干熄焦燒損率的綜合分析

王志永

摘 要：在干熄焦焦炭燒損的理論分析前提條件下，通過實(shí)際數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，研究分析了最大氮?dú)饬織l件下、最大空氣量條件下、最大干熄焦鍋爐入口溫度三種條件下的綜合效益，結(jié)果表明最佳干熄焦操作方法是，保證干熄焦燒損最低的前提下，增加干熄焦鍋爐入口溫度。

關(guān)鍵詞：干熄焦 燒損率 綜合分析

中圖分類號：TQ52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（c）-0053-02

近年來，隨著干熄焦技術(shù)在國內(nèi)的大力推廣，干熄焦裝置的數(shù)量也越來越多，截止2010年底，全國已有干熄焦裝置100余套，處理能力9000多萬t，干熄焦焦炭已成為冶金焦炭中的主流。隨著焦炭干熄化程度進(jìn)一步增長，焦炭燒損率的問題已成為焦化行業(yè)不容忽視的問題。鞍山焦耐院及新日聯(lián)設(shè)計(jì)的干熄焦裝置焦炭燒損率的設(shè)計(jì)值為0.9%左右，而大多數(shù)國內(nèi)焦化廠的焦炭燒損率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這個值。按照2010年底的全國干熄處理能力來算，2%的焦炭燒損就是180多萬t，嚴(yán)重浪費(fèi)了能源，并且隨著更多干熄焦裝置的投入運(yùn)營，焦炭燒損的量將會更多，控制干熄焦焦炭燒損已成為刻不容緩的問題。該文依據(jù)干熄焦生產(chǎn)工藝，在安全控制范圍內(nèi)，綜合分析了干熄焦焦炭燒損。

1 干熄焦焦炭燒損的理論分析

1.1 干熄焦焦炭燒損的必然性

干熄焦循環(huán)氣體系統(tǒng)具有獨(dú)特的危險(xiǎn)性，為保證操作人員的人身安全和干熄焦裝置的運(yùn)行安全，就要保證循環(huán)系統(tǒng)的嚴(yán)密和控制易燃易爆氣體成分的含量（循環(huán)氣體成分見表1）。

干熄焦生產(chǎn)工藝中控制一氧化碳和氫氣等可燃?xì)怏w成分的方法有兩種，一種是充氮法，一種是導(dǎo)入空氣燃燒法。充氮法是干熄爐的循環(huán)氣體入口導(dǎo)入氮?dú)猓♂屟h(huán)氣體中的易燃易爆氣體，同時放散掉相應(yīng)量的循環(huán)氣體；導(dǎo)入空氣燃燒法是在連續(xù)升溫后的循環(huán)氣體流經(jīng)環(huán)形煙道時，導(dǎo)入適量的空氣，用空氣中的氧氣燃燒掉部分易燃易爆氣體，同時放散掉相應(yīng)量的循環(huán)氣體。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，為保證干熄焦鍋爐入口溫度在880～960 ℃，從而保證干熄焦生產(chǎn)系統(tǒng)的最大經(jīng)濟(jì)效益，通常充氮法和導(dǎo)入空氣燃燒法同時使用。

上述工藝要求表明，在正常的干熄焦生產(chǎn)過程中，焦炭的燒損是必然的，干熄焦設(shè)計(jì)說明里講明一般情況焦炭燒損率為0.9%。焦炭的燒損帶來的后果是降低干熄焦炭產(chǎn)量，但是燒損焦炭產(chǎn)生的熱量會增加蒸汽的產(chǎn)量，在經(jīng)濟(jì)效益方面，這是互相矛盾的。所以在工藝方面找到空氣導(dǎo)入量及氮?dú)饬康淖罴驯壤白罴阎担瑢μ岣吒上ń惯\(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益及提高企業(yè)利潤至關(guān)重要。依據(jù)2012年公司生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我公司的干熄焦燒損率達(dá)到了1.8%，在保證最大經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，合理有效干熄焦燒損率是一亟待解決的問題。

1.2 研究方案

干熄焦系統(tǒng)生產(chǎn)過程，熾熱焦炭、氣體循環(huán)系統(tǒng)之間的能量交換和化學(xué)反應(yīng)很是復(fù)雜。針對降低干熄焦燒損，保證最大干熄經(jīng)濟(jì)效益的研究方案有以下幾步：

