干熄焦熱備技術的應用探討

徐升

摘 要：干熄焦是煉焦工業一項重要的節能環保技術，本文介紹了焦炭行業干熄焦熱備技術，探討了該技術應用的優點和可行性，該技術值得推廣應用。干熄焦熱備技術完全擺脫了濕熄焦引發的能源浪費、環境污染問題，對高爐生產操作也不會產生影響，在鋼鐵聯合企業得到了越來越多的應用，寶鋼湛江、馬鋼、山鋼等企業紛紛采取干熄焦熱備的熄焦模式。

關鍵詞：干熄焦；濕熄焦；熱備技術

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）04-0059-01

干熄焦是煉焦工業一項重要的節能環保技術，它是相對于濕熄焦而言的，是指采用循環氣體（主要成分為氮氣）將赤熱焦炭降溫冷卻的一種熄焦方法。與濕熄焦相比，干熄焦可降低有害物質的排放，能夠充分回收利用紅焦顯熱，還能提高焦炭強度，有利用高爐的穩定運行，具有良好的經濟效益、環境效益和社會效益，因此該項技術得到了大力的推廣和應用。

1 問題的由來

干熄焦的基本流程是焦爐炭化室推出的赤熱焦炭經紅焦輸送系統輸送并裝入密閉的干熄爐內，和循環氣體在爐內交叉逆流換熱，降溫冷卻后通過排焦裝置排出；而吸收了焦炭熱量的循環氣體將熱量傳遞給干熄焦鍋爐產生蒸汽后經循環風機加壓重新進入干熄爐內循環利用。當干熄焦裝置年修或故障停產時，通常需要啟用備用的濕熄焦系統，如此以來濕熄焦引發的能源浪費和環境污染又會顯現出來，對于鋼鐵聯合企業來說，還會對高爐操作產生一定的影響。若采用干熄焦熱備技術，將會解決這一系列問題。

2 技術介紹

本文所述干熄焦熱備技術，是指采用全干熄工藝，一組焦爐配套建設兩套或以上數量的干熄焦裝置，正常生產時這些干熄焦裝置共同生產，當其中一套干熄焦裝置年修或故障停產時，熄焦任務由剩余干熄焦裝置共同承擔，所有干熄焦裝置形成互為熱備用狀態。

3 應用舉例

3.1 焦爐規模

某鋼鐵聯合企業新建2組共4座58孔7.2米頂裝焦爐，單孔產焦量41噸，周轉時間24.5小時，焦爐緊張操作系數為1.07。經計算，年產干全焦約340萬噸，正常小時產焦量388噸，考慮焦爐緊張操作系數小時產焦量415噸。

3.2 濕備方案

根據焦爐產量，干熄焦配置方案一：建設2套規模為210t/h處理能力的干熄焦裝置，每套正常處理量為194t/h，最大處理量為208t/h；干熄焦配置方案二：建設3套規模為140t/h處理能力的干熄焦裝置，每套正常處理量為129t/h，最大處理量為138t/h。若干熄焦布置在兩組焦爐中側附近區域集中管理，則需要在焦爐兩端建設兩座濕熄焦系統，當干熄焦裝置不能滿足熄焦需要時，就要啟用相應的濕熄焦。

3.3 熱備方案

根據焦爐產量，干熄焦配置方案一：建設3套規模為210t/h處理能力的干熄焦裝置，每套正常處理量為129t/h，最大處理量為138t/h，當一套停產檢修時其余每套正常處理量為194t/h，最大處理量為208t/h；建設4套規模為140t/h處理能力的干熄焦裝置，每套正常處理量為97t/h，最大處理量為103t/h，當一套停產檢修時其余每套正常處理量為129t/h，最大處理量為138t/h。

3.4 經濟對比分析

從上述配置方案可以看出，熱備方案一干熄焦裝置負荷在60%～100%之間波動，波動范圍較大，對系統的連續穩定運行產生不利影響，影響設備使用壽命，不宜選取。以下主要以濕備、熱備的方案二進行論述。進行熱備的干熄焦裝置與濕備相比，需要增加投資約4297萬元。

干熄焦裝置年檢修時間約為20天，濕備方案中每年大約有19萬噸焦炭需要進行濕熄。若這些焦炭按熱備進行干熄處理，則可產生11萬噸高溫高壓蒸汽，這些蒸汽可以發出2850萬度電，電力價格按0.48元/kWh，則可創造經濟效益1368萬元。此外，由于干熄焦炭質量的提高，可使高爐煉鐵的入爐焦比下降2%以上，同時增產新鐵1%以上，綜合計算每噸干熄焦炭對整個煉鐵系統的延伸效益約為34元。對本文而言，干熄焦炭延伸效益為646萬元，合計效益共2014萬元。綜合考慮干熄焦固定投資和運行成本等各種因素，干熄焦熱備增加的投資在3年左右的時間即可收回。

3.5 熱備對裝置運行的影響及應對措施

根據上述熱備方案可知，每套干熄焦裝置運行負荷在70%～100%之間變化，對氣體循環系統將產生一定的影響，這需要設計上考慮應對措施。循環氣體流速和干熄焦負荷成正比關系，負荷降低，設備管道內氣體流速下降，影響最大的是二次除塵器的除塵效果。

二次除塵器目前主要采用多管旋風分離器，由幾百個旋風子組合而成。該設備將循環氣體中的焦粉進一步分離出來，使進入循環風機的氣體中粉塵含量進一步降低，減少焦粉對循環風機葉片的磨損，提高風機的運行壽命。根據有關資料可知，旋風子橫截面積平均氣體流速一般控制在3.5 ～4.75m/s范圍內，流速降低不僅會降低除塵效率，而且容易造成旋風子堵塞。為保證設備的除塵效率，我們需要控制旋風子里的氣體流速在合理的范圍內。在干熄焦負荷降低的情況下，可以通過關閉一部分旋風子通道，只允許循環氣體通過一部分旋風子，來保證二次除塵器的除塵效率。

4 結語

干熄焦熱備技術完全擺脫了濕熄焦引發的能源浪費、環境污染問題，對高爐生產操作也不會產生影響，在鋼鐵聯合企業得到了越來越多的應用，寶鋼湛江、馬鋼、山鋼等企業紛紛采取干熄焦熱備的熄焦模式。對于新建的焦化項目，該項技術值得大力推廣和應用。

參考文獻

[1]潘立慧，魏松波，等.干熄焦技術[M].北京：冶金工業出版社，2005.