,也解決了間歇排焦溫度壓力不穩(wěn)定的問題。
; Y3 p8 t0 {. Q4 Q2 V' L" S3,、采用旋轉(zhuǎn)接焦方式
5 A/ } j& d* S$ S0 h% y8 k采用旋轉(zhuǎn)接焦方式是防止接焦裝焦偏析的措施,,克服了過去采用矩形焦罐接焦形式的焦粒偏析和裝焦布料的不均勻。其優(yōu)點(diǎn)除此之外有以下四點(diǎn): / _% ^( f: s* I# i9 \1 V8 s8 J
一是圓形焦罐與矩形焦罐相比,,在相同有效容積下,,重量減輕,圓形焦罐的有效容積比大,,為88%,矩形為65%,; + m+ {, a/ M+ R5 q) _$ _- q4 g0 w
二是由于重量減輕,,提升機(jī)能力可降低,節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用,; + N1 |: A3 T# o6 e5 N$ u
三是圓形焦罐受熱均勻,,使用壽命相對(duì)延長;
! ?8 N$ z4 v+ `( K$ J; j四是圓形焦罐接焦均勻,,提升機(jī)導(dǎo)軌受力平衡,,避免了矩形焦罐載荷不均對(duì)一邊提升導(dǎo)軌的過度磨損。
7 q: }; R; p- J ~& X4,、節(jié)能措施
1 U2 P" ^' E7 a! R8 y: l新日鐵采取在循環(huán)風(fēng)機(jī)后,,即入爐前增設(shè)給水預(yù)熱器,降低入爐氣體溫度,。德國TOSA在干熄槽冷卻室安裝水冷壁,、水冷柵,都是為了提高冷卻效率的節(jié)能措施,,并使噸焦循環(huán)氣體量下降,。采用水冷壁,、水冷柵方式,氣料比降至每噸焦1000m3,,噸焦能耗13kWh,,僅為前蘇聯(lián)干熄焦噸焦能耗的60%。 " W9 e1 @& D+ K" B0 c, }! T, Q
5,、鍋爐設(shè)備 8 t1 S ]7 N% R1 f1 q
防止干熄焦廢熱鍋爐爐管磨損,,是一個(gè)關(guān)鍵問題。近年來,,采取了許多耐磨耐蝕技術(shù)措施,,使鍋爐故障率大大降低,保證了干熄焦裝置的正常安全運(yùn)行,。
9 b3 U/ B2 o8 z# o9 o日本電價(jià)昂貴,,為增加發(fā)電量提高效益,日本的干熄焦噸焦產(chǎn)汽量高達(dá)600-700kg,,蒸汽壓力10MPa以上,。 9 E# G: z8 [* S( t! s- n4 o/ I
6、提高設(shè)備的可靠性 1 ~$ w: o+ A I/ L2 H4 ]
采用無備用干熄焦方式,,對(duì)設(shè)備可靠性,、作業(yè)率要求更高。日本干熄焦設(shè)備可以達(dá)到1.5年檢修一次,,作業(yè)率達(dá)到98%,。干熄焦控制全部采用三電一體化方式,實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)操作,。
: A o$ w7 x" R二,、國內(nèi)干熄焦工藝應(yīng)用情況
& m2 L' g) d" s(一)基本概況 # G7 p, r9 q5 U$ R
我國干熄焦技術(shù)的應(yīng)用,始于上海寶鋼,。1985年,,上海寶鋼一期工程引進(jìn)日本4*75t/h干熄焦裝置并正式投產(chǎn)運(yùn)行,這是我國最早引進(jìn)投產(chǎn)的干熄焦裝置,。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,2001年首鋼采用日本技術(shù)的1*65t/h干熄焦裝置相繼建成投產(chǎn),,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)消化吸引項(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,,武鋼,、鞍鋼、昆鋼,、通鋼等國內(nèi)鋼鐵企業(yè)也都在進(jìn)行干熄焦工藝的建設(shè),。迄今為止,國內(nèi)已有17套干熄焦裝置投入運(yùn)行,。 # y: R+ k# m! i5 P% O5 E