（1）干熄焦燒損的理論分析；

（2）不同條件下干熄焦燒損率的測算及最優(yōu)干熄焦燒損的探討。

1.3 干熄焦系統(tǒng)焦炭燒損的化學(xué)反應(yīng)及分析

在干熄焦生產(chǎn)過程中，循環(huán)氣體主要由氮?dú)?、二氧化碳、一氧化碳、氧氣、氫氣和水蒸氣等?gòu)成，當(dāng)循環(huán)氣體經(jīng)過干熄爐內(nèi)冷卻段的紅熱焦炭時，其中的非惰性氣體成分將進(jìn)行相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，并根據(jù)反應(yīng)性質(zhì)產(chǎn)生和釋放熱量，干熄焦系統(tǒng)內(nèi)可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如表2所示。

就反應(yīng)類型分類，干熄焦生產(chǎn)過程中存在均相反應(yīng)和非均相反應(yīng)兩種反應(yīng)。非均相反應(yīng)由于相變，會導(dǎo)致循環(huán)氣體總量的變化，均相反應(yīng)由于沒有發(fā)生相變，氣體循環(huán)總量不會發(fā)生變化，但氣體組分含量會發(fā)生調(diào)整變化。

干熄焦循環(huán)系統(tǒng)的基本反應(yīng)中，根據(jù)式C的參與狀態(tài)，可區(qū)分為一次反應(yīng)和二次反應(yīng)兩種，表中反應(yīng)（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）由C直接反應(yīng)，歸類為一次反應(yīng)，其中（4）反應(yīng)需要在一定壓力下才能實(shí)現(xiàn)，干熄焦生產(chǎn)過程中系統(tǒng)壓力正壓最高為5Kpa，因此干熄焦系統(tǒng)內(nèi)沒有C的加氫氣化反應(yīng)。（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）均為C的燃燒反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物包括CO2、CO、H2，構(gòu)成了干熄焦循環(huán)氣體主要組分。在一定條件下，CO2、CO、H2發(fā)生了（7）、（8）、（9）、（10）反應(yīng)。因?yàn)樾枰呋瘎┐呋饔?，所以反?yīng)（10）在干熄焦系統(tǒng)內(nèi)不會發(fā)生。由此可以看出，干熄焦系統(tǒng)內(nèi)反應(yīng)為復(fù)雜循環(huán)反應(yīng)燃燒反應(yīng)產(chǎn)物是其它反應(yīng)的反應(yīng)物，而其他反應(yīng)產(chǎn)物又是燃燒反應(yīng)的反應(yīng)物。

由上述分析，C的消耗反應(yīng)主要是在與O2、CO2、H2O之間發(fā)生的反應(yīng)。而且一次反應(yīng)與二次反應(yīng)反復(fù)出現(xiàn)，并且反應(yīng)之間有著一定的關(guān)聯(lián)，所以干熄焦系統(tǒng)碳的燒損反應(yīng)分析很復(fù)雜。但與循環(huán)氣體中的水分、氧氣、二氧化碳組分有著直接的關(guān)系。

2 關(guān)于干熄焦炭實(shí)際燒損的效益分析

2.1 干熄焦炭燒損研究方法

2.1.1 干熄焦炭燒損的計(jì)算方法的確定

該文依據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)字，研究干熄焦的燒損。設(shè)干熄焦碳燒損率為S，則以下式子：其中M1為裝入干熄焦?fàn)t焦炭重量（通過提升井重力傳感器采數(shù)），M2為排出干熄焦?fàn)t焦炭重量（通過皮帶秤累計(jì)采數(shù)），M3為干熄焦除塵灰重量（通過銷售地磅采數(shù)）。

2.1.2 干熄焦炭燒損的研究方案

研究分析最大氮?dú)饬織l件下、最大空氣量條件下、最大干熄焦鍋爐入口溫度條件下的綜合效益，在此基礎(chǔ)上確定最佳的操作方法。

2.2 不同工況條件下的干熄焦燒損綜合收益分析

在滿足正常生產(chǎn)的條件下，分別在最大氮?dú)饬織l件下（1）、最大空氣量條件下（2）、最大干熄焦鍋爐入口溫度條件下（3）計(jì)算統(tǒng)計(jì)一周的干熄焦燒損率，結(jié)果如表3所示。

表3中的綜合收益是三種不同條件下，處理每噸焦炭的綜合收益。計(jì)算方法是按照發(fā)電量收益（每度電0.5元）減去氮?dú)庀牧浚苛⒎?.4元）消耗，再減去焦炭燒損（每噸1000元）消耗，最后與焦炭總量相比。

