干(gan)熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)（CDQ）是(shi)相對濕(shi)(shi)法(fa)熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)而言。濕(shi)(shi)法(fa)熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)在我國焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)廠普遍使用，但在濕(shi)(shi)法(fa)熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)過程(cheng)中大(da)量含有(you)HCN、H2S、NH3、酚類及(ji)粉塵等有(you)害物質(zhi)的蘑菇云(yun)濕(shi)(shi)蒸汽排入大(da)氣(qi)(qi)(qi)。嚴(yan)重(zhong)污染環(huan)境，不僅浪費大(da)量熱(re)能(neng)，同時(shi)又消耗了(le)大(da)量熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)水，影響(xiang)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)炭質(zhi)量。干(gan)熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)是(shi)以惰性冷氣(qi)(qi)(qi)體(ti)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)為(wei)載體(ti)，通入干(gan)熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)爐(lu)內(nei)冷卻熾熱(re)紅焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)炭，使火(huo)紅焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)炭由1100℃冷卻至250℃以下。氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)循環(huan)是(shi)在密閉系統內(nei)完(wan)成熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)過程(cheng)，基(ji)本(ben)消除(chu)了(le)濕(shi)(shi)法(fa)熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)排放的有(you)害物質(zhi)和濕(shi)(shi)蒸汽。循環(huan)的惰性熱(re)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)熱(re)量經(jing)回收(shou)產生蒸汽并發電。

1、 干熄焦裝備迅速發展

我(wo)國干熄焦(jiao)裝(zhuang)備技術始于20世紀(ji)80年(nian)(nian)代(dai)寶鋼從日本(ben)引進(jin)75t/h CDQ裝(zhuang)置(zhi)，在寶鋼共(gong)有(you)(you)12套處理焦(jiao)炭75t/h CDQ裝(zhuang)置(zhi)，1996年(nian)(nian)濟鋼投產了處理焦(jiao)炭70t/h 2套CDQ裝(zhuang)置(zhi)。2000年(nian)(nian)前我(wo)國焦(jiao)化企(qi)業僅有(you)(you)上述兩(liang)家有(you)(you)CDQ裝(zhuang)置(zhi)。

隨(sui)著我國(guo)鋼(gang)鐵工(gong)業迅速發(fa)展，導致焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)化企業快速擴(kuo)張和(he)建(jian)設。為嚴格控(kong)制污(wu)染加強環境(jing)治理，國(guo)家發(fa)展改革委員(yuan)會于(yu)2004年發(fa)布了《焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)化行業準入條件》公告(gao)76號文，規范(fan)了焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)化廠的建(jian)設條件，使我國(guo)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)化廠配套(tao)建(jian)設CDQ裝(zhuang)置(zhi)得到(dao)迅猛發(fa)展。截(jie)止2009年6月，僅四年時(shi)間，我國(guo)投產(chan)(chan)(chan)和(he)在建(jian)CDQ裝(zhuang)置(zhi)增至123套(tao)。其(qi)中已投產(chan)(chan)(chan)71套(tao)（產(chan)(chan)(chan)能(neng)達6000多萬t），相應干熄(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)年產(chan)(chan)(chan)能(neng)達11448萬t，占焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)碳總(zong)產(chan)(chan)(chan)能(neng)為35%，在鋼(gang)鐵企業干熄(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)率高達50%。

就干熄焦的(de)規(gui)模(mo)而言，我(wo)國(guo)(guo)居世(shi)界(jie)首(shou)位。首(shou)鋼(gang)(gang)京唐鋼(gang)(gang)鐵公(gong)司260t/h CDQ是目前(qian)世(shi)界(jie)最先進、最大規(gui)格的(de)第二套裝(zhuang)(zhuang)置。2004年前(qian)我(wo)國(guo)(guo)還不具備干熄焦技(ji)術(shu)設計能力，馬鋼(gang)(gang)和(he)通鋼(gang)(gang)CDQ裝(zhuang)(zhuang)置技(ji)術(shu)和(he)設備國(guo)(guo)產化(hua)示范順利(li)投運，為(wei)我(wo)國(guo)(guo)自行設計CDQ裝(zhuang)(zhuang)置技(ji)術(shu)奠定了(le)基礎(chu)。目前(qian)我(wo)國(guo)(guo)CDQ裝(zhuang)(zhuang)置從50～260t/h有16種(zhong)規(gui)格。我(wo)國(guo)(guo)部分企(qi)業CDQ裝(zhuang)(zhuang)置見表(biao)1。

