干熄焦知识简介

1、干熄焦工艺介绍,二OO九年十二月 炼焦二车间,定义：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。通常CDQ是焦炭干法熄焦 的简称，Coke Dry Quenching 。,原理： 在干熄焦过程中，1000的红焦从干熄炉顶部装入， 130的低温惰性循环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（低于200 ）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。,干熄焦原理图,干熄焦的优点：,一、吸收红焦的热量，节约能源 传统

2、的熄焦方法采用喷水降温，红焦显热浪费很大。因为每炼1公斤焦耗热约750800千卡，而湿熄焦浪费的热量可达355千卡。干熄焦避免了上述的缺点，它吸收红焦的80%左右的热量使之产生蒸汽。干熄每吨焦炭可产生420450Kg，450，4.6Mpa的中压蒸汽（蒸汽压力根据各厂实际而定）实际上还要高一些。,二、改善焦炭的质量 焦炭在干熄炉的预存室里有一个再炼焦的过程，再加上它随着排焦均匀 的下降和缓慢的冷却,因此焦炭裂纹较少，强度较好。再则干熄焦炭与焦粉 容易分离也减轻筛分的困难，焦粉又可作为烧结的重要原料。（对照表见 下表）,干法熄焦与湿法熄焦焦炭质量的对比,三、改善了环境，减少污染 在湿熄焦中，熄焦用

3、的水主要来自于化工车间的冷却水，其中含有大量的酚，氰等有害物质。湿法熄焦产生的蒸汽及残留在焦内的酚，氰，硫化物等腐蚀性介质，侵蚀周围建筑物，并能扩散到几公里外的范围，有害物质超过环境标准的好几倍造成大面积的空气污染。,中润干熄焦简介,中润公司共有2套干熄焦装置，单套处理焦炭能力为140t/h，采用N2作为惰性气体冷却红焦，配套4座55孔6米的焦炉的干熄焦生产，布置在焦炉的北侧（焦侧）。 干熄焦项目是由中冶焦耐工程技术有限公司吸收并消化国内外成熟技术及实际操作经验设计而成，主要生产设备包括干熄炉、余热锅炉、汽轮发电机组等，总投资3.8亿元。于2008年3月底正式开工建设, 历时15个月，到200

4、9年6月底两座干熄焦装置相继顺利投产。 目前，干熄焦1、2号发电机组各项测试试验已全部结束，运行平稳。1、2号两台1.5万kw/h的发电机组全部并网满负荷运转后, 预计年发电量可达到2.1亿度，按当前电价计算可创造效益1.07亿元。,干熄焦工艺流程主要由焦炭流程、惰性气体流程、锅炉系统流程、除尘系统流程等部分组成。,工艺流程,一、焦炭流程,推焦车将约1000的红焦由炭化室推出，经拦焦车导焦栅，落入熄焦车的旋转焦罐中，在电机车拖动下，引至提升塔下，由提升机将焦罐提升到提升塔上限，然后平移到干熄炉顶。红焦通过装入装置进入干熄炉预存室，随着排焦的进行下降到冷却段，与惰性循环气体进行热交换。焦炭被冷却

5、到200以下，经平板闸门、电磁振动给料器、旋转密封阀、双岔溜槽排出，由皮带输送机运走。,二、惰性循环气体流程,惰性循环气体通过循环风机送入热管换热器进一步冷却至130后进入干熄炉上、下气室，经周边风道和中央风帽进入冷却段与焦炭进行热交换，再经过斜道、环形烟道排出干熄炉；高温惰性气体经过一次除尘器分离粗颗粒焦粉，然后进入干熄焦锅炉进行热交换，温度降至约160后进入二次除尘器进一步分离细颗粒焦粉，最后返回循环风机，从而完成了一次循环。,三、汽水循环流程,除盐水通过除氧给水泵经热管换热器进入除氧器，除氧后的水通过锅炉给水泵分三路分别进入：锅炉的省煤器、减温器和减温减压器，主要一路水经省煤器加热后进入