3 結(jié)語

通過分析三種不同條件下的綜合收益，結(jié)合干熄焦生產(chǎn)實(shí)際，可以得出以下結(jié)論：

（1）焦炭燒損綜合收益取決于電價、氮?dú)庀牧俊龘p焦炭（焦粉）價格水平。目前市場條件下，焦炭燒損具有一定綜合收益。

（2）在當(dāng)前市場條件下，導(dǎo)入最大氮?dú)饬康木C合收益最低，干熄焦?fàn)t處理每噸焦通過燒損增加的收益為3.64元；保持干熄焦鍋爐最大入口溫度綜合效益最高，干熄焦?fàn)t處理每噸焦通過燒損增加的收益為9.43元。

（3）在最大空氣量條件下，焦炭燒損率最大，為2.5%，這種條件下，焦炭燒損的綜合收益受價格因素影響最大。

（4）我公司干熄焦鍋爐最大入口溫度為960 ℃，溫度超過960 ℃時，干熄焦鍋爐爐管會發(fā)生蠕變影響使用壽命。正常生產(chǎn)條件下，要求溫度在960 ℃以下，綜合考慮上述條件，干熄焦正常燒損率應(yīng)保持在1.2%～1.8%。所以最佳干熄焦操作方法是，保證干熄焦燒損最低的前提下，增加干熄焦鍋爐入口溫度。

參考文獻(xiàn)

[1] 葛海標(biāo)，蔣澤義，劉建偉.干熄焦系統(tǒng)優(yōu)化操作與控制[J].燃料與化工，2010（4）.

[2] 羅時政，康春清，祝仰勇，等.干熄焦循環(huán)氣體對焦炭燒損的影響分析[J].山東冶金，2010（1）.

[3] 楊太寶，牛愛寧，李訓(xùn)智.150t/h干熄焦系統(tǒng)焦炭燒損率的控制[J].燃料與化工，2010（4）.endprint

摘 要：在干熄焦焦炭燒損的理論分析前提條件下，通過實(shí)際數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，研究分析了最大氮?dú)饬織l件下、最大空氣量條件下、最大干熄焦鍋爐入口溫度三種條件下的綜合效益，結(jié)果表明最佳干熄焦操作方法是，保證干熄焦燒損最低的前提下，增加干熄焦鍋爐入口溫度。

關(guān)鍵詞：干熄焦 燒損率 綜合分析

中圖分類號：TQ52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（c）-0053-02

近年來，隨著干熄焦技術(shù)在國內(nèi)的大力推廣，干熄焦裝置的數(shù)量也越來越多，截止2010年底，全國已有干熄焦裝置100余套，處理能力9000多萬t，干熄焦焦炭已成為冶金焦炭中的主流。隨著焦炭干熄化程度進(jìn)一步增長，焦炭燒損率的問題已成為焦化行業(yè)不容忽視的問題。鞍山焦耐院及新日聯(lián)設(shè)計(jì)的干熄焦裝置焦炭燒損率的設(shè)計(jì)值為0.9%左右，而大多數(shù)國內(nèi)焦化廠的焦炭燒損率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這個值。按照2010年底的全國干熄處理能力來算，2%的焦炭燒損就是180多萬t，嚴(yán)重浪費(fèi)了能源，并且隨著更多干熄焦裝置的投入運(yùn)營，焦炭燒損的量將會更多，控制干熄焦焦炭燒損已成為刻不容緩的問題。該文依據(jù)干熄焦生產(chǎn)工藝，在安全控制范圍內(nèi)，綜合分析了干熄焦焦炭燒損。

1 干熄焦焦炭燒損的理論分析

1.1 干熄焦焦炭燒損的必然性

干熄焦循環(huán)氣體系統(tǒng)具有獨(dú)特的危險(xiǎn)性，為保證操作人員的人身安全和干熄焦裝置的運(yùn)行安全，就要保證循環(huán)系統(tǒng)的嚴(yán)密和控制易燃易爆氣體成分的含量（循環(huán)氣體成分見表1）。

