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2010 年6 月8 日11 日 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 6m 焦炉的清洁生产综合治理 韵金虎 郝志强 贺建忠 陈 勇 弓 剑（太原煤气化集团公司第二焦化厂） 【摘 要】焦炉作业产生的烟尘是焦化行业的首要污染源，文中介绍了焦炉无烟治理方面许多创新并经过实际检验的技术 和管理手段，提出了清洁生产并不是一定会赔钱的例证。 【关键词】焦炉无烟治理 清洁生产 治理方案 1.项目背景 1.1 1.1 焦化行业污染情况 焦炉生产伴有大量的烟尘和荒煤气逸散，是焦化行业的首要污染源。其污染物有固体悬浮物（tsp） ， 苯可溶物（bso）和苯并芘( bap)等，总量在 2.37kg/t 煤左右，以年产 100 万吨焦炭的焦化厂计算，年排 放污染物达 3000 吨。bap、bso 是严重的致癌物质，因此行业内采用了多种工艺技术（包括装煤、出焦烟 尘治理技术、干熄焦技术、弹簧刀边密封技术等）对其进行治理。国内尽管已经有了诸如宝钢这样的样板 工厂，各企业配套的环保设施也日益齐全而先进，但总体上说，焦炉生产的环境污染问题仍很突出，如何 用好现有设施、提高控制水平，并进而彻底解决焦炉烟尘污染是焦化行业面临的最主要的难题。 1.2 1.2 我厂特点 本厂焦炉采用焦耐院新型 jn60 型 6m 焦炉，设计能力年产冶金焦 100 万吨。主要工艺设备比较先进， 自动化程度较高，环保设施也比较齐全。但因保障城市煤气供应的需要，生产比较紧张，对具体生产工程 中的逸散控制更是艰难。 我厂位于中心城市（省城）边缘，离城市主干道约 1km，离环城高速路约 500m。随着城市扩展，已经 被三面包围，高层住宅楼离焦炉仅 200m。由于焦化行业本身给人的印象就是黄烟滚滚，加之集团公司原有 的几个工厂已经对周边环境形成较大的污染威胁，导致环保部门对我们格外“重视” ，清洁生产已经直接 关系到了我们企业的生存。 2.无烟焦炉的提出与难点分析 焦炉生产中的跑烟冒火是最令人头疼的环保疑难，尤其是炉门的跑烟冒火，保持难、从冒到治更难。 许多企业投产初期在清洁生产上都比较被动， 顾此失彼。 因此， 我们及时组织对几个先进企业进行了考察， 并提出了 “备煤无尘、炼焦无烟、净化无味”全方位创建“三无工厂”的理念。无烟焦炉就是“三无” 之一，其难度和重要程度均位居“三无工厂”之首。 2.1 2.1 无烟焦炉治理的控制部位与存在的问题 6m 焦炉生产中的逸散控制点（泄露点）有 1600 余组，其中动态密封点 1000 余组，静态密封点 600 余 组。控制数量大、难度高、标准严。根据类别不同，生产过程中的逸散主要表现在以下几个方面（如下表） ： 表 1 序号 重点部位 存在的问题 1 炉门和炉门框 密封不严密导致装煤后数小时内煤气泄露 2 装煤操作 密封不严、操作配合不协调引起烟尘泄露 3 装煤孔盖、上升管盖和轴头、桥管 各部位密封不严或荒煤气导出不畅引起荒煤气泄露 4 出焦操作 密封不严、焦炭欠火引起烟尘泄露 5 地面除尘站系统 除尘吸力小；风机高速滞后； 2.2 2.2 无烟焦炉治理的主要难点 无烟焦炉治理的主要难点主要表现在一下几方面：设备方面、工艺方面、生产方面。 表 2 序号 类别 主要难点 1 设备方面 炉门高度大，变形大、人工操作够不着、操作强度大；联结口变形 35 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 2010 年6 月8 日11 日 设备自控不成熟、维护跟不上，导致无法使用； 炉间缝处的石棉绳烧损严重，密封差；横排温度均匀控制难； 2 工艺方面 蓄热室封墙窜漏严重，边火道部位焦炭成熟情况不良； 3 生产方面 生产负荷大，检修时间少；人员少、操作程序繁复、泄露点多； 3.治理方案与过程 生产中的逸散控制包括操作、技术、设备、管理等各个方面，经过三年来的不断摸索，我们总结出了 一些经验，提供给同行作交流，以期为焦炉污染治理提供一些参考。 3.1 3.1 装满拉平是基础 6 米焦炉设备庞大，且大多采用螺旋装煤，检修维护较为困难，因此增加了装满拉平的难度。一旦装 不满，必将导致炉顶空间温度升高，荒煤气中的化学成分大量高温裂解，不仅严重影响化工产品的产量和 质量，而且将堵塞系统管道、威胁稳定生产。由于管道阻力增加，系统运行压力增大，导致泄漏严重、操 作紊乱。开工初期我们就曾深受其害，因此我们把装满拉平作为各项工作的重中之重来抓，采取了多种打 破常规的做法，短期内取得了突破，为稳定生产打下了基础，焦炭和化工产品的产量、质量大幅度提升， 系统泄漏也大幅度降低。按照挥发份同比，焦炭产量增加 3-4%，煤气量增加 1-2%。具体做法：1.平煤杆 伸入长度和角度、装煤螺旋转速、角度等都定期组织调整，保证装满装匀。2.对各运行班装满拉平实行量 化考核，即每天都进行焦线抽查，对应各班挂钩考核。3.除了加强操作管理外，我们不断摸索改进操作方 法，实行了二次补装煤工艺，解决了焦侧缺角问题，单炉产焦得到大幅度提高。 