6、锅筒。锅筒出来的水分两路：一路经膜式水冷壁自然循环回锅筒；另一路分别进入鳍片蒸发器和光管蒸发器，产生的汽水混合物再回到锅筒。经锅筒汽水分离，饱和蒸汽进入一次过热器，过热气体经减温器降温再进入二次过热器，出来的过热蒸汽用于发电或经减温减压后并入蒸汽管网。,四、除尘系统流程,一次除尘器为采用重力除尘，经一次除尘器分离出的粗颗粒焦粉进入一次除尘器底部的水冷套管冷却，水冷套管上部设有料位计，焦粉到达该料位后水冷套管下部的排灰阀启动将焦粉排出至中间灰仓，灰仓上部设有料位计，焦粉到达该料位后灰仓下部的排灰阀启动向刮板机排出焦粉。 二次除尘器为多管旋风式除尘器，下部灰斗设有上下两个料位计，当焦粉料位达到上限

7、时，灰斗出口排灰阀向刮板机排出焦粉，焦粉料位达到下限时停止焦粉排除，以防止从负压排灰口吸入空气，影响气体循环系统压力平衡。 一、二次除尘器排到刮板机的焦粉由斗式提升机送至焦粉仓，不经加湿装袋外送。,装置概况,干熄炉体高度：34.027m 预存室体积：381m 冷却室体积：552m 入干熄炉焦炭温度：100050 排焦温度：200 进干熄炉气体温度：130 锅炉入口温度：880960 预存室压力：-30-50Pa 预存室料位控制： 下料位：21m，禁止排焦； 上料位：29.15m，装入装置不动作； 上上料位：30m，提升机停止。,1 干熄炉体,从干熄炉出口到1DC、锅炉、2DC及循环风机前的循环

8、气体管道，在正常操作时均是为负压系统。因此在该部位尽量不采用法兰连结以免漏气。风机出口管道采用矩形截面，循环气体的流量计安装2DC出口的循环气体管道上。在风机进口安装百叶式调节挡板主要是调节风量，出口亦安装百叶式调节挡板两个，主要是调节、分配进干熄炉中央和周边的循环气体量。,循环气体系统,从热管换热器出口安装一根放散管，在该管上面装一个执行机构，它与干熄炉炉口的侧压仪表联锁以控制预存室的压力为-30-50Pa ，当预存室压力高时，放散阀开度大，压力低时时则关小。放散是连续进行的，因该部位的放散气体还含有1g/Nm3的焦粉，因此该气体进行环境集尘。,预存室压力调节阀,预存室上部设有常用放散管，是

9、为了要保持炉顶空间不积存过多的CO、H2等可燃烧成份，它经常保持20%的开度。它不需要经常调节，因在装焦后预存室的压力变化较小，该部位放散出来的气体温度近1000，含尘量达10g/Nm3左右，因而不排入大气，由环境集尘风机抽引到集尘去，该放散管是426不锈钢制成的，耐压为10kg/cm2，管上装有常用放散电动阀，阀的开关设置在中央操作画面上。,预存室放散阀,旁通流量调节,当锅炉入口温度上升趋势太快或者锅炉入口温度超过设计的最高允许值时，为避免损坏耐火材料及锅炉，应采取措施对锅炉入口温度进行控制。最基本的方法是减少排焦量和增加循环风量。但在比较紧迫的情况下可以通过调节旁通流量调节阀，直接将循环风

10、机出口的低温循环气体导入干熄炉出口侧的环形烟道，快速降低锅炉入口温度或抑制锅炉入口温度的上升趋势。,空气导入管,入干熄炉焦炭中残余挥发分的析出和焦炭烧损使得循环气体中可燃组分的浓度不断增加，并可能引起爆炸。在环形气道顶部观察孔处设置空气导入管，利用系统内部负压自然吸入的方式向循环系统内补充空气，将循环气体中的可燃组分燃烧，使其保持在较低的水平以保证干熄焦装置生产操作的安全。,干熄炉在环形烟道部位共有个斜道，斜道是循环气体向环形烟道汇集的地方，环形烟道是分为两个半圆的环向集合气道在（1）孔与30孔，16孔与15孔之间设有隔墙，以保证全炉两半部压力及气流状态的稳定，环形道上部为30个观察孔，下部为