干熄焦生產(chǎn)工藝中控制一氧化碳和氫氣等可燃?xì)怏w成分的方法有兩種，一種是充氮法，一種是導(dǎo)入空氣燃燒法。充氮法是干熄爐的循環(huán)氣體入口導(dǎo)入氮?dú)?，稀釋循環(huán)氣體中的易燃易爆氣體，同時放散掉相應(yīng)量的循環(huán)氣體；導(dǎo)入空氣燃燒法是在連續(xù)升溫后的循環(huán)氣體流經(jīng)環(huán)形煙道時，導(dǎo)入適量的空氣，用空氣中的氧氣燃燒掉部分易燃易爆氣體，同時放散掉相應(yīng)量的循環(huán)氣體。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，為保證干熄焦鍋爐入口溫度在880～960 ℃，從而保證干熄焦生產(chǎn)系統(tǒng)的最大經(jīng)濟(jì)效益，通常充氮法和導(dǎo)入空氣燃燒法同時使用。

上述工藝要求表明，在正常的干熄焦生產(chǎn)過程中，焦炭的燒損是必然的，干熄焦設(shè)計(jì)說明里講明一般情況焦炭燒損率為0.9%。焦炭的燒損帶來的后果是降低干熄焦炭產(chǎn)量，但是燒損焦炭產(chǎn)生的熱量會增加蒸汽的產(chǎn)量，在經(jīng)濟(jì)效益方面，這是互相矛盾的。所以在工藝方面找到空氣導(dǎo)入量及氮?dú)饬康淖罴驯壤白罴阎担瑢μ岣吒上ń惯\(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益及提高企業(yè)利潤至關(guān)重要。依據(jù)2012年公司生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我公司的干熄焦燒損率達(dá)到了1.8%，在保證最大經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，合理有效干熄焦燒損率是一亟待解決的問題。

1.2 研究方案

干熄焦系統(tǒng)生產(chǎn)過程，熾熱焦炭、氣體循環(huán)系統(tǒng)之間的能量交換和化學(xué)反應(yīng)很是復(fù)雜。針對降低干熄焦燒損，保證最大干熄經(jīng)濟(jì)效益的研究方案有以下幾步：

（1）干熄焦燒損的理論分析；

（2）不同條件下干熄焦燒損率的測算及最優(yōu)干熄焦燒損的探討。

1.3 干熄焦系統(tǒng)焦炭燒損的化學(xué)反應(yīng)及分析

在干熄焦生產(chǎn)過程中，循環(huán)氣體主要由氮?dú)狻⒍趸?、一氧化碳、氧氣、氫氣和水蒸氣等?gòu)成，當(dāng)循環(huán)氣體經(jīng)過干熄爐內(nèi)冷卻段的紅熱焦炭時，其中的非惰性氣體成分將進(jìn)行相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，并根據(jù)反應(yīng)性質(zhì)產(chǎn)生和釋放熱量，干熄焦系統(tǒng)內(nèi)可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如表2所示。

就反應(yīng)類型分類，干熄焦生產(chǎn)過程中存在均相反應(yīng)和非均相反應(yīng)兩種反應(yīng)。非均相反應(yīng)由于相變，會導(dǎo)致循環(huán)氣體總量的變化，均相反應(yīng)由于沒有發(fā)生相變，氣體循環(huán)總量不會發(fā)生變化，但氣體組分含量會發(fā)生調(diào)整變化。

干熄焦循環(huán)系統(tǒng)的基本反應(yīng)中，根據(jù)式C的參與狀態(tài)，可區(qū)分為一次反應(yīng)和二次反應(yīng)兩種，表中反應(yīng)（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）由C直接反應(yīng)，歸類為一次反應(yīng)，其中（4）反應(yīng)需要在一定壓力下才能實(shí)現(xiàn)，干熄焦生產(chǎn)過程中系統(tǒng)壓力正壓最高為5Kpa，因此干熄焦系統(tǒng)內(nèi)沒有C的加氫氣化反應(yīng)。（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）均為C的燃燒反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物包括CO2、CO、H2，構(gòu)成了干熄焦循環(huán)氣體主要組分。在一定條件下，CO2、CO、H2發(fā)生了（7）、（8）、（9）、（10）反應(yīng)。因?yàn)樾枰呋瘎┐呋饔?，所以反?yīng)（10）在干熄焦系統(tǒng)內(nèi)不會發(fā)生。由此可以看出，干熄焦系統(tǒng)內(nèi)反應(yīng)為復(fù)雜循環(huán)反應(yīng)燃燒反應(yīng)產(chǎn)物是其它反應(yīng)的反應(yīng)物，而其他反應(yīng)產(chǎn)物又是燃燒反應(yīng)的反應(yīng)物。