表 3 焦线与单炉产量、炉顶空间温度变化情况 项目 焦线 mm 炉顶空间温度 单炉产焦 入炉煤挥发份 备 注 2005 年 950 878 21.49 27.08 后半年已经开始治理 2007 年 780 750 23.14 24.31 3.23.2 责任落实是关键 炉门冒烟是焦炉生产中跑烟冒火最主要的重点和难点所在。由于自动清铲设备无法正常使用，人工清 铲环境差、强度大。因责任难分、监督困难、周期太长，我们在各运行工段分片承包的基础上，又增加了 横铁到位与否包炉工段和出炉工段“双包”挂钩办法，实现了炉炉清铲，解决了炉门冒烟的难题。 为了进一步落实责任，采用了行业内未见的焦线日常测量、执行系数月汇总考核的办法，对各运行班 装满拉平实行量化考核。即每天都进行焦线抽查，对应各班挂钩考核。由于责任直接和操作人员收入定量 挂钩，积极性大大提高，一举扭转了装不满的情况。 由于横排温度控制较难，环保要求又高，出炉冒烟不合格时有发生。针对这种情况，我们改变了焦炉 调火监控的行业惯例，实行“全面炉温监控”管理，把横排温度监控日常化，并将各区段温度系数直接承 包、量化挂钩至责任人，横排控制取得突破，横排系数由 0.7 左右很快提高到了 0.95 以上，基本杜绝了 出炉冒烟情况，焦炉工艺管理提高到了一个新水平。 3.3 3.3 技改创新是保障 尽管 6m 焦炉已经具有比较成熟的工艺和设备，但仍有许多不合理或不完善的地方。 6m 焦炉在设计上无法实现次序装煤的要求，我们采取了二次补装煤工艺以保证焦炉焦侧装煤无缺角； 炉框冒烟问题出现晚但控制难度较大。如果更换，费时费力、风险大、影响生产，常规热态处理难度高、 效果差。我们和有关厂家合作，采用新型黏结材料，并经过多次试验，首创了不停产炉间缝内侧喷抹工艺， 解决了炉框煤气泄漏的问题；针对地面除尘站风机高速滞后和出灰系统故障多发的问题，我们对自控和排 灰系统进行了技改；针对除尘接口密封不严的问题，我们采用新型材料，完成了煤车和拦焦车对位接口密 封技改；针对出炉时焦侧炉顶冒烟严重，实施了拦焦二次除尘技改，效果显著；利用新型保温材料，我们 彻底解决了蓄热室封墙及两叉部的密封问题，大幅提高了焦炉边火道温度，保证了加热均匀。 以上改进取得了明显的效果，逐步形成了良性循环，为清洁生产提供了保障。 3.4 3.4 以调代修降成本 6m 焦炉炉门高度大、清铲难度大，导致容易变形，炉门冒烟大，如果不及时处理就会形成恶性循环， 缩短使用周期。因此必须在加强清铲的同时，加强炉门调整力度，随时动态调节，以调代修。为此我们还 设计制造了专用工器具，取得了较好效果。 此外，为了降低成本，05 年下半年开始炉门刀边、砖槽、小炉门等几乎全部翻修复用 3 次以上，节约 备件费用 100 余万元。 36 2010 年6 月8 日11 日 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 4.效果与结论 我们坚持“效益让环保先行”的理念，实施了一系列治理，焦炉生产的各类烟尘逸散得到了有效缓解， 为企业获得“蓝色” （环境行为良好）标志打下了坚实的基础。 经过三年不懈的综合治理，我们一方面增加了焦炭产量、保证了化工产品产率和质量，实现了经济效 益最大化的目的；另一方面较成功的解决了焦炉生产跑烟冒火、污染环境的难题，初步达到了清洁生产的 要求，改变了焦化生产“乌烟瘴气”的形象，为公司焦化厂在中心城市的生存和可持续发展打下了良好的 基础。 目前，我们的设备故障率明显下降，焦炉单孔产焦稳定在 23.0t/孔；k均，k横排等系数已全部达至特级 标准。 统计数据显示，我们每年在以上环保方面的投入约需要 150 万元。目前焦炭单炉产量（与设计能力挥 发份同比）增加约 3%（0.7 吨/炉） ，年增加利润约 3000 万元；煤气泄漏减少（煤气产量额外增加）1%， 年增加利润约 300 余万元。实例证明，搞好清洁生产并不是一定会赔钱。 表 4 主要经济和环保指标对比 项 目 治 理 前 治 理 后 对 比 备 注 焦炭产量 21.0 23.14 增加 3-4% 单炉 焦炉耗热量 2390 2273 节约 1-2% 包括减少泄漏 增加效益 效益 3300 万元 冒烟率 10 左右 2% 达国家一级 37 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 2010 年6 月8 日11 日 关于焦化节能降耗问题的探讨 关于焦化节能降耗问题的探讨 刘 红（湖南华菱涟钢焦化厂） 【摘 要】本文论述了当前钢铁工业焦化节约能源,降低耗热量应采取的具体措施和途径,通过详实的论证 说明这项工作的潜力很大,应当引起广泛的重视和推广。 【关键词】节能降耗 措施 途径 0.前言 我国的钢铁工业能源,全部立足于国产能源,消费以煤炭为主,约占钢铁工业各种能源耗量的70%以上。 节约能源是钢铁企业的主要问题,做为能源转换生产的焦化厂尤为突出。当前焦化工业的节能越来越受到 各企业的重视,节能的核心是炼焦过程中的热耗,一方面要节约能源,回收显热,另一方面要降低耗热量。 1.目前焦化节约能源的几项措施 1.1 1.1 积极进行余热利用 焦化企业的余热资源率很高,约占企业所消耗能量的30%以上,而余热资源利用率很低,焦化企业回收 余热资源可以从以下两方面着手。 一是回收冷却水余热。焦化产品的余热大部分被冷却水带走,冷却水带走的热量占全厂总能耗的40% , 其中初冷却水带走的热量又占总热量的33% ,这部分热量应采取措施加以回收。 