(二)國內(nèi)冶金焦化行業(yè)特點(diǎn)和干熄焦發(fā)展趨勢(shì) + n* Q' c4 b7 J; X4 P
首先,,我國是產(chǎn)焦大國,焦?fàn)t多,,且爐組生產(chǎn)能力不一,,干熄焦裝置應(yīng)同爐組生產(chǎn)能力匹配,才能充分發(fā)揮資源和技術(shù)優(yōu)勢(shì),。起初我國引進(jìn)的干熄焦裝置以70t/h和75t/h兩種規(guī)模為主,,不能合理地與爐組生產(chǎn)能力匹配,且采用備用干熄焦方式,,從而增加了不必要的建設(shè)投資,,影響干熄焦經(jīng)濟(jì)效益。以年產(chǎn)焦量100萬噸焦化廠為例,,配置2*75t/h一組干熄焦裝置,,以濕熄焦備用,其處理能力富余20%,;對(duì)年產(chǎn)焦量70-80萬噸焦化廠,,仍配置2*75t/h一組干熄焦,處理能力富余高達(dá)50%,,顯然不合理,,以干熄焦備用,能力富余更多,,更不合理。因此,,我國干熄焦裝置必須根據(jù)生產(chǎn)能力形成系列,,向大型化發(fā)展,開發(fā)100t/h以上處理能力的干熄焦成為趨勢(shì),。以國外干熄焦大型化進(jìn)行來看,,只有干熄焦裝置大型化、高效化,,才能降低投資成本,,提高投資效益,干熄焦水平才能上一個(gè)新臺(tái)階,。
% z/ L: P. S( V) ^; d N第二,,鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中的能耗大戶,,隨著國家能源價(jià)格的調(diào)整,能源消耗已占鋼鐵生產(chǎn)成本的30%左右,。由于我國鋼鐵工業(yè)能耗較高,,嚴(yán)重影響鋼鐵工業(yè)的競爭力,隨著鋼鐵,、能源價(jià)格與國際接軌,,成為制約鋼鐵工業(yè)參與國際競爭的主要問題之一。因此,,節(jié)能降耗成為自“九五”規(guī)劃以來冶金全行業(yè)的工作重點(diǎn),。在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中,煉鐵系統(tǒng)(鐵,、煉,、焦)占總能耗的50%以上,污染也是最嚴(yán)重的,。因此,,煉鐵系統(tǒng)節(jié)能一直是冶金企業(yè)節(jié)能和環(huán)保的重點(diǎn),而在煉鐵系統(tǒng)中,,最大的節(jié)能和環(huán)保技術(shù)措施當(dāng)屬干熄焦,,干熄焦具有節(jié)能、環(huán)保,、提高質(zhì)量的三重效益,。我國機(jī)焦生產(chǎn)能力達(dá)到9000萬噸/a以上,其中冶金系統(tǒng)產(chǎn)焦能力達(dá)到6000萬噸/a,,但干熄焦率很低,,建設(shè)干熄焦的市場需求很大。 5 \* q) Q. W2 m
針對(duì)以上所述情況,,近幾年來,,在國家冶金技術(shù)發(fā)展政策引導(dǎo)下,干熄焦作為重點(diǎn)節(jié)能推廣項(xiàng)目已經(jīng)得到冶金企業(yè)積極響應(yīng),,繼武鋼140t/h干熄焦項(xiàng)目之后,,馬鋼(125t/h)、漣鋼(100t/h),、本鋼(121t/h),、包鋼(125t/h)等十幾家企業(yè)曾計(jì)劃在十五期間建設(shè)100t/h以上規(guī)模干熄焦裝置。從這些在建和擬建項(xiàng)目中可以看出,,大型化,、高效化、國產(chǎn)化是干熄焦發(fā)展的必然趨勢(shì),。 k( B% U+ \% I7 l. n
