干熄焦生产实践中的问题及解决方法论文_王攀

干熄焦生产实践中的问题及解决方法论文_王攀

(内蒙古恒坤化工有限公司,内蒙古 鄂尔多斯市)

摘要:干熄焦系统对钢铁企业起到至关重要的作用,因此干熄焦系统长寿化是企业一直追求的生产目标,本文探讨了干熄焦生产实践中的问题及解决方法。

关键词:干熄焦;生产实践;问题;解决方法

一、干熄焦工艺简介

1、原理。干熄焦是采用惰性气体将红焦冷却的一种方法。在干熄焦过程中,红焦从干熄炉顶部装入,低温惰性气体由循环风机鼓入干熄炉冷却室红焦层内,吸收红焦热量,冷却后的焦炭从干熄炉底部排出,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,循环使用。干熄焦在节能、环保和发送焦炭质量方面优于湿熄焦。

2、优点。1 )提高焦炭质量 。同湿熄焦相比,避免了湿熄焦急剧冷却对焦炭结构的不利影响,其机械强度、耐磨性、真比重都有所提高。同时,焦炭的热反应性也有所改善,这对降低炼铁成本,提高生铁产量极为有利,尤其对采用喷煤粉技术的大型高炉效果更加明显。此外,在保持原焦炭质量不变的情况下,采用干熄焦可降低强粘结性的焦、肥煤配入量约10~20%,有利于保护资源,降低炼焦成本。2)吸收红焦的热量,节约能源。传统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750~800千卡,而湿熄焦浪费的热量可达355千卡。而干熄焦避免了上述的缺点,它吸收红焦约80%左右的热量,使之产生蒸汽。 3)降低有害物质的排放,保护环境 。干熄焦采用惰性循环气体在密闭的干熄炉内对红焦进行冷却,并配备良好有效的除尘设施,可免除对周围设备的腐蚀和对大气的污染。干熄炉炉顶装焦及炉底排、运焦产生的粉尘及循环风机后放散的气体、干熄炉预存段放散的少量气体经除尘地面站净化后,以含尘量小于100mg/m3的高净化气体排气。

二、干熄焦的发展历史

干熄焦起源于瑞士,20世纪40年代许多发达国家开始研究开发干熄焦技术,采取的方式各异,而且一般规模较小,生产不稳定。进入60年代,前苏联在干熄焦技术方面取得了突破进展,实现了连续稳定生产,获得专利发明权,并陆续在多数大型焦化厂建成干熄焦装置。

20世纪70年代的全球能源危机促使干熄焦技术得到了长足发展。资源相对贫乏的日本,率先从苏联引进了干熄焦技术,并在装置的大型化、自动控制和环境保护方面进行改进。到90年代中期,日本已建成干熄焦装置31套,其中单套处理能力在100t/h以上的装置有17套,日本新日铁和NKK等公司建成的干熄焦单套处理量可达到200 t/h以上;装焦方式采用了料钟布料,排焦采用了旋转密封阀连续排焦,接焦采用了旋转焦罐接焦等技术,使气料比大大降低,极大地降低了干熄焦装置的建设投资和装置的运行费用;在控制方面实现了计算机控制,做到了全自动无人操作;在除尘方面,采用了除尘地面站方式,避免了干熄焦装置可能带来的二次污染。日本的干熄焦技术不仅在其国内被普遍采用,同时它将干熄焦技术输出到其他国家,其干熄焦技术已达到国际领先水平。

20世纪80年代,德国又发明了水冷壁式干熄焦装置,使气体循环系统更加优化,并降低了运行成本。德国蒂森斯蒂尔奥托(TSoA)公司成功地将水冷栅和水冷壁置入干熄炉,并将干熄炉断面由圆形改成方形,同时在排焦和干熄炉供气方式上进行了较大改进,干熄炉内焦炭下降及气流上升,实现了均匀分布,大大提高了换热效率,使气料比降到了1000 m3/t焦以下,进一步降低了干熄焦装置的运行费用。

