干熄焦現(xiàn)狀研究

趙鈺龍++王小剛++于灝

摘 要：高溫焦炭要經(jīng)過冷卻后才可用于煉鋼煉鐵，干熄焦工藝不但可以回收熱量生產(chǎn)焦炭其副產(chǎn)品還可以供給工業(yè)與民用。本文從歷史的角度介紹了干熄焦工藝及其發(fā)展歷程，剖析了我國干熄焦生產(chǎn)現(xiàn)狀，并在此基礎上給國內(nèi)的干熄焦工藝指明了發(fā)展方向。

關鍵詞：焦炭 干熄焦 余熱回收

中圖分類號：TQ52 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（c）-0086-02

1 干熄焦工藝

干熄焦的主要設備有：干熄爐、裝入設備、排出設備、提升機、焦罐車和電動機車、焦罐、一次二次除塵設備、鍋爐、循環(huán)風機、地面除塵站、水處理站、自控單元、發(fā)電單元等部分。紅熱焦炭從焦爐頂部的預燃室被排出，經(jīng)干熄焦車最后由起重機轉移到干熄焦塔。當焦炭從塔的底部排出，它的溫度下降到約300℃，循環(huán)氣體吸收紅焦炭的熱量后離開干熄焦塔，回到鍋爐時溫度可達980℃。然后熱循環(huán)氣體的熱能傳遞給鍋爐中的冷卻水，之后循環(huán)氣體通過副省煤器返回干熄焦塔，開始進行下一周期的循環(huán)[1]。與此同時，冷卻水在接收到循環(huán)氣體帶來的熱量后產(chǎn)生大量的蒸汽，將這些蒸汽被用來供給電站、煉鐵廠就實現(xiàn)了能源的節(jié)約與再利用，如圖1所示。

2 干熄焦工藝的優(yōu)點

干熄焦工藝的優(yōu)點有三：其一，因其是由循環(huán)氣體冷卻避免了焦炭急劇冷卻，使得焦炭的機械強度、真比重和耐磨性等都有所提高。其二，干熄焦裝置可以回收焦炭的熱量用于其他用途，如發(fā)電。根據(jù)日本新日鐵的統(tǒng)計干熄焦工藝可節(jié)能50%，這就證明了干熄焦技術在鋼鐵企業(yè)中占有重要地位。其三，干熄焦技術是在密閉環(huán)境中利用惰性氣體對紅焦炭進行冷卻，不與外部物質發(fā)生反應，并且此項技術配有良好的除塵工藝，所以此項工藝對環(huán)境污染較小。另外，干熄焦過程產(chǎn)生的大量蒸汽可用于工業(yè)生產(chǎn)，與傳統(tǒng)方法相比大大降低了環(huán)境污染。

3 存在問題與展望

我國經(jīng)過半個多世紀的艱苦奮斗在干熄焦領域取得了豐厚成果[2]。干熄焦設備已經(jīng)基本實現(xiàn)國有化，我國已經(jīng)掌握并熟練運用該先進技術，并且管理體系可靠、生產(chǎn)安全，極少出現(xiàn)安全事故與人員傷亡，話雖如此，還是有一些問題不斷暴露，亟待解決。

第一是工藝問題。與發(fā)達國家相比，在能源利用率方面還有一定的差距，現(xiàn)已有學者開發(fā)出一種新型的數(shù)據(jù)驅動建模方法，把基于模型控制的干熄焦裝置用于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的蒸汽產(chǎn)生。蒸汽產(chǎn)生和TCGB（循環(huán)氣體進入相關鍋爐的溫度）之間的相關性得到了證實。采用了非線性變選擇方法構建循環(huán)氣體中TCGB模型和一氧化碳的濃度得到了實現(xiàn)。把MPC（模型預測控制）用于調節(jié)補充氣體使現(xiàn)有的煉鋼廠蒸汽產(chǎn)生得以最大化，與原工藝相比，MPC建議修改的操作的有效性是合理的，結果顯示蒸汽產(chǎn)生量增加了7%。

第二是設備的可靠性問題。干熄焦生產(chǎn)中存在很多易損設備，由于實際因素的限制只能做被動的加固與修補，并不能在實際上杜絕這一問題，所以需要在現(xiàn)有基礎上推陳出新?lián)Q代老舊設備、改進易損設備。

第三是自動化水平有限。干熄焦生產(chǎn)中大多數(shù)工序模式固定操作簡單，較易實現(xiàn)自動化。但是實際生產(chǎn)中應用較少。以干熄焦車為例，干熄焦車是有軌車輛，運行模式固定，所以只要合理編程、多次實驗一定可以實現(xiàn)干熄焦車的自動化。當然目前也有很多學者在做這方面研究，只是距離實際應用還是有一定差距。

參考文獻

[1] 張秋強，譚豫章，董興宏.我國干熄焦技術的回顧與現(xiàn)狀分析[J].燃料與化工，2010（5）：4-6.

[2] 楊連儒.干熄焦的工藝技術與系統(tǒng)安全[J].河北冶金，2016（11）：35-37.

[3] 周亞平.干熄焦技術的發(fā)展及應用[J].安徽冶金科技職業(yè)學院學報，2004（3）：42-45.endprint