我國自20世紀(jì)80年代引進(jìn)干熄焦技術(shù)以來,,在中間近20年緩慢發(fā)展之后,,隨著技術(shù)進(jìn)步、節(jié)能降耗,、市場競爭形勢(shì)的要求,,必將迎來一個(gè)新的建設(shè)高潮。
3 P& |" Y. L; s5 E$ x(三)國內(nèi)部分廠家干熄焦設(shè)備運(yùn)行情況
4 O8 i8 p# C6 y1,、在寶鋼的應(yīng)用情況 6 b- y* R7 M# R/ A8 q+ `# v$ o7 c
(1)基本概況
/ W4 H/ M2 X1 p" t我國第一套干法熄焦裝置即寶鋼干熄焦一期工程于1985年5月23日順利投產(chǎn),,隨后又進(jìn)行了二、三期干熄焦工程�,,F(xiàn)共有12座處理能力為75t/h的干熄焦裝置在安全,、正常地運(yùn)行著。
# \6 c! T" t: C$ H/ P(2)運(yùn)行工藝參數(shù) 7 j+ v8 S g" Z$ G6 E g
處理能力: 75t/h
8 t8 j5 v \6 y9 e* n: M干熄槽主要尺寸:
G2 k1 _1 b+ K* j儲(chǔ)存室內(nèi)徑: Φ6060mm
7 U, h0 t3 s' P/ V, M+ H預(yù)存室容積: 200m3
$ C7 m: i/ K# `0 a, ]1 I# E冷卻室內(nèi)徑: Φ6800mm
5 W1 V! c* z% U冷卻室容積:300m3
4 ~6 A' Q7 [: w* d裝入焦炭溫度:1000-1050℃ ; M2 x8 i; y& D6 V4 Z7 f3 j
冷卻后焦炭溫度: 200-250℃
]( o, }: }0 S! x循環(huán)氣體量: 1500Nm3/t焦
% }' y' x% M2 z& v循環(huán)氣體入口溫度: 180-200℃ 3 i ~. B# `4 y: L
循環(huán)氣體出口溫度: 800±50℃ : s' J% Y: Q0 C* |
蒸汽產(chǎn)率:420-450kg/t焦 3 X1 _+ p2 r! E
蒸汽參數(shù):46kgf/cm2,450℃ / h9 m' h& d+ e7 m- P7 @) D- I
循環(huán)氣體組成: & ]5 Q1 a# u8 c7 m
CO:8%-10%,;H2:2%-3%,;O2:0%-0.2%;CO2:10%-15%,;N2:70%-75%
8 \" U( s- _9 O2 q( n7 s(3)效益評(píng)估
) o; b) i6 z# g1 b寶鋼干熄焦自1985年5月23日投產(chǎn)至1998年5月31日,,一、二,、三期干熄焦共創(chuàng)造了如下經(jīng)濟(jì)實(shí)效:處理焦炭量3312萬噸,;產(chǎn)生蒸汽量1924萬噸;發(fā)電量139347萬kWH,。
$ \1 h' y4 b* o/ A在十幾年的生產(chǎn)實(shí)踐中,,寶鋼干熄焦裝置進(jìn)一步改進(jìn)和完善,體現(xiàn)出如下特點(diǎn): - h: N3 k. E4 Y* Q
A,、只建干熄焦,,沒有濕熄焦 " Z$ J& Y9 E1 Z* _# I
寶鋼只建干熄焦,不建濕熄焦,,就必須保證它百分之百的成功,,并要持續(xù)安全運(yùn)行,否則由于干熄焦的故障就會(huì)影響整個(gè)寶鋼的正常生產(chǎn),。國外一些工廠多是在保留原有濕熄焦裝置的條件下建設(shè)干熄焦的,。把原有濕熄焦作為備用,以確保干熄焦在故障時(shí)仍能使焦?fàn)t正常生產(chǎn),,即干,、濕兩套裝置并存,。我國是在沒有任何經(jīng)驗(yàn)的條件下,,在寶鋼一期建設(shè)中就只建干熄焦,不設(shè)濕熄焦裝置作備用,,不能不說是個(gè)大膽的決定,。這樣既可避免轉(zhuǎn)換濕熄焦裝置后,,焦炭質(zhì)量波動(dòng)帶給高爐的不利影響,又能減少管理的復(fù)雜性和增加除塵系統(tǒng)操作的難度,,為我國干熄焦建設(shè)走出了一條全新的道路,。多年生產(chǎn)實(shí)踐證明,寶鋼干熄焦運(yùn)行已進(jìn)入穩(wěn)定成熟階段,,寶鋼已積累了一整套運(yùn)行,、維護(hù)、檢修和管理方面的經(jīng)驗(yàn),。