二是回收产品及工艺过程等的余热。回收产品及工艺过程带走的热量约占焦化企业总能量的30% ,可 采用干法熄焦,上升管汽化冷却等方式予以回收,焦炉耗热量中焦炭的显热约占40% ,干法熄焦可回收焦炭 显热的80%。 1.2 1.2 采取措施,减少焦炉散热 焦炉表面散失热量的大小,主要决定于焦炉设计,但在现有焦炉的条件下也可以采取一些措施。如在装 煤孔盖、蓄热室封墙、废气盘等部位都可以采用硅酸铝隔热材料,有些焦炉使用后效果显著,可减少炼焦耗 热量2.547kj/kg湿煤。 1.3 1.3 提高计量用仪表和设备的完整性及准确性 没有准确的计量手段,反映出来的能耗等数值也容易丧失其真实性。对焦化企业来说是很大的一个缺 陷，不利于焦化企业对吨焦耗热量的准确计算。 1.4 1.4 采用先进技术,改革现有工艺 采用先进的调温技术,装煤操作采取高压氨水喷射,冷凝水回收等工艺,采用先进的仪器仪表,高效的 隔热材料等新技术都能达到节约能源的目的。 2.降低焦炉耗热量的途径 炼焦耗热量是指1kg 湿煤在焦炉炭化室中炼成焦炭所需要的热量,其中包括变成焦炭的结焦热,水分 蒸发需要的热量以及焦炉炉体损失和废气带走的热量。它除了作为煤气耗热量的计算依据外,在技术上是 38 2010 年6 月8 日11 日 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 评定焦炉结构完善,炉体严密程度,焦炉热工操作及管理水平的重要指标,在经济上也是炼焦消耗定额的主 要指标。 提高焦炉热效率,降低炼焦耗热量是改善产品质量,降低产品成本,节约炼焦能耗的重要措施,它直接 关系到企业的经济效益。 2.1 2.1 降低焦饼中心温度和标准温度 根据焦炉的热平衡可以看出,从炭化室推出的赤热焦炭所带走的热量是焦炉热量支出中的最大部分, 约占40%左右。若以焦饼最终温度为1000计,焦饼温度每增减50,焦炭带走的热量增减5%左右。例如焦 饼中心温度从1050降低到1000,若原耗热量为2310kj/kg,则焦炭带走的热量可降 2310x0.4x0.05=46.2kj 左右。因此,在保证焦炭质量和顺利推焦的前提下,尽量使焦饼中心的最终温度维 持在最低值。 要降低焦饼中心温度,就要降低标准温度,而降低标准温度的前提是炉温必须均匀稳定,否则降低炉温 后会使部分焦炭成熟不好而降低焦炭质量,并容易造成推焦困难。所以把炉温调好,使其均匀稳定是提高热 效率,降低耗热量的主要措施。 2.2 2.2 降低炉顶空间温度 从炉顶排出的荒煤气带走的热量也是较多的。在生产条件相同的前提下,炉顶空间温度取决于炉体加 热水平的高低和焦饼高向加热的均匀程度。在生产中,改变炭化室煤的装满程度和炼焦煤的收缩度,也能使 炉顶空间温度产生一定的变化。保证炭化室装满煤,减少荒煤气在炉顶空间的停留时间,降低炉顶空间温度, 从而减少荒煤气从炭化室带走的热量。当结焦时间和装入煤料一定时,炉顶空间温度每降低10,炼焦耗热 量可降低20kj/kg 左右,因此降低炉顶空间温度对耗热量的降低也是有利的。 2.3 2.3 减薄炭化室墙砖厚度 为了快速炼焦和节约能源,可以减薄炭化室墙的厚度,若墙厚减10mm,可增产7%10% ,节约能耗7%。据 相关数据计算,墙厚每减1mm ,结焦时间可缩短5.46 分钟。 2.42.4 选择合适的空气过剩系数a a值大小是影响燃烧的主要指标之一,使加热煤气与空气能有正确比例,对降低耗热量有较大意义。a值 过大,燃烧所生成的废气量增多,废气带走的热量增加; a值过小,会使燃烧不完全,部分可燃气体损失,反而 增加了炼焦耗热量。一般说来, a每增加0.1,对使用高炉煤气加热,耗热量将增加33.637.8kj/kg;对使用 焦炉煤气加热,耗热量将增加2125.2kj/kg。空气过剩系数不仅影响耗热量,同时对焦炉高向加热和产品 质量均有直接关系,所以控制合适的a值并调节均匀很重要。 2.52.5 焦炉的大型化 一些研究表明,炉长增加对耗热量影响不大,而炉高影响则比较显著,在同一结焦时间,炉长相同的情况 下,炭化室高3m 与4m 的炉子耗热量相差50.454.6kj/kg 湿煤, 4m与5m高的焦炉耗热量相差16.8 25.2kj/kg 湿煤, 6m高的炉子的耗热量接近于5m炉子的耗热量。 2.6 2.6 降低小烟道温度 39 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 2010 年6 月8 日11 日 降低从小烟道排出的废气温度,减少废气带走的热损失,可以提高焦炉的热效率和降低炼焦耗热量。一 般情况下,小烟道温度降低25,焦炉热效率可提高1%,炼焦耗热量可减少2530kj/kg。气体在蓄热室中分 布均匀,可以提高蓄热面的利用率,气体的分布和篦子砖孔排列有关,另外在生产中应保持格子砖清洁畅通, 避免灰尘堵塞和高温烧熔。交换周期越长,格子砖换热效率越低,但交换时间如果过短,交换频繁对操作不 利,并增加了交换时的煤气损失。加强炉体严密,加大蓄热室单位换热面积,尽可能使气流在蓄热室格子砖 中分布均匀合理,选择适当的换向周期和合理稳定的焦炉压力制度等都有利于降低废气温度。 2.72.7 加热煤气种类 用高炉煤气加热的耗热量比用焦炉煤气加热时高10%20%。