8干熄焦循环气体对焦炭烧损的影响分析-济钢.ppt

汇报单位：济南钢铁股份焦化厂 汇报题纲 一、前言 二、问题的提出 三、循环气体运行工艺流程 四、循环气体对焦炭烧损的影响分析 五、焦炭烧损率试验 六、结论 七、下一步工作努力的方向 干熄焦循环气体对焦炭烧损的影响分析 一、前言 济钢是国内第一家在老厂改造的基础上实现焦炭全部干熄的企业，现有4套干熄焦。为配合4×42孔和1×65孔（4.3m）焦炉，建设了2×70t/h和1×100t/h规模的干熄焦装置，年处理焦炭155万t，共分两期建设。一期2×70t/h干熄焦装置于1994年从乌克兰引进，由乌克兰国家焦耐设计院与济钢集团国际工程技术有限公司（原济钢设计院）共同设计。在设备方面采取部分引进、部分合作制造的方式，工程于1996年开工，1999年3月建成投产。该装置自动化水平不高。二期1×100t/h干熄焦装置于2007年5月1日开工建设，2007年12月12日竣工投产，创造了7个月12天即建成投产的记录。该项目是济钢自主设计，主要设备自己制作，拥有自主知识产权的干熄焦装置，填补了国内中型干熄焦设计的空白，除循环风机等极少数设备从国外引进外，绝大部分设备为国产化。 为配合焦化厂2005年3月29日建成投产的2×60孔（6.0m）焦炉，2005年5月开始动工建设1×150t/h干熄焦，于2006年10月25日竣工投产，年干熄焦炭120.28万吨。该干熄焦装置额定处理能力150t/h，实际处理能力137.3t/h，配套25MW的纯凝式汽轮发电机组一套。150t/h干熄焦工程是实施清洁生产、走发展循环经济之路的典型代表工程，是当时国内生产能力最大的干熄焦装置。 二、问题的提出 目前建设投产的干熄焦装置，一般都采取向循环气体中连续导入空气的措施，降低循环气体可燃成份和补充循环气体量损失。 由于在装炉过程中，空气随焦炭进入干熄炉，与焦炭发生不完全反应生成一氧化碳(CO)，随着时间的积累，循环气体中CO浓度随之升高，当部分循环气体随着焦炭的外排逸散到皮带通廊时，会导致皮带通廊中CO偏高，易产生煤气中毒和爆炸事故，所以，必须对循环气体中CO浓度进行控制，目前的主要措施就是进行空气导入和充氮两种方法，将CO烧掉或稀释，降低其含量。 目前国内干熄焦工艺设计中的焦炭烧损率为0.9%左右，对于焦炭烧损的现象，普遍有这样一种认识：通入空气的位置选择在干熄炉内环形通道，燃烧主要发生在一次除尘入口、锅炉入口等设备内，同时烧掉的绝大多数是焦粉和可燃气体，因此对焦炭的烧损影响不大；而且将焦粉烧掉，还能增加蒸汽产量、多发电，因此效益更大。 二、问题的提出 上述认识的基础是认为CO易产生煤气中毒和爆炸事故，通入空气将CO烧掉变成CO2，而CO2是惰性气体，不会发生爆炸，也不会对焦炭烧损造成影响。 然而这种认识忽略了一个问题：从CO2反应的吉布斯自由能分析，当温度达到700 ℃以上时，CO2就会与炽热的C反应生成CO。因此，我们需要重新认识循环气体对焦炭烧损的影响。 温度，℃ 530 600 630 730 750 830 ΔG 29.154 16.592 11.224 -6.600 -10.152 -24.316 表1 不同温度下CO2反应的吉布斯自由能 三、循环气体运行工艺流程 由循环风机把经过给水预热器后115~130℃的惰性气体送到干熄炉底部，通过鼓风装置，循环气体均匀上升，穿过红焦层，逆向流动进行热交换，惰性气体升温到900~960℃成为高温烟气，烟气经过炉内环形通道进入一次除尘，分离粗颗粒焦粉后进入余热锅炉进行热交换后，温度降至160~180℃的循环气体再进入二次除尘，进一步分离细颗粒焦粉后，由循环风机送入给水预热器冷却至约115~130℃，再进入循环风机，进行下一次循环。余热锅炉产生的高温高压蒸汽供汽轮发电机组发电。 1—干熄炉；2—1DC；3—锅炉；4—2DC；5—循环风机；6—给水预热器；7—旋转密封阀 7 1 3 5 6 4 2 三、循环气体运行工艺流程 干熄焦工艺流程如图1所示： 图1 干熄焦系统工艺简图 四、循环气体对焦炭烧损的影响分析 在干熄焦的生产运行过程中，由于循环气体中不断导入空气，从而导致了焦炭烧损，甚至影响焦炭的单炉产量。 1. 循环气体与焦炭发生反应的过程分析 循环气体经换热除尘后，从干熄炉底部进入，与自上而下的炽热焦炭进行逆流换热，气体中CO2与焦炭发生炭溶反应，生成CO，带有大量CO的循环气体进入循环风道，然后与空气导入孔进入的空气混合，CO与空气中的O2反应生成CO2，从而降低了循环气体中CO浓度，使其保持在一个安全范围，然后进行下一循环。 2 .空气导入量对焦炭烧损率影响的理论分析 在干熄焦操