d1 f; o5 X) N. a- P" ]B,、處理焦炭量之多在世界鋼鐵企業(yè)中名列前茅
% a5 ?3 F( U0 s. F% u2 q寶鋼12座干熄焦裝置,總處理焦能力為900t/h,,可處理年產(chǎn)510萬噸焦炭,,不僅有效保證寶鋼高爐的用焦量,而且寶鋼干熄焦處理焦炭量約占我國機(jī)制焦炭量的8%左右,。這兩方面在世界鋼鐵企業(yè)中都是罕見的,。
$ x7 Q$ v( F- HC、干熄焦設(shè)計(jì)投產(chǎn)由全盤引進(jìn)到立足于國內(nèi)
3 J: V3 A, d- m, t+ p2 B寶鋼干熄焦裝置一期工程全部由日本新日鐵公司引進(jìn),。二,、三期與一期相同,也是建四組75t/h干熄焦裝置,,是采取“立足于國內(nèi)”的方針,,由國內(nèi)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和組織投產(chǎn)。裝備中除了裝焦,、排焦,、大吊車、循環(huán)風(fēng)機(jī)以及電控和部分儀表由新日鐵引進(jìn)外,,其他均由國內(nèi)供貨,,耐火磚、鑄石板,、鋼結(jié)構(gòu)等100%由國內(nèi)供應(yīng),。
T0 y/ |1 N/ U" @) `6 @; D8 ^' q2、在濟(jì)鋼的應(yīng)用情況
6 S6 H8 T+ i5 i6 D8 u濟(jì)鋼干熄焦工程是原國家經(jīng)貿(mào)委批準(zhǔn)立項(xiàng)的節(jié)能環(huán)保示范工程,,是回收紅焦顯熱和改善操作環(huán)境的一項(xiàng)先進(jìn)工藝技術(shù),。該工程1996年正式開工建設(shè),1999年3月建成投產(chǎn),,工程總投資約2.3億元,。
4 f( L2 y/ E8 J Z% b7 I6 c(1)設(shè)備情況
7 P8 {; H# ~2 s: c" D濟(jì)鋼干熄焦工程是引進(jìn)國外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)與關(guān)鍵設(shè)備,由烏克蘭國家焦耐院和濟(jì)鋼設(shè)計(jì)院共同設(shè)計(jì)、合作制造,,實(shí)現(xiàn)了對(duì)干熄焦技術(shù),、設(shè)備的消化、吸收,,設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到90%,,實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化,是我國第一套國產(chǎn)化干熄焦裝置,。濟(jì)鋼干熄焦工藝由焦炭熄焦系統(tǒng),、循環(huán)系統(tǒng)、鍋爐發(fā)電系統(tǒng)和環(huán)境除塵系統(tǒng)組成,。它包括2座70t/h的干熄爐,、2座35t/h的余熱鍋爐、4臺(tái)630kWh和800kWh循環(huán)風(fēng)機(jī),、2臺(tái)48t提升機(jī)等主要設(shè)備,。設(shè)計(jì)年冷卻焦炭110萬噸,產(chǎn)蒸汽52萬噸,,發(fā)電3919萬kWh,。 % n# F) v5 s4 `2 g; V) U