虽然烧高炉煤气时的小烟道温度比烧焦炉 煤气时低,但烧高炉煤气时产生的废气量大,废气从烟囱带走的热量也多,同时因炉体和设备不严密而造成 的漏失量也多,每次交换时上升气流蓄热室中的贫煤气直接流入烟道中,这些都增加了炼焦耗热量。尽管用 焦煤气加热时耗热量少,但焦炉煤气是优质的气体燃料,所以对复热式焦炉来说,如果条件允许,应尽可能 烧高炉煤气,这对能源的合理利用,环境保护以及社会、经济综合效益等都有好处。 2.8 2.8 降低装入煤水分 由水蒸气带走的热量也是较多的,装入煤水分每变化1% ,炼焦耗热量就相应变化6080kj/kg 。配煤 水分的变化,不仅对耗热量影响很大,而且还影响焦炉加热制度的稳定和焦炉炉体寿命。当配煤水分变化频 繁,而调火工作又不到位时,容易使焦饼过火或不熟,引起焦饼难推。为了不产生推焦困难,势必采用较高的 标准温度,这就会进一步增大煤焦耗热量,所以,规定和稳定配煤水分是确保焦炉正确操作的主要条件之 一。 2.9 2.9 寻求适宜的周转时间 生产实践表明,一般大型焦炉的周转时间,当炭化室宽为450mm 的在18 20小时,炭化室宽为407mm 的在1618 小时,此时耗热量是最低的。周转时间每改变1小时,耗热量将增加1%1.5% ,短于上述周转时 间,耗热量随周转时间的缩短而升高,周转时间长于2022 小时,由于标准温度不能随周转时间的延长而 降低,造成焦饼提前成熟,焦炉的热工效率降低,耗热量随周转时间的延长而升高。 2.10 2.10 炉体和设备的严密程度 若炉体不严,蓄热室漏气率增大,势必增加加热煤气量,提高炼焦耗热量;若炭化室墙漏气率增大,使荒 煤气漏进立火道内燃烧,表面上耗热量有所减少,但荒煤气漏失量直接与荒煤气发生量有关,而且结焦前半 期煤气发生量多,漏失量也大,在立火道内很可能燃烧不完全,使部分可燃气体随废气离开焦炉而造成能源 损失。另外煤气旋塞或煤气砣不严,都会造成加热煤气的损失,所以加强炉体和设备的维护,搞好炉体与设 备的严密工作是很必要的。 3.结论 节能工作是具有战略意义的一项重要工作。目前我国的能源利用率很低,节能的潜力相当大,在世界能 源储量日趋减少的今天,节能降耗必须引起每个焦化工作者的重视。 焦炉热平衡测定和计算结果,能较全面地反映出焦炉的能耗效果和问题,所以在一定条件下,定期地对 40 2010 年6 月8 日11 日 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 焦炉进行热平衡测定和分析,是一件很有意义的工作,必须予以重视。 参考文献 1王光华，焦化工程设计概论m，北京：冶金工业出版社，1993。 2于振东，蔡承佑，高兴锁等编著，焦炉生产技术m，沈阳：辽宁科学技出版社，2005。 3国家发改委，焦化行业准入条件m，北京：国家发改委，2004。 4国家环境保护总局，洁净生产标准炼焦行业m，北京：国家环境保护总局，2003。 5严希明，等编著，焦炉科技进步与展望m，北京: 冶金工业出版社，2006。 6姚章昭，郑国东，炼焦学m， （第三版） ，北京：冶金工业出版社，1995。 7谢海深，刘永新，孟军波等，焦炭质量预测模型的研究j，煤炭转化，2006，29（3） ：5457。 41 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 2010 年6 月8 日11 日 国内常见大容积焦炉的比较与选型建议 贾建成 刘少阳（邯钢集团邯宝公司焦化厂） 1.前言 随着炼焦工业的发展， 焦炉日趋大型化和现代化， 焦炉炭化室的高度从 4m 左右增加到 6m、 7m 、 7.63m, 甚至达到 8m 或 8.65m,长度从 13m 增加到 17m, 18m, 个别达到 20.8m,容积从 25m 3 左右增加到 40 m 3, 50m 3,80m3, ,最大可达 100m3,以上;建设大容积焦炉,也就是建设大型焦炉,可降低基建投资和操作费用,增加 焦炭产量,提高生产效率,同时,随着煤炭资源日趋紧张,炼焦煤价格的大幅上扬,高炉的大型化与富氧喷吹 技术的发展对焦炭的机械性能和高温反应性和反应后强度提出了更高要求,也促使焦炉向大型化和自动化 方向发展,结合目前国内占主导的炭化室高 6m 焦炉,新近建设的 7m 焦炉和我国马钢、太钢、武钢和兖州矿 业从德国引进的 7.63m 焦炉，本文从焦炉炉体结构、机械配置，车辆自动化水平和环境保护和投资等方面 对不同炉型焦炉的优缺点作一对比，提出一条较为可行的焦炉选型方法和原则。 2.6m 焦炉,7m 焦炉和 7.63m 焦炉的炉体结构特点 常见 6m 焦炉为双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷、高炉煤气侧入的复热(或)单热下调式大容积焦 炉，7m 焦炉炉体采用高低灯头、蓄热室长向分格和空气下调技术， 7.63m 焦炉与 6m 相比炉体采用分段加 热、蓄热室长向分格和空气下调技术，具有结构先进、严密，功能性强，加热均匀等特点。6m,7m 和 7.63m 焦炉的炉体结构和工艺参数比较见下表 1。 