             表1  我國部分企業CDQ裝置分布情況
　　——————————————————————————————————
　　單位     CDQ裝置規格  投產時間    單位      CDQ裝置     投產時間
　　數量，t/h                        規格數量
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　　寶鋼     12×75      1985         攀鋼    1×145        2006.01
　　1×145      2008.5始建
　　鞍鋼     4×140      2005.10      漣鋼    1×150        2007
　　2×160                   杭鋼    1×75         2006.05.19
　　武鋼     2×140      2003.12      鄂鋼    1×140        2005.07
　　2×140      在建         通鋼    2×90         2004
　　首鋼     1×65       2001         昆鋼    1×140        2005.06
　　韶鋼遷焦 2×95       2009.6.20    南鋼    2×140        2006.07
　　2×140      2007         三明                  2009.02
　　唐鋼     1×150      2006.06      柳鋼    1×150        2007.11.28
　　1×160      2009-7-20
　　1×180      2008.7建     寧波    1×140        在建
　　濟鋼     2×70       1996         太鋼    2×150        2008.05.28
　　2×150      2006         本鋼    2×150
　　沙鋼     3×140      2005         梅鋼    1×140        2008.06
　　萊鋼     2×140      2005.12.28   包鋼    3×125        2006-2007
　　馬鋼     3×125      2004.04      新余    2×90         2008
　　2×130      2007.6               1×155
　　首鋼京   1×260      2009.5.19
　　唐公司   1×260      在建        開灤中潤 1×140        2009.6.30
　　安陽鋼廠 1×75         2009-7-28
　　山東石   1×95                   沙鋼     2×140        2008建
　　橫特鋼
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2、干熄焦技術特點

以某廠干(gan)熄焦(jiao)裝(zhuang)置處(chu)理能力140t/h為例(li)。

干熄(xi)焦(jiao)(jiao)裝(zhuang)置(zhi)額定處理能力(li)140t/h，采用帶橫(heng)移的(de)旋轉焦(jiao)(jiao)罐及高溫(wen)高壓(ya)自然循(xun)環(huan)余熱鍋爐，產生蒸(zheng)(zheng)汽(qi)最大(da)80.5t/h，實際71.87t/h，主蒸(zheng)(zheng)汽(qi)調節閥后壓(ya)力(li)9.5MPa，溫(wen)度(du)540℃。配(pei)置(zhi)1套25MW抽凝(ning)式汽(qi)輪(lun)發(fa)電(dian)機組用來發(fa)電(dian)和(he)供熱。

干熄焦年處理105.3萬(wan)t/a(年運行時間按345天計算)，溫度1000±50℃焦炭(tan)。主(zhu)要(yao)產(chan)品產(chan)量：蒸(zheng)汽37.26萬(wan)t/a，壓力1.2MPa,溫度過熱；發電125.33×106 kWh/a；除塵焦粉2.1萬(wan)t/a。主(zhu)要(yao)技術特點(dian)如下。

1) 干熄槽（冷卻段）采用矮胖型。
2) 爐頂設料鐘式布料器。
3) 在冷卻段與循環風機之間設置給水預熱器，使干熄爐入口處的循環氣體溫度由約170℃降至≤130℃。
4) 采用連續排料的電磁振動給料器與旋轉密封閥組合的排出裝置。
5) 爐頂水封設壓縮空氣吹掃管。
6) 電機車采用APS強制對位裝置，使焦罐車在提升塔下的對位修正范圍控制在±100mm，對位精度達±10mm。
7) 余熱鍋爐采用膜式水冷壁，全懸掛形式。高溫高壓自然循環。
8) 提升機使用PLC控制。
9) 干熄槽設有2個料位計，高料位采用電容式料位計，同時采用雷達微波料位計進行連續測量。
10) 裝入裝置漏斗后部設有尾焦收集裝置。
11) 采用帶橫移的旋轉焦罐。
12) 根據干熄槽各部位的(de)操作(zuo)溫(wen)度和工作(zuo)特點，采用性(xing)能不同的(de)耐火材料。

3、 干熄焦工藝流程圖及技術要求

干熄(xi)(xi)焦(jiao)流(liu)程圖(tu)包括干熄(xi)(xi)焦(jiao)系統工藝流(liu)程圖(tu)，見(jian)圖(tu)1。

生(sheng)產操作技術要求(qiu)以(yi)下。

1) 旋轉焦罐(guan)內只能(neng)接一爐焦炭（約21.4t），靜置時間不(bu)(bu)超過30min，焦罐(guan)內不(bu)(bu)得裝入爐頭焦、余煤、鐵器(qi)等。