(2)生產(chǎn)運(yùn)行情況
3 {4 X+ r3 m, {: j% m. R濟(jì)鋼干熄焦由1999年3月開工以來,經(jīng)過不斷改進(jìn)與完善,,使設(shè)備故障率大大降低,,生產(chǎn)能力已接近設(shè)計(jì)值。現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)連續(xù),、穩(wěn)定,、高效運(yùn)行,各項(xiàng)工藝參數(shù)基本正常,。 # \+ H0 Y" c2 P+ p% u4 e
(3)干熄焦技術(shù)在濟(jì)鋼的發(fā)展 7 \/ ^" G. Y# v, |4 V) h1 A
干熄爐底錐段將全部鑄石板改為耐磨,、耐熱鑄板。在斜風(fēng)道,、熄焦室頂部,、沉降室入口及擋塵墻等部位均采用不定形耐火材料,十分有利于干熄焦技術(shù)的大力推廣,。 ( D1 F [2 H4 Z) I2 i
工藝除塵中的二次除塵器采用陶瓷多管除塵器,,除塵效果良好,設(shè)備壽命長,。
1 L3 g' r# z3 D& J環(huán)境除塵采用陶瓷多管除塵器與濕式凝聚式除塵器兩級(jí)除塵器串聯(lián)使用,,除塵效果非常好,實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放,。采用陶瓷多管除塵器一級(jí)除塵器除去大量粒粉塵,,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了降溫的功能。利用二級(jí)濕式凝聚式除塵器除去細(xì)微的粉塵,并通過噴灑廢氨水中和除去氣體中的SO2等酸性氣體,。 6 z1 A: A! _+ _; H+ e% ]* s
采用自然循環(huán)鍋爐技術(shù),效果良好,。
# F( B! Q8 W2 ~) {. F焦粉氣力輸送在該工程中的成功應(yīng)用,,解決了焦粉輸送中的二次污染。
1 j/ P( A9 _* w- D4 H- }1 h* h(四)干熄焦技術(shù)的展望 4 N0 h: C1 J+ X
(1)加強(qiáng)干熄焦技術(shù)的研究與開發(fā),,針對(duì)我國焦?fàn)t爐型多的特點(diǎn),,開發(fā)出一系列的干熄爐型,形成系列,。重點(diǎn)研究不同的處理能力,,對(duì)爐型的要求,形成具有中國特色的專利技術(shù),。
5 U: v, D7 b( m! l* l \7 X7 }(2)進(jìn)一步加強(qiáng)循環(huán)系統(tǒng)能源的綜合利用,,給水預(yù)熱器技術(shù)應(yīng)用得到進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展,從而進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù),,提高節(jié)能效果,,提高干熄焦效果。
+ c( e; U8 r3 S- ]4 y" T% b3 C! [ l(3)干熄爐采用料鐘布料和不定形耐火材料技術(shù),,將推動(dòng)干熄爐技術(shù)的發(fā)展,,干熄爐的長壽命攻關(guān)研究也將越來越被人們所重視。
- J& D z Q! C! T4 @( n- k(4)排焦裝置采用連續(xù)排焦方式,,減少循環(huán)氣體的泄露,,有利于生產(chǎn)的穩(wěn)定和安全生產(chǎn)。
1 T0 u. f* k$ [(5)干熄焦設(shè)備的檢修將進(jìn)一步規(guī)范,,檢修時(shí)間將進(jìn)一步縮短,。許多檢修項(xiàng)目將在定修期間完成。在干熄焦檢修時(shí),,選擇濕法熄焦作為備用,,更有利于降低成本,增加效益,。 |