11、斜道入口，在斜道出口上设置不锈钢的调节砖。每个观察孔上口一个中栓，共有30个中栓。其中，空气导入中栓12个，旁通流量导入中栓10个，观察孔8个。,2 提升机,风速报警仪：当风速大于20米/秒时 ，提升机装完正在提升 的红焦后，停止动作。,干熄焦罐的提升高度为35.6米，走行距离12.1米。,提升机的操作方式六种： 车上手动双电机运行 车上自动双电机运行 中央自动双电机运行,车上手动单电机运行 车上自动单电机运行 中央自动单电机运行,3 炉顶装入装置,装入装置在中央自动的情况下，当提升机开始走行时由 PLC发出指令及时开启水封炉盖并将装焦漏斗对准炉口。在漏斗的下面有升降式的密封罩插入炉口水封槽内

12、，以免在装焦时烟尘飞扬扩散。当装焦结束后提升机将焦罐提升。根据PLC的指令移开接焦漏斗，同时将水封式炉盖关闭。 装焦漏斗内部设置布料器，通常称料钟，装焦漏斗不能长时间插入水封槽内，防止料钟被烧坏，起不到布料的作用。,焦罐支座 设置在干熄炉炉口两侧,它的作用主要是打开焦罐的底闸门,当提升机把焦罐落于装焦漏斗上时,焦罐底部中央梁的两端弹簧顶头就压在支座上,此时焦罐不再下降,吊具仍然在下降,焦罐的底开门随着吊具的下降慢慢被打开而开始放焦.为了保持提升机的吊钩不松开吊杆就需要准确地控制吊钩的停止高度,因而除了提升机卷扬的行程控制外,在支座上设置了一个插板式的限位开关,控制提升机的卷扬,另外，装焦计数器

13、接到底闸门打开信号后，每装入一炉就记数一次。, 排出装置,电磁振动给料器,振动给料器的焦炭定量排出的装置，通过改变励磁电流的大小来改变排焦量的大小。振动给料器是用弹簧将槽和驱动部直接连结的2个重量系列的共振动型电磁式进料器。其主要原理是由可动侧和不可动侧封入重量平衡而产生共振。驱动源采用电磁铁，通过电磁铁进行吸引，槽反弹而连续振动。 振动给料器的外壳是一箱形体，内部设有振幅检测器。箱体上还设有检修口，振动给料器上设有落下焦粉的排出口。为了防止壳体内的焦粉因结露、挂料而堵塞振动给料器，壳体的外壁上设有保温层。采用局部堆焊耐材料的方法以防止振动给料器外壳的下口法兰段严重磨损。,振动给料器处有氮气吹

14、入，检修时必须关闭氮气阀门。,旋转密封阀,旋转密封阀是一种带有密封性能的多格式旋转给料器，既能连续的 排料，又具有良好的密封性，可以有效防止循环气体外泄 。正常生产中 旋转密封阀的侧面密封腔需要通入10KPa的空气或者氮气进行密封。,吹扫风机,吹扫风机向振动给料器和旋转密封阀不间断的吹入空气或者氮气，以保证设备壳体内部正压，防止灰尘进入，延长设备的使用寿命，同时降低振动给料器振动体线圈温度，线圈温度要求不能超过设计值200。当吹扫风机出现故障时，三通电磁切换阀自动切换到管道压缩空气和氮气给振动给料器和旋转密封阀送风。,排出装置的操作有中央自动和现场操作两种，通常是采用中央自动操作。当采用中央自

15、动操作时，自动给脂泵，旋转密封阀，振动给料器依次起动。停止时，按相反的顺序停止。,一次除尘器（简称DC）,当循环气体从干熄炉环形烟道出来后，因流速较大会携带出来大约10-12g/ Nm3的焦粉，为使锅炉炉管不受循环气体内焦粉磨损，因此在干熄炉出口与锅炉入口之间设立了一次除尘器，一次除尘器采用重力沉降槽形式，一般能除去粒度为6mm以下的焦粉， 其原理：利用气流在折流过程中由于流速的降低（1米/秒）以及与档墙的撞击使焦粉分离出来。当炉内热的循环气体沿水平方向流入槽内遇到正面的挡墙折流向下流动，越过墙面后气流又向上反流，析出焦粉后再沿水平方向流动进入锅炉。,在1DC的出口靠近锅炉进口处设置了一个紧急