表 1 6m、7m 和 7.63m 焦炉的炉体结构和工艺参数表(以 220 吨/年为基准) 序号 项目 单位 6m 焦炉 7m 焦炉 7.63m 焦炉 1 生产规模 设计能力 10 4t/a 220 220 220 焦炉孔数 孔 4x55 4x46 2x70 2 炉体主要尺寸 2.1 炭化室全高 mm 6000 7000 7630 2.2 炭化室有效高 mm 5930 6980 7180 2.3 炭化室全长 mm 15980 16960 18800 2.4 炭化室有效长 mm 15140 16100 18000 2.5 炭化室平均宽 mm 450 450 590 2.6 炭化室锥度 mm 50 50 50 2.7 有效容积 m 3 38.5 48 76.3 2.8 加热水平 mm 9001000 9501005 15001600 2.9 立火道个数 个 32 34 42 2010 年6 月8 日11 日 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 2.10 蓄热室分格情况 不分 分 19 格 分格 3 焦炉用耐材量 3.1 1 座焦炉用耐材量 吨 17000 16500 29000 3.2 砖型总数 个 540589 650 1235 3.3 1 座焦炉用硅砖量 吨 10300 10500 17800 4 主要工艺参数 4.1 装入煤水份 % 10.8 10.8 1011 4.2 装炉煤密度 kg/m 3 750 750 780 4.3 成焦率 % 75 75 80.4 4.4 周转时间 h 1819 18.519 2525.7 4.5 每孔焦炭产量 吨 21.4 27 48 3.6m 焦炉,7m 焦炉和 7.63m 焦炉的焦炉机械配置与自动化水平比较 随着国内机加工设备的改进和数控加工技术的推广与电子计算机技术的发展,以及新材料和新技术的 应用,大容积焦炉机械在总结国内外焦炉机械操作经验的基础上,吸取目前成熟、可靠、先进、实用的焦炉 机械的长处，主要从提高焦炉机械效率，降低劳动强度和改善操作环境出发，并以安全、可靠、实用进行 和配置的， 国内常见 6m 焦炉,7m 焦炉和 7.63m 焦炉的焦炉机械配置与机车自动化配置水平列表比较见表 2。 表 2 6m,7m 和 7.63m 焦炉的机械配置与机车性能对比表(以 220 吨/年为基准) 序号 项目 6 米焦炉 7 米焦炉 7.63 米焦炉 1 焦炉机械配置 1.1 推焦车 3 台 3 台 2 台 1.2 拦焦机 4 台 4 台 2 台 1.3 装煤车 3 台 3 台 2 台 1.4 熄焦车(含电机车) 4 台 4 台 2 台 1.5 液压交换机 4 台 4 台 2 台 1.6 设备总重(吨) 3758.3 3959 3178 2 焦炉机械性能对比与自动化水平比较 2.1 推焦力测定、推焦杆自动测温技术 无 无 有 2.2 推焦杆、平煤杆拉出装置。 手动拉出 手动拉出 设 有 柴 油 发 电 机，电动绞车 2.3 推焦电机调速 涡流调速 涡流调速 变频调整 2.4 平煤电机调速 涡流调速 涡流调速 变频调整 2.5 拦焦车轨道布置方式 焦侧操作台上焦侧操作台上 熄焦车轨道两侧 43 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 2010 年6 月8 日11 日 2.6 熄焦车形式与熄焦方式 常规湿熄焦或 低水分熄焦车 常规湿熄焦或 低水分熄焦车 csq 车， 主要底部 进水熄焦 2.7 装煤烟尘控制方式 导套与装煤孔 不完全密封， 允许部分空气 与烟气混合通 过煤车管道进 入 地 面 站 除 尘，装煤时间 为 90s， 装煤过 程需平煤，机 侧小炉门冒烟 冒火严重。 导套与装煤孔 不完全密封， 允许部分空气 与烟气混合通 过煤车管道进 入 地 面 站 除 尘，装煤时间 为 90s，装煤 过程需平煤， 机侧小炉门冒 烟冒火严重。 导套密封无烟装 煤，装煤时间为 50s， 装煤车保证 在同步装煤时， 每个装煤孔处的 装煤精度公差为 250mm， 装煤过程 不平煤减少机侧 烟尘污染。 2.8 炉顶除尘 采用地面站干 式除尘，与地 面站接口为翻 板阀形式。 采用地面站干 式除尘，与地 面站接口为翻 板阀形式。 采用上升管单孔 压力自动调节系 统proven与装煤 车配合完成消除 装煤时烟尘。 2.9 炉盖、炉座清扫及泥浆密封装置 人工 人工 设置炉盖、炉座 清扫及泥浆密封 装置，使导套及 炉盖密封确保装 煤及结焦时炉顶 不冒烟。 2.10 平煤余煤料斗计量装置 无 无 余煤料斗设有称 量装置，可以测 量装煤车实际装 煤量。 2.11 装煤导套压力控制方式 无 无 设置导套压力传 感器，确保装煤 过程中导套始终 与炉座密封。 44 2010 年6 月8 日11 日 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 2.12 走行制动方式 电液推杆闸瓦 制动。 电液推杆闸瓦 制动。 液压缸驱动盘式 制动制动精确可 靠。 2.13 走行对位控制方式 人工控制 人工控制 自动对位控制方 式，操作人员辅 助监视作用。 2.14 四大车联锁控制 滑 线 联 锁 控 制。 滑 线 联 锁 控 制。 以太网无线通迅 联锁控制。 2.15 液压系统 泵为叶片泵， 油缸为集成行 程测量式,精 度高 泵为叶片泵， 油缸为集成行 程测量式,精 度高 泵为恒压变量柱 塞泵, 油缸为外 置式 2.16 地面上各车电源方式 各车均采用滑 线导轨式。 各车均采用滑 线导轨式 推焦机、拦焦机 采用电缆卷筒， 熄焦车、装煤车 采 用 滑 线 导 轨 式。 