工业生产中循环能源余热利用技术的应用..doc

循环能源余热利用技术在工业生产中的应用 干熄焦余热发电 中国循环能源集团 马龙平 〖摘要〗：本文介绍在工业炼焦生产过程的红焦熄灭中循环热能技术应用与余热发电热能回收利用。通过该项技术应用回收了过去一直废弃的这部分热能，实现了能源的循环利用，降低了生产能耗。减少了对环境的粉尘污染及有害气体污染和热污染；节省了工业生产中炼焦成本，提高了炼焦生产的效益，有利焦化厂及周边环境品质的改善，益国益民。 〖关键词〗：循环、能源、技术、应用： 概述：工业生产中产生余热的项目很多，如水泥生产线排出的余热，铁合金冶炼生产线上电炉排出的余热以及玻璃生产线等排出的余热，上规模的目前大部分得到了回收利用和发电，而炼钢企业的焦化分厂和独立的焦化企业在炼焦生产中刚出焦炉的红焦不易储存和运输，因此必须将红焦冷却熄灭，这部分热量较大，因此冷却红焦放出的余热回收利用技术就显得的重要和迫切。前几年引进乌克兰及德国和日本“新日铁”的干熄焦技术，在国内的吸收、消化、试用与探索取得了明显效益；在国内宝钢、鞍钢、马钢、济钢、湘钢、莱钢等几大钢厂已开始干熄焦项目的建设，大规模的应用才刚起步。目前国内大部分独立焦化企业还使用传统湿熄焦方式生产，因此该技术发展空间较大。在炼焦工艺中刚出炉的红焦要把它冷却熄灭，因为焦炭本身就是燃料，从焦炉出来的红焦温度在1000±50℃左右。我们清楚构成燃烧的三要素有：①即燃料，②助燃剂即氧气，而空气中氧气的含量在18%左右；③达到燃点的温度。当赤红的高温焦炭与空气接触必然是燃烧掉了，如果是这样就失去了炼焦炭的意义。因此靠空气自然降温冷却显然是不可行，所以传统炼焦工艺采用的是对刚出炉的红焦喷水降温熄灭，即湿熄焦。湿熄焦需要消耗大量的水资源，喷水冷焦产生的蒸汽不带压力，品质不能保证而无法规模化利用，这部分热能白白浪费掉还对环境及空气造成污染。因此熄焦工艺改革实现能源循环利用就世在必然。 干熄焦生产工艺简介 概念：所谓干熄焦工艺，是相对湿熄焦而言的，是指采用惰性气体（目前多采用氮气）对红焦降温冷却的一种熄焦工艺方法。干法熄焦是国外较广泛应用的一项节能技术，其英文名称为Coke Dry Quenching,简称CDQ。干熄焦技术是利用低温的惰性气体和混有燃烧后的废气，在干熄炉中与赤热红焦换热量从而冷却红焦。吸收了红焦热量的惰性气体将热量传给干熄焦系统的余热锅炉产生蒸汽，被冷却的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉冷却红焦。干熄焦锅炉产生的蒸汽或并入厂内蒸汽管网或送去发电。 干熄焦系统结构及主要设备，干熄炉本体及装入装置、干熄炉顶盖开闭装置及电动推杆、红焦运送罐、红焦罐牵引电机车、提升机、APS自动对位装置、干熄炉冷焦出料振动给料机、旋转密封阀，一次除尘器及水冷套、余热锅炉、二次除尘器，循环风机，热管换热器，放散阀，循环气体成分检测与报警装置等，控制系统由DCS和PLC组成。 原理 在干熄焦过程中，1000±50℃的红焦从炼焦炉炭化室出来经红焦罐运到干熄炉顶部装入， 130℃的低温惰性循环气体由循环风机鼓入干熄炉冷却段红焦层内，吸收红焦显热，冷却后的焦炭（低于200℃ ）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流经一次除尘器进入干熄焦余热锅炉进行热交换，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，惰性气体在封闭的系统内循环使用。 干熄焦余热回收系统工艺流程图： 主要技术特点： 1）干熄槽（冷却段）采用矮胖型。2) 炉顶设料钟式布料器。3) 在冷却段与循环风机之间设置给水预热器，使干熄炉入口处的循环气体温度由约170℃降至≤130℃。4) 采用连续排料的电磁振动给料器与旋转密封阀组合的排出装置。5) 炉顶水封设压缩空气吹扫管。6) 电机车采用APS强制对位装置，使焦罐车在提升塔下的对位修正范围控制在±100mm，对位精度达±10mm。7) 余热锅炉采用膜式水冷壁，全悬挂形式。高温高压自然循环。8) 提升机使用PLC控制。9) 干熄槽设有2个料位计，高料位采用电容式料位计，同时采用雷达微波料位计进行连续测量。10) 装入装置漏斗后部设有尾焦收集装置。11) 采用带横移的旋转焦罐。12) 根据干熄槽各部位的操作温度和工作特点，采用性能不同的耐火材料。 生产操作技术要求如下： 1) 旋转焦罐内只能接一炉焦炭（约21.4t），静置时间不超过30min，焦罐内不得装入炉头焦、余煤、铁器等。 2) 干熄炉预存段压力保持在0～-100Pa，炉内料位控制在常用料位（下限料位与上限料位之间），排焦温度小于200℃。 3) 严格控制干熄炉入口处循环气体的温度在115～130℃之间，在锅炉入口处温度不高于970℃，工况正常时不得低于680℃。 4) 通过导入空气（锅炉入口温度在600～970℃时）