德国ISOA公司干熄焦技术特点详解:方型干熄炉设计、循环风机变频调速等

   日期:2025-03-27     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:239    
核心提示:第一部分:几种典型干熄焦工艺特点简单介绍!武钢7号、8号焦炉于熄焦工艺采用日本新日铁的技术,但在某些方面做了改进,代表了目前较先进的水平,其技术特点如下:相对于多级旋风除尘器而言,多管旋风除尘器除尘效果更好,而且占地面积小,管材、钢结构耗用小,可降低建设成本。

第一部分:几种典型干熄焦工艺特点简单介绍!

一、德国ISOA公司干熄焦技术特点

德国TSOA公司设计的干熄焦技术特点如下:

(1)干熄炉设计为方型;

(2)干熄炉和锅炉之间不设一次除尘器;

循环风机通过变频来进行调速;采用分格摆动式的排焦方式,目的是确保焦炭排出时的温度能够保持均匀。

TSOA 公司设计的方型干熄炉,其预存段和冷却段之间收口,收口至原截面的 25%。预存段是支撑在钢结构上的。这与圆形干熄炉存在显著区别。因为预存段与冷却段之间有收口,所以冷却段内的焦炭呈锥状,从而空出很大空间。在这个位置,循环气体的速度大大降低,大颗粒的焦粒都沉降在干熄炉内。TSOA 公司介绍称,从干熄炉出来的循环气体所带出的焦粒,其最大尺寸为 0.5 至 1 毫米。这便是 TSOA 公司设计的干熄焦取消干熄炉与锅炉之间一次除尘器的一个重要缘由。

方型干熄炉的下部分有 12 格。这里设有 12 个液压驱动的摆动式排焦结构。这些结构用于分格排出冷却的焦炭。同时还设有热电偶来监测焦炭的温度。当某一格的温度降到允许排焦值时。那么这一格的摆动式排焦机构挡板就会打开。这样就能保证排焦温度的均匀性。

TSOA 公司于干熄炉冷却段的上段安置了冷却壁。红焦在干熄炉内部,一方面会被循环冷却气体进行冷却,另一方面,有 30%的热量会被冷却壁内的冷水所吸收。实际上,从某种角度来看除尘器壳体钢结构设计,冷却壁可以被视为锅炉的一部分。采用冷却壁有以下优点:能够降低循环冷却气体量,降低幅度约为 20%;可以降低循环风机电耗,进而降低操作成本。其缺点在于增加了较大的维护量,倘若控制不好冷却壁管内的水,水就会漏入干熄炉,这会给干熄焦装置带来较大危害,甚至引发事故。当然,TSOA 公司设计的干熄炉也具备不设置冷却壁的情况。

二、日本新日铁干熄焦技术特点

日本新日铁设计的干熄焦技术特点如下:

(1)干熄炉设计为圆形;

(2)装入装置带有料钟;

(3)采用旋转密封阀连续排焦;

(4)完全燃烧循环气体中的CO;

(5)循环风机不调速;

(6)采用旋转焦罐接焦。

装有料钟的装入装置对红焦在干熄炉内的均匀分布有帮助,对焦炭的均匀冷却也有帮助,并且能降低循环风量以及循环风机的电耗;排焦装置用旋转密封阀来取代原本间歇式的排焦装置,这样能使干熄焦系统的高度降低大约 4 米,进而降低建设成本,此外还能真正做到连续排焦。

新日铁设计的干熄焦通过完全燃烧循环气体里的 H2 和 CO 。其多余的循环气体能够直接排放。新日铁介绍称,不完全燃烧时焦炭烧损率为 6 至 7 千克每吨,完全燃烧时焦炭烧损率为 9.9 千克每吨。从理论角度来分析,对于烧损的焦炭,其中粒径在 20 毫米以上的占 20%,粒径在 20 毫米以下的占 80%,所以实际上大部分是粉焦。新日铁对广烟的 3 号、4 号焦炉干熄焦进行测定。测定表明,烧损的焦炭中粒径在 25mm 以下的部分占 82.1%。同时还表明,当烧损的焦炭占装焦总量的 1%时,大块焦炭表面烧损的深度仅为 22m。

循环气体管道进干熄炉之前到环形烟道出口之间有一旁路。此旁路主要能降低进入锅炉的循环气体温度,以防止循环气体温度过高对锅炉产生不良影响。不过,此旁路并非常开。新日铁觉得循环风机不需要调速,只要能确保停止供焦时间不超过预存段设计时间,循环风机转速就可以不调。正因如此,循环风机风量只设计有翻板来进行粗调。

新日铁认为一次除尘器无需设置挡墙,这与新日铁设计干熄焦时采用完全燃烧的方式相关;同时,新日铁觉得一次除尘器不设挡墙的话,尺寸大于 1mm 的颗粒凭借自身重力能够沉降下来,然而对于锅炉来说,只有尺寸大于 1mm 的颗粒才会对其产生不良影响。没有挡墙的一次除尘器,其料仓可以小很多,这样能够降低建设成本,并且在维修方面也会更加便捷。但是,新日铁设计的绝大部分干熄焦一次除尘器都带有挡墙。

三、武钢7号、8号焦炉干熄焦的技术特点

武钢 8 号焦炉在熄焦工艺方面采用了日本新日铁的技术,同时在一些方面做了改进,该技术体现了目前较先进的水准,其技术特点如下:

(1)干熄炉设计为圆形;

(2)采用圆形旋转焦罐,有利于均匀接焦;