4.6m 焦炉,7m 焦炉和 7.63m 焦炉的环境保护与投资 4.1 4.1 环境保护 炼焦过程是一个能源转化过程,生产过程中产生大量的废气和粉尘,国内目前在建的大容积焦炉均设 置有高效的除尘装置,可以对生产过程中产生的污染进行有效的控制,均能达到国家环保清洁生产的要求, 6m 焦炉和 7m 焦炉均设有常规的地面除尘站或在车辆上配备专门的除尘装置,但 7.63m 焦炉与 6m 焦炉和 7m 焦炉相比,存在收下明显优势: 4.1.1 按年产 220 万吨焦炭产量计算，采用 7.63 米焦炉，每天出焦 124 次，7 米焦炉每天出焦 223 次，7 米焦炉每天出焦 282 次， 可减少推焦时产生的大量烟尘； 同时 7.63 米焦炉密封长度比 7 米焦炉少 1400 米， 比 6 米焦炉少 2600 米,相应减少了泄漏的几率。 4.1.2 7.63m 焦炉采用单个炭化室压力控制 proven 系统，确保在整个周转时间内炭化室压力的稳定，减少 了炉门、装煤口等处烟尘的外逸；而 7 米焦炉与 6 米焦炉水平相同。 4.1.3 7.63m 焦炉炉体采用 3 段加热和废气循环，炉体高向加热均匀，废气中的氮氧化物含量低，约为 200-300mg/m 3,而 6m 和 7m 焦炉大于 500mg/m3。 4.1.4 7.63 米焦炉湿熄焦系统采用 csq 技术，采用特殊配置的翅状阻挡式分离器除去粉尘，其向环境排放 的粉尘量为 20g/t 焦，而常规湿熄焦和低水分熄焦排放的粉尘量为 130g/t 焦，单纯从环境保护方面考虑， 7.63 米焦炉明显优于 6m 和 7m 焦炉。 45 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 2010 年6 月8 日11 日 4.24.2 投资比较 采用 7.63m 焦炉，吨焦投资约 890 元；6m 焦炉吨焦投资约 760 元；7m 焦炉吨焦投资约 750 元，按年 产 220 万吨焦计算，7.63m 焦炉总投资多投资 2.93 亿元。主要是因为 7.63m 焦炉由德国伍德(uhde)引进 技术（包括自动化技术） ，并且德国伍德(uhde)对 7.63m 焦炉设计和技术拥有专利权和多项专有权，国内 设计机构无权参考其设计，配套的焦炉机械由德国夏尔克公司设计，关键设备从夏尔克公司引进，造成吨 焦投资偏高。 另外,从焦炭产品质量方面比较，当然焦炭质量与煤种、配煤指标、炼焦加热制度、炭化室堆比重等 有关，但从炉体结构设计方面来讲，在高向加热方面，7.63m 与 7m、6m 焦炉均采用废气循环技术，7.63m 焦炉还采用了空气分段加热技术，但三种焦炉均能满足高向加热要求，在炭化室宽度方面，7.63m 焦炉炭 化室宽 590mm，7m 焦炉炭化室宽 450mm，宽炭化室对粘结性较好的煤料生产的焦炭质量较好，但对粘结性 差的煤种，会导致焦炭耐磨性能和显微强度变差，因此总体上三种焦炉对产品质量各有利弊，但均能满足 目前高炉需要。 5.结论 综上所述，6m 焦炉为当前国内占主流的炉型，技术和装备水平均已十分完善和成熟，7m 和 7.63m 焦炉还 刚起步，焦炉机械和控制设备的国产化还有待进一步探索，随着国家产业结构的调整和人们环保意识的增 强与环境保护法律法规的日益健全，对焦炉的污染控制提出了更高要求，焦炉的大型化和配置的现代化已 经成为必然的发展趋势， 新建或改造焦炉应从当地的煤炭资源条件、 技术发展水平和投资等方面综合考虑。 46 2010 年6 月8 日11 日 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 炉顶空间温度与原水 cod 的工业试验与研究 韩党锋沙钢宏发焦化厂，张家港市，215625 【摘 要】沙钢焦化厂将炉顶空间温度逐步由 780提高至 840，并对每班的原水 cod 进行连续检测。试验表明，提高 炉顶空间温度可以降低原水 cod，特别是炉顶空间温度在 830以上，原水 cod 明显下降，因每家钢铁企业用煤的情况不同， 原水 cod 也会有所不同。 【关键词】炉顶空间温度 原水 cod 装煤量 0.引言 现沙钢焦化厂有两套污水处理，第一套即对应 220 万吨焦炭生产能力的污水处理，于 2003 年 10 月份 开始投入运行；第二套即对应 110 万吨焦炭生产能力的污水处理，于 2005 年 6 月份投入运行。第一套污 水处理在投入运行的前三年，出水基本可以达到设计要求，从 2006 下半年，特别是 2007 年以来出水很难 达标，出水 cod 只能维持在 200-300mg/l 之间；第二套污水处理从 2006 下半年，特别是 2007 年，也出现 出水指标上升，开始出现波动，但整体上好于第一套污水处理的出水。针对此现象我们一方面从污水处理 本身查找问题，一方面查找进污水处理的水质问题，通过与我厂污水处理设计的进水指标、同行业相同工 艺的污水进水指标，以及我厂 2006 年前的进水指标比较，发现我们第一、第二套污水处理进水的 cod 值 高出设计值 3000mg/l 左右，比同行业平均水平高出 2000mg/l 左右，比我厂 06 年前高出 1200mg/l 左右， 同时只所以出现第二套污水处理好于第一套，主要是因为第二套的污水停留反应时间长于第一套，达到第 一套停留时间的 1.5 倍以上。 