2) 干熄爐預存段(duan)壓力保持在0～-100Pa，爐內料(liao)位控制在常用料(liao)位（下限(xian)(xian)料(liao)位與上限(xian)(xian)料(liao)位之間），排焦溫度小(xiao)于200℃。

3) 嚴格(ge)控制干熄爐入(ru)口處(chu)循環氣體的溫度(du)在(zai)115～130℃之間(jian)，在(zai)鍋爐入(ru)口處(chu)溫度(du)不(bu)高于(yu)970℃，工況正常時不(bu)得(de)低于(yu)680℃。

4) 通(tong)過(guo)導入空氣(qi)（鍋爐入口(kou)溫(wen)度在600～970℃時(shi)）以(yi)及(ji)向循環氣(qi)體通(tong)入N2（鍋爐入口(kou)溫(wen)度600℃以(yi)下(xia)或970℃以(yi)上時(shi)），及(ji)時(shi)調控(kong)循環氣(qi)體含量(liang)，使其(qi)符合(he)工藝(yi)要求。要求CO＜6%，H2＜3%，O2＜1%，CO2≤15%，N2＞75%。

5) 按設備運行情況及時調控純水(shui)箱(xiang)、除(chu)氧(yang)器、汽包(bao)的水(shui)位。除(chu)鹽水(shui)罐水(shui)位：0±100 mm（根據實際(ji)工況確定零點）；除(chu)氧(yang)器水(shui)位：0±100mm；汽包(bao)水(shui)位：0±50mm。

6) 認真(zhen)分析(xi)鍋(guo)爐(lu)水(shui)質及時調(diao)控使水(shui)質達標，主蒸汽(qi)品質合格。鍋(guo)爐(lu)給水(shui)及爐(lu)水(shui)基準值見表(biao)2所示。

             表2  鍋爐給水及爐水基準值
　　————————————————————————
　　控制項目            單位         控制指標
　　————————————————————————
　　鍋   硬度                  μmol/l   ≤2.0
　　爐   鐵                    μg/l     ≤30
　　給   銅                    μg/l     ≤5
　　水   二氧化硅              μg/l     ≤20
　　pH值(25℃)                      8.8～9.5
　　油   mg/l                       ≤0.3
　　電導率                μs/cm    ＜0.2
　　聯氨                  μg/l     10～50
　　含氧量                μg/l     ≤15
　　————————————————————————
　　鍋   pH（25℃）                      9.0～10.5
　　爐   總含鹽量              mg/l      ≤100
　　爐   電導率                ms/cm     <150
　　水   磷酸根離子            mg/l      2～10
　　二氧化硅              mg/l      ≤2
　　——————————————————&mdash;—————

7) 嚴格控制好(hao)副省煤器的入(ru)口水溫(wen)不(bu)低于60℃，除氧器入(ru)口水溫(wen)不(bu)高于85℃。

8) 控制除氧(yang)器壓(ya)力保持在(zai)0.02MPa以上，確保除氧(yang)效(xiao)果。

9) 控(kong)制外部管網輸入的壓(ya)縮空氣、儀表用壓(ya)縮空氣及(ji)N2壓(ya)力在0.4MPa以上(shang)(shang)，低(di)壓(ya)蒸汽壓(ya)力在0.6MPa以上(shang)(shang)。

10) 根據工況(kuang)及時調整循環風量的大小(xiao)，保證鍋爐順利運(yun)行(xing)。

11) 鍋(guo)爐入口氣(qi)體(ti)壓力，控(kong)制范圍-800～-200Pa。

12) 二次過熱器入口溫度540℃以(yi)下，且不低于飽和溫度±10℃。

13) 主蒸汽(qi)壓力調節閥后(hou)出口蒸汽(qi)溫度540±10℃，壓力9.5±0.2MPa。

14) 鍋爐給水(shui)溫度104℃。

15) 干熄焦(jiao)系統操作(zuo)主要工藝參數見(jian)表3。

             表3  干熄焦系統操作主要工藝參數
　　————————————————————————————
　　項目名稱                           主要工藝參數
　　————————————————————————————
　　焦爐配置                     2×55孔、6m焦爐
　　每孔炭化室出焦量             22.11t（設計）21.4（實際）
　　焦爐循環檢修時間             4.5h/d(3次)
　　每孔焦爐操作時間             8.42min
　　緊張操作系數                 1.07
　　每小時焦炭產量               127.9(設計)、127.2（實際）
　　干熄站配置                   1×140t/h
　　焦炭溫度          干熄前     950～1050℃
　　干熄后     ＜200℃
　　循環氣體流量                 19.9萬m3/h
　　循環氣體溫度      進干熄爐   ～130℃
　　出干熄爐   900±50℃
　　干熄焦產汽率                 0.575t/t焦
　　干熄爐日操作制度             24h連續
　　干熄爐年工作天數             345d
　　干熄站年工作制度  工作       345d連續
　　檢修       20d
　　———————————————————————————&mdash;