装入装置配备了先进的“十”字形料钟,这种料钟有助于实现均匀装焦的目的,同时也能够对干熄炉风帽起到保护作用。

(4)带有旋转密封阀的连续排焦装置,有利于均匀排焦;

循环风机运用变频调速这一方式,这样有利于对循环气体流量进行更精准的调节。

二次除尘器采用的是多管旋风除尘器,这种除尘器有利于提升循环气体的除尘效率。

(7)设计有给水预热器对进入干熄炉的循环气体进一步冷却;

(8)完全燃烧循环气体中的H,和CO。

圆形旋转焦罐能充分运用焦罐的容积,这对焦炭在焦罐内实现均匀分布有帮助,所以能够减轻焦罐的重量,进而降低提升机的功率,并且还能延长焦罐内衬材料的寿命。带有先进“十”字形料钟的装入装置更利于红焦在干熄炉内部均匀分布,此装入装置与圆形旋转焦罐都有助于降低循环风量,以此降低循环风机的电耗。

连续排焦装置带有气密性旋转密封阀,能大幅减少循环气体的泄漏;依据干熄炉预存段料位的高低情况,借助振动给料器能够极为精确地控制排焦量,进而可以将冷却后的焦炭进行定量且连续地排出;运用变频调速的循环风机,循环气体流量也能够较为精确地进行调节。连续精确的排焦量与精确的循环气体流量相结合,这样做更有利于稳定锅炉人口温度,也有利于稳定干熄焦锅炉的运行。

带有挡墙的一次除尘器能够除去循环气体里的粗颗粒焦粉。这样能保证进入锅炉的循环气体中焦粉浓度处于 10 至 12 克每立方米之间。并且焦粉颗粒直径小于 1。这大大降低了对锅炉传热管造成的磨损。一次除尘器的底部有 4 根水冷套管,这些水冷套管可用于冷却以及排出焦粉。出锅炉的循环气体先经过先进的多管旋风除尘器,接着除去了大部分细颗粒焦粉,之后循环气体中焦粉的质量浓度能够小于 1g/m,这样就消除了对循环风机的危害。与多级旋风除尘器相比较,多管旋风除尘器的除尘效果更为良好,同时它占地面积小,管材和钢结构的耗用也少,能够降低建设成本。

给水预热器的结构从上至下分别是上壳体、上段、下段和下壳体。上段与下段是管壳式换热器。循环气体经由循环风机加压后,从下壳体水平进入给水预热器。接着,它会经过下段的管壳式换热器以及上段的管壳式换热器进行热交换。最后,从给水预热器的上壳体排出。其二,能够进一步利用循环气体的热量,进而减少了除氧器所使用的蒸汽量。

其三,降低了循环气体对锅炉所产生的腐蚀。

第二部分:国内干熄焦技术的现状!

我国从 20 世纪 80 年代初开始,宝钢一期从日本引进了干熄焦。到目前为止,已有 6 个厂投产了干熄焦。各个厂在干熄焦的使用情况上存在着一定的差异。关于国内干熄焦装置的建设情况,各厂的干熄焦状况如下:

1.宝钢干熄焦

宝钢为了配合 12×50 孔(6m)焦炉,建造了 12 套 75t/h 规模的干熄焦装置,这些装置每年能够处理 510 万 t 焦炭,并且分三期进行建设。其中一期的 4×75t/h 干熄焦装置在 1985 年 5 月建成并开始投入生产,二期的干熄焦装置在 1991 年 6 月建成并投入生产,三期的干熄焦装置在 1997 年 12 月建成并投入生产。三期除极少数关键部件从日本引进外,绝大部分设备已实现国产化,国产化率达到了 90%以上。宝钢仅使用干法熄焦,未将湿法熄焦作为备用。其采用的是“三开一备”的生产方式。

2.浦东煤气厂干熄焦

浦东煤气厂为配合年产 56 万 t 焦炭的焦炉熄焦。1984 年从苏联全套引进 2×70t/h 规模的干熄焦装置。苏联国立焦化设计院负责全套干熄焦装置的核心设计。鞍山焦耐院和上海化工研究院参与了干熄焦的配套设计。鞍山焦耐院负责干熄焦工程的设计总承包。工程于 1991 年 12 月开工建设。1994 年 12 月建成投产。该套干熄焦装置设备是从俄罗斯引进的全套设备。并且保留了湿法熄焦作为备用。

3.济钢干熄焦

且达产时间比较长该装置的自动化水平不像某些先进装置那样高,它与浦东煤气厂的干熄焦装置情况类似。并且,它还保留了湿法熄焦作为备用措施。

4.首钢干熄焦

首钢有一套一期 1×65 t/h 规模的干熄焦装置,此装置是借助日本政府的绿色援助计划而建成的。其主体设备是由日本提供的,辅助设备则由首钢自行采购。新日铁与首钢设计院一同完成了该装置的设计工作。工程在 1999 年开始动工,到 2001 年 1 月便投入了生产。首钢的干熄焦装置投产后,运行状况较为可靠,同时自动化控制水平以及环保效果都较为良好。首钢也保留了湿法熄焦作备用。

5.武钢干熄焦

并且是目前国内单套处理能力最大的干熄焦装置。武钢 7 号、8 号焦炉的干熄焦仍保留了湿法熄焦作为备用。

6.马钢干熄焦

同时保留湿法熄焦备用。

国家环保法规在不断完善,全民环保意识也在提高。在这样的情况下,发展干熄焦技术是必然的趋势。各钢厂在筹建 4.3m 以上焦炉时除尘器壳体钢结构设计,都需要建设与之相配套的干熄焦装置。

 
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