到此我们发现焦化废水的问题不在污水处理本身，根本问题在于进污水处理的 cod 高，进污水处理的 cod 高又是因为剩余氨水的 cod 高造成的，目前我厂剩余氨水的 cod 高达 11000-12000mg/l，为彻底查找 我厂剩余氨水 cod 高的原因，焦化厂技术部、炼焦、化产一行四人于 2007 年 12 月 10 日至 2007 年 12 月 28 日对济钢、邯钢、包钢、宁钢、南钢进污水处理 cod 情况进行了实地考察，并从配合煤挥发分、硫分、 炉顶空间温度、加热水平、鼓冷工段和蒸氨的操作参数进行了全面的对比分析，找到了影响 cod 的根本因 素。 1.五大钢厂焦化主要指标及参数 序 号 可能影响原水 cod 的项目 沙钢运行情 况 济钢运行情 况 邯钢运行情 况 包钢运行情 况 宁钢厂运行 情况 南钢运行情况 1 配合煤的硫份 （） 0.951.05 0.9 0.85 0.91.0 085 085-09 2 配合煤的挥发分 （） 2930 29 2526 2626.5 2426 27-28 3 焦炉装煤量（t） 32.5 计量不准确31.5 31.5 无计量 31 4 焦炉加热水平 （mm） 1005 1005 1005 1000 1005 1005 5 炉顶空间温度 （） 780800 790820 820830 780790 840850 790-820 6 焦油、氨水分离时 间（分钟） 25 23 25 25 25 25 7 焦油氨水分界面 如何判断 液位显示和 手摸相结合 液位显示 手摸 液位显示 液位显示 液位显示 47 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 2010 年6 月8 日11 日 8 循环氨水 cod （mg/l） 11000 12000 11000 72008000没有化验 6000-7000 6500-7500 9 机槽控制温度 （） 75 75 75 76 75 74 10 返焦油是否连续 间歇 间歇 间歇 间歇 间歇 间歇 11 是否有溶剂脱酚 否 有 否 否 否 否 12 氨水除焦油采用 何种方法 陶瓷过滤器 加气浮除油 静置分离 静置分离 气浮除油 气浮除油 陶瓷过滤器加 气浮除油 13 循环氨水的流量 （m 3/h） 1420 1500 1400 1450 1380 1480 14 各槽焦油的排放 每班排放一 次 无 每班排放一 次 每班排放一 次 每班排放一 次 每班排放一次 15 预冷外排液量 （m3/h） 20 无预冷塔 15 15 16 20 16 终冷水去向 回机槽 回机槽 回机槽 回机槽 回机槽 回机槽 17 蒸氨的氨气如何 进入脱硫系统 氨气进预冷 塔 氨气冷却后 进反应槽 氨气冷却后 进反应槽 氨气冷却后 进反应槽 氨气进预冷 塔 氨气冷却后进 反应槽 18 蒸氨塔排焦油操 作 2 小时一次 不排 2 小时一次2 小时一次2 小时一次 2 小时一次 19 蒸氨加碱方法 根据蒸氨废 水氨氮及 ph 根据蒸氨废 水氨氮及 ph 根据蒸氨废 水氨氮及 ph 根据蒸氨废 水氨氮及 ph 根据蒸氨废 水氨氮及 ph 根据蒸氨废水 氨氮及 ph 值 20 蒸氨废水量 （m3/h） 4042 38 3840 30 40 41 21 蒸氨塔底压力 （kpa） 4547 1112 表坏 60 504 表坏 22 蒸氨塔底温度 （） 105108 103105 106108 108109 105-108 106-109 23 蒸氨塔顶压力 （kpa） 1821 45 3033 2022 79 表坏 24 蒸氨塔顶温度 （） 9798 9394 9899 99101 100 96 25 蒸氨塔蒸汽消耗 （kg/m 3） 150 用导热油 170 蒸汽流量表 坏 160 158 26 剩余氨水 cod 10000 11000 950011000700080008000900060007000 6200-7000 27 蒸氨后 cod 60007000 55006500400045004800520038004200 3900-4500 28 油库焦油脱水如 何进行 槽满后排往 机槽 槽满后排往 机槽 槽满后排往 机槽 槽满后排往 机槽 槽满后排往 机槽 槽满后排往 机槽 29 机槽界面是否有 观察口 有 不使用机槽有 否 否 否 30 循环氨水的颜色 浅黄色 微带油 浅黄色 浅黄色 浅黄色 浅黄色 31 焦油收率（） 3.5 3.5 3.2 3.1 3.25 31 32 硫铵收率（） 0.8 0.9 0.850.9 0.9 0.85 0.85-0.9 33 脱硫塔前硫化氢 含量(g/m 2) 1112 78 77.5 910 8-9 7-8 34 脱硫塔后硫化氢 含量(g/m 3) 0.15 以下 0.30.4 0.2 以下 0.60.8 0.3 以下 0.5 以下 48 2010 年6 月8 日11 日 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 注：此表数据为折算为两座焦炉数据。 