16、气体放散阀，这是考虑锅炉炉管发生爆破或泄漏，为了避免锅炉内的水蒸气窜入到干熄炉内与红焦发生反应生成H2之故，可以从紧急气体放散阀中放出以保安全，该放散阀的操作要看循环气体中H2的含量而定，操作开关在中央操作台上。另外该阀还有一个作用是：在烘炉初期（温风干燥阶段）导入空气用，该放散阀的内径为500mm，为防止空气窜入放散管盖采用水封。,6 二次除尘器（简称2DC）,2DC是细长型的旋风分离器，入口流速一般控制在15-25米/秒范围之内，当流速10米/秒时。则由于离心力太小，不能足以分离细焦粉，速度太大则阻力及磨损亦大使除尘的电耗增大，当气体流速在5-25米/秒时，50微米以上的焦粉能离析出来，实

17、际上焦粉粒度一般在0.25mm以上，设置2DC的目的是为了保护循环风机的叶片、壳体不被焦粉摩损。2DC的全高约为14m，2750mm，进2DC的焦粉含量一般在6g/Nm3左右，出2DC 为1g/Nm3，2DC外壳采用钢板制成的圆锥体，内衬玄武板，2DC主要除去3mm以下的焦粉。,工作原理： 含尘气体与旋风除尘器外壳呈切线方向急速地进入进气管，在除尘器内气体产生螺旋线的向下旋转运动。悬浮的尘粒在离心力的作用下甩向旋风除尘器壁，由于摩擦作用使尘粒速度消失而落到排尘口。在圆锥顶部的中心气流被脱去灰尘，并沿旋风除尘器的中心线围绕中心管向上运动而形成一股上旋气流。这样，含尘气体在旋风除尘器中沿其器壁螺旋

18、线向上旋转运动，而含尘气体在经中心管时同样是在螺旋线的运动过程中向下排出灰尘。,7 循环气体成份分析仪,为了控制循环气体内的可燃成份，需要连续的测定CO、H2 、O2的浓度，以保证安全生产。该自动分析仪安装在1DC下面的平台上，其测点安装在正压段进干熄炉的循环气体管道上，因为该部位的循环气体含尘量相对地说较低只有1g/Nm3左右。CO采用红外线分析仪，O2采用磁氧式分析仪，H2采用热传导分析仪表进行分析。分析数据在中央操作室的电脑画面上有显示。,H2:02 O2: 01 CO: 35 CO2:1218,干熄炉的安全操作主要是控制循环气体中的可燃成分的浓度。因为炉内有1000的红焦，因而当CO、

19、H2的含量超过爆炸极限时就有发生爆炸的危险，控制指标：,但是，可燃气体在运行中是要逐步增加的，是一个动态的过程。,当循环气体通过高温的焦炭层时，循环气体中的CO2会转化为CO， 温度愈高其反应愈快。所以当排焦处理量大的时导入空气量也就相应增加。(其分子式：C+CO22CO38790千卡/分子量.公斤)每次通过红焦层约有0.9%的CO2被还原成CO。惰性气体在整个系统里要循环好几次，这就是焦炭烧损的原因之一。 红焦中残存一部分挥发份会继续折出，可分解成为CO、H2和CH4。 由于循环气体系统中有一部分是负压,因此有可能在这个负压部分 窜入空气会与炉底部的低温焦炭反应而生成CO2或CO。 2C+O

20、22CO+58860千卡/分子量.公斤。这也就是因系统泄漏而使焦炭烧损的原因之一。 锅炉炉管的泄漏或装入炉口水封槽漏水。则水与预存室的红焦发生 反应生成H2。H2O-H2+1/2O2。 上述原因除（1）（2）不可避免以外，（3）（4）是完全可避免的。因为（1）（2）是工艺特性所决定的。目前世界各国的干熄焦为了消除循环气体中的可燃成份均采用燃烧法或充N2法。,就是从干熄炉环形气道部位打开几个空气导入孔的中栓或上盖，导入空气在干熄炉出口的环形风道部位与循环气体中的可燃成份相遇，因为该部位温度达800-850左右，故会立即燃烧将可燃成份基本燃去，由于燃烧后气量增加为保证炉口压力稳定在 Opa。因此在风机后的放散管上放掉相应数量的惰性气体以保持平衡。它的优点是保证了系统的安全性，又十分经济，又可以烧掉大部份焦粉，操作方便简单，同时又可以提高了锅炉入口温度，增加锅炉的蒸发量，节约了N2 。