干熄焦工艺发展至今,虽出现了不同的形式,但基本工艺流程大同小异,只是在装焦、排焦、循环气体除尘等方面有所区别。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具有代表性的有德国TSOA公司设计的干熄焦工艺和日本新日铁设计的干熄焦工艺,这两种典型的干熄焦工艺在消化吸收前苏联干熄焦成熟技术的基础上都有所创新,形成各自的特点,并使干熄焦技术及其应用达到了较先进的水平。

此外,干熄焦是目前在国外已成为较广泛应用的一项节能技术,近年来在我国得到了快速发展,在很多工程中得到了应用,我国一些大型钢厂干熄焦工程已陆续投产,并已取得了一定的经济效益和社会效益。

三、干熄焦生产实践中的问题

1、生产工艺。干熄焦系统正常排焦负荷控制在114t/h,2×50孔6米焦炉在周转时间19小时的情况下焦炭产量可达2830t,若将这些焦炭全部处理需连续排焦24.82小时,因此干熄焦系统存在负荷偏大的情况,是导致排焦温度超过200℃的主要原因。另外焦饼中心温度达1070℃,干熄炉预存室温度(T5)达980℃,也是导致此问题出现的因素之一。两种因素造成了运焦皮带D101、D102出现不同程度的烫伤,较大程度的降低了其使用寿命。

2、岗位操作。风料配比操作不善,排焦负荷稳定性、连续性差,循环系统压力控制能力差,导致干熄焦系统出现排焦不均、冷却室各点(T3、T4)温差偏大、惰性气体温度偏高及锅炉入口负压间断性超标等不利因素。

3、运行模式。独线生产企业,干熄焦系统受外部生产工序影响频繁出现停产闷炉情况;另外辅助设备运焦皮带及炉顶水封槽的寿命偏低,需定期更换,也会导致系统停产闷炉情况的发生。频繁的进行停产闷炉作业会降低耐材强度。

4、工程缺陷。一次除尘(1DC)与锅炉间高温膨胀节钢结构连接处浇注料经系统升温、降温后出现脱落现象,钢结构出现裂纹及漏洞。此为负压区域,空气的连续进入将导致钢结构的侵蚀加剧,如不及时处理最终将造成系统停产损失严重。

四、干熄焦系统问题的解决方法

1、生产模式及操作方式的调整。根据生产需要及对富余酚氰废水的消耗,通过计算2×50孔6米焦炉与125t/h干熄焦系统的生产平衡点,在保证高炉正常用料的基础上适当降低干熄焦生产负荷至115炉/天,干熄焦率92%。强化生产操作,控制风料配比1140m3/吨-1200m3/吨,执行连续、稳定的排焦方式,实现了排焦系统温度降低至170℃以下、冷却室各点的温差及锅炉入口的负压控制在工艺要求范围内,从而延长了运焦皮带的使用寿命,每年可减少更换D101、D102总长180米皮带1次,既降低了干熄炉停炉保温的次数又节约了成本。

2、采取措施封补开裂部位。针对膨胀节钢结构连接处填料脱落导致钢结构开裂情况,可采取安装浇注料盒子在钢结构上方处,然后利用轻质浇注料进行浇注作业,将事先制作的毛爪嵌入浇注料中,毛爪漏出处与上方钢结构进行焊接作为浇注料牵引装置。施工结束后,巡检人员时时关注,保证系统严密性。

五、结语

综上所述,在优质炼焦煤资源日益紧张的情况下,采用干熄焦技术是提高焦炭质量一条有效的途径。另外,干熄焦技术以其节能、环保和改善焦炭质量等显著优势,在近年来越来越受到焦化行业的关注。

参考文献

[1]魏松波.干熄焦技术[M].北京:冶金工业出版社,2015:16-16.

[2]陈战州.干熄焦生产实践中的问题及解决方法[J].山东工业技术,2016(02):292-292.

[3]吴秋阳.干熄焦生产实践中的问题及解决方法[J].化工管理,2017(03):40-40

作者简介:王攀(1990.04-),男,山东省新泰市人,学历(精确到具体学历):本科,毕业院校:华东理工大学,现就就职于:内蒙古恒坤化工有限公司研究方向:干熄焦。

论文作者:王攀

论文发表刊物:《知识-力量》2019年1月中

论文发表时间:2018/11/26

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