4、 干熄焦工藝技術效益分析

1) 改善焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)(tan)(tan)質量(liang)。與濕法(fa)(fa)熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)相比，采用(yong)干法(fa)(fa)熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)可(ke)以提高(gao)焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)(tan)(tan)M40 3%～4%，M10降(jiang)(jiang)低(di)0.3%～0.8%，反(fan)應(ying)后強度(du)CSR提高(gao)3%～5%，焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)(tan)(tan)反(fan)應(ying)性(xing)CRI降(jiang)(jiang)低(di)1%～5%。焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)(tan)(tan)冷(leng)強度(du)提高(gao)的(de)(de)(de)原(yuan)因，一方面(mian)，由于(yu)(yu)(yu)紅焦(jiao)(jiao)(jiao)在(zai)(zai)干熄(xi)(xi)(xi)爐預存室向干熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)槽(cao)(cao)下移過程中緩慢冷(leng)卻，避免了(le)濕熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)過程中內應(ying)力驟增(zeng)的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，減(jian)少了(le)焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)(tan)(tan)大量(liang)微裂紋的(de)(de)(de)產生；另一方面(mian)，由于(yu)(yu)(yu)焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)(tan)(tan)在(zai)(zai)干熄(xi)(xi)(xi)槽(cao)(cao)內自上而下運動，并(bing)進行碰撞和摩擦，使焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)(tan)(tan)得到(dao)了(le)充分的(de)(de)(de)機械“整粒”作用(yong)。有研究(jiu)認為(wei)，CDQ焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)總表(biao)面(mian)積(ji)(ji)，特別是微孔(kong)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)積(ji)(ji)顯著小于(yu)(yu)(yu)濕法(fa)(fa)熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)(tan)(tan)，從而使CDQ焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)CO2反(fan)應(ying)性(xing)指標CRI比濕熄(xi)(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)(jiao)焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)(tan)(tan)低(di)，而反(fan)應(ying)后強度(du)CSR也相應(ying)提高(gao)。因此，焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)(tan)(tan)微孔(kong)數量(liang)的(de)(de)(de)減(jian)少和微孔(kong)表(biao)面(mian)積(ji)(ji)的(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)低(di)是CDQ焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)(tan)(tan)強度(du)和熱反(fan)應(ying)性(xing)能提高(gao)的(de)(de)(de)主要原(yuan)因。

2) 回收紅(hong)焦顯熱。出爐(lu)(lu)的紅(hong)焦顯熱約(yue)占(zhan)焦爐(lu)(lu)能(neng)耗40%，這部分(fen)能(neng)量相(xiang)當于煉焦煤能(neng)量5%。如回收和利用，可顯著降(jiang)低(di)產品(pin)成本，并達到節能(neng)降(jiang)耗的效果。采用干(gan)(gan)熄(xi)焦可回收80%的紅(hong)焦顯熱，平(ping)均每干(gan)(gan)熄(xi)1t焦炭可回收3.9MPa、450℃的蒸汽0.45～0.6t。

3) 減(jian)少環(huan)境污染。干(gan)熄(xi)焦產(chan)生的(de)(de)蒸(zheng)汽可(ke)用于發電，可(ke)以避免生產(chan)相同(tong)數量(liang)蒸(zheng)汽的(de)(de)鍋(guo)爐燃煤(mei)對大氣(qi)的(de)(de)污染，尤(you)其可(ke)減(jian)少SO2、H2S的(de)(de)排放。另外(wai)，在保持焦炭(tan)質量(liang)的(de)(de)前提(ti)下，采用干(gan)熄(xi)焦工藝可(ke)以增加弱粘結性煤(mei)用量(liang)、減(jian)少焦、肥煤(mei)配入量(liang)10%～20%，緩解緊張的(de)(de)煉焦煤(mei)。

4) 節能降耗效果顯著。某企業140t/h CDQ裝置實際運行產生的效益如下：每年可產生0.95MPa蒸汽40萬t，年發電量2700萬kWh，二者年創效益3700萬元。降低焦化工序能耗40kgce/t焦，向大氣排放污染物減少36.96萬t，改善了焦化周邊環境。焦炭質量經實測對比M40提高4%，M10降低0.9%；焦炭熱性能CSR提高5.7%，CRI降低3.4%。
 

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