同时在济钢考察时，我们了解到，07 年 3 月份，济钢为降低煤气中 hcn 含量，对炉顶空间温度做过大 幅度调整，由之前的 860880降低为 790820，通过察看化验数据，在 06 年 7、8 月份，即炉顶空 间温度在 860880下，剩余氨水 cod 平均为 6889mg/l，07 年 7、8 月份，即炉顶空间温度在 790820 下，剩余氨水 cod 平均为 10600mg/l。 2.根据上表及济钢炉顶空间温度调整前剩余氨水 cod 的变化情况可分析如下 提高炉顶空间温度可以降低剩余氨水 cod，在其他指标未变的情况下，济钢炉顶空间温度由 07 年 3 月 份前的 860880降低为 07 年 3 月份后的 790820，剩余氨水 cod 由 6889mg/l 升高到 10600mg/l，上 升了 3711mg/l，进污水处理的 cod 同时上升了 3000mg/l 左右，达到 5500-6500mg/l,与我厂进污水处理的 水质基本相当。济钢焦化厂目前的煤源、配合煤挥发份、炉顶空间温度、化产回收工艺既指标与我厂基本 相同，剩余氨水 cod 也基本相同，这充分说明提高炉顶空间温度可以降低剩余氨水的 cod，从而降低进污 水处理的 cod。 3.沙钢炉顶空间温度和原水 cod 的试验研究 沙钢焦化厂从 4 月 25 日开始，对焦炉装煤量、炉顶空间温度、污水原水 cod 之间的关系进行了试验。 试验在 5、6#焦炉及其所对应的二回收污水处理系统进行，试验分两步骤进行，4 月 25 日下午 4 点，5、 6#焦炉的装煤量由之前的 32.50.3 吨调整到 31.50.3 吨，在 4 月 29 日下午，装煤量再降至 30.50.3 吨，5 月 6 日下午 4：00 试验结束，试验历时 11 天。焦化厂对试验过程和数据进行了全程跟踪，确保试验 数据准确无误；动力设备环保处对污水指标进行了跟踪： codcod关系 炉顶空间温度对污水原水影响试验炉顶空间温度和 12000 11000 10000 9000 8000 7000 6000 注：由于 5 月 3 日高炉煤气压力不够，高炉煤气有所降低。炉顶空间温度降至 810。 从上图可以明显看出：随着炉顶空间温度的升高，蒸氨前污水 cod 和蒸氨后原水 cod 都大幅下降。第 一阶段，装煤量由 32.50.3 吨调整到 31.50.3 吨，炉顶空间温度由之前的 790左右升至 820左右， 蒸氨前原水cod由10000mg/l左右降至85009000mg/l， 蒸氨后cod由7000mg/l左右降至55006000mg/l； 第二阶段，装煤量由 31.50.3 吨调整到 30.50.3 吨，炉顶空间温度由 820左右升至 840左右，蒸 氨前原水 cod 由 85009000mg/l 降至 70007500mg/l，蒸氨后 cod 由 55006000mg/l 降至 4500 4000 5000 4-25 4-27 4-29 5-15-35-55-7 日期 cod 760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 炉顶空间温度 蒸氨前 cod 蒸氨后 cod 炉顶空间温度 49 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 2010 年6 月8 日11 日 5000mg/l，达到国内同行业的水平。 通过本次试验以及五大钢厂的考察数据，充分说明装煤量、炉顶空间温度、原水 cod 之间存在着显 著的相关性，装煤量越高，炉顶空间温度越低，原水 cod 越高，当炉顶空间温度超过 840以后，原水 cod 降幅明显降低，这与国内其它企业总结的结论基本上是一致的。如果炉顶空间温度保持在 840左右，污 水处理 cod 是完全可以达到 150mg/l 以下的。 50 2010 年6 月8 日11 日 2010 年第四届全国焦化技术及生产年会 炼焦煤胶质层制样方法的研究 王海涛 彭海燕（新兴铸管股份有限公司） 【摘 要】本文论述了在其它条件完全相同的情况下，采用不同制样方法制备同一种煤的胶质层煤样（y 值按照 gb/t 479-2000 测定） ，相差较大，煤种不同 y 值相差大小也不同。 【关键词】胶质层 煤样制备 温度 筛分 1.概述 烟煤在干馏条件下加热到一定的温度范围时，表面逐层热分解，形成胶体状态，再逐渐固结成焦炭。 胶质层是烟煤的一种特性，也是烟煤分类的一种指标。胶质层对于确定烟煤种类、判断煤的质量好坏、确 定合理的配煤比、研究配合煤质量、预测和提高焦炭质量方面十分重要。 2.干燥温度不同，其它方法相同 将所采集的煤样用孔径为 8mm 的方孔筛进行筛分，将筛上物进行破碎，直至全部通过 8mm 方孔筛，用 堆锥四分法将煤样缩分到3.75kg，将煤样放入盘中摊成均匀的薄层放入带有鼓风干燥箱中干燥，温度分 别控制在 145150、105110、4550，煤样完全干燥后，用堆锥四分法将煤样缩分到 1kg 左右， 用对辊式破碎机将煤样进行破碎，用 1.5mm 圆孔筛进行筛分，将大于 1.5mm 煤样继续破碎，直至全部通过 为止。将全部过筛后的煤样混匀，取 500g 左右装入事先写好编号、制样日期、分析项目的磨口试剂瓶中 送化验室。 选择 6 种单种煤按以上方法进行制样烘干，温度分别控制在 145150、105110、4550，对 胶质层进行测定，实验数据（数据为同一化验室、同一化验员及采用同一台设备进行测量得证）见下表 1。 表 1 煤样制备时采用不同干燥温度