由上述分析，C的消耗反應(yīng)主要是在與O2、CO2、H2O之間發(fā)生的反應(yīng)。而且一次反應(yīng)與二次反應(yīng)反復(fù)出現(xiàn)，并且反應(yīng)之間有著一定的關(guān)聯(lián)，所以干熄焦系統(tǒng)碳的燒損反應(yīng)分析很復(fù)雜。但與循環(huán)氣體中的水分、氧氣、二氧化碳組分有著直接的關(guān)系。

2 關(guān)于干熄焦炭實(shí)際燒損的效益分析

2.1 干熄焦炭燒損研究方法

2.1.1 干熄焦炭燒損的計(jì)算方法的確定

該文依據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)字，研究干熄焦的燒損。設(shè)干熄焦碳燒損率為S，則以下式子：其中M1為裝入干熄焦?fàn)t焦炭重量（通過提升井重力傳感器采數(shù)），M2為排出干熄焦?fàn)t焦炭重量（通過皮帶秤累計(jì)采數(shù)），M3為干熄焦除塵灰重量（通過銷售地磅采數(shù)）。

2.1.2 干熄焦炭燒損的研究方案

研究分析最大氮?dú)饬織l件下、最大空氣量條件下、最大干熄焦鍋爐入口溫度條件下的綜合效益，在此基礎(chǔ)上確定最佳的操作方法。

2.2 不同工況條件下的干熄焦燒損綜合收益分析

在滿足正常生產(chǎn)的條件下，分別在最大氮?dú)饬織l件下（1）、最大空氣量條件下（2）、最大干熄焦鍋爐入口溫度條件下（3）計(jì)算統(tǒng)計(jì)一周的干熄焦燒損率，結(jié)果如表3所示。

表3中的綜合收益是三種不同條件下，處理每噸焦炭的綜合收益。計(jì)算方法是按照發(fā)電量收益（每度電0.5元）減去氮?dú)庀牧浚苛⒎?.4元）消耗，再減去焦炭燒損（每噸1000元）消耗，最后與焦炭總量相比。

3 結(jié)語

通過分析三種不同條件下的綜合收益，結(jié)合干熄焦生產(chǎn)實(shí)際，可以得出以下結(jié)論：

（1）焦炭燒損綜合收益取決于電價、氮?dú)庀牧?、燒損焦炭（焦粉）價格水平。目前市場條件下，焦炭燒損具有一定綜合收益。

（2）在當(dāng)前市場條件下，導(dǎo)入最大氮?dú)饬康木C合收益最低，干熄焦?fàn)t處理每噸焦通過燒損增加的收益為3.64元；保持干熄焦鍋爐最大入口溫度綜合效益最高，干熄焦?fàn)t處理每噸焦通過燒損增加的收益為9.43元。

（3）在最大空氣量條件下，焦炭燒損率最大，為2.5%，這種條件下，焦炭燒損的綜合收益受價格因素影響最大。

（4）我公司干熄焦鍋爐最大入口溫度為960 ℃，溫度超過960 ℃時，干熄焦鍋爐爐管會發(fā)生蠕變影響使用壽命。正常生產(chǎn)條件下，要求溫度在960 ℃以下，綜合考慮上述條件，干熄焦正常燒損率應(yīng)保持在1.2%～1.8%。所以最佳干熄焦操作方法是，保證干熄焦燒損最低的前提下，增加干熄焦鍋爐入口溫度。

參考文獻(xiàn)

[1] 葛海標(biāo)，蔣澤義，劉建偉.干熄焦系統(tǒng)優(yōu)化操作與控制[J].燃料與化工，2010（4）.

[2] 羅時政，康春清，祝仰勇，等.干熄焦循環(huán)氣體對焦炭燒損的影響分析[J].山東冶金，2010（1）.

[3] 楊太寶，牛愛寧，李訓(xùn)智.150t/h干熄焦系統(tǒng)焦炭燒損率的控制[J].燃料與化工，2010（4）.endprint

摘 要：在干熄焦焦炭燒損的理論分析前提條件下，通過實(shí)際數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，研究分析了最大氮?dú)饬織l件下、最大空氣量條件下、最大干熄焦鍋爐入口溫度三種條件下的綜合效益，結(jié)果表明最佳干熄焦操作方法是，保證干熄焦燒損最低的前提下，增加干熄焦鍋爐入口溫度。

關(guān)鍵詞：干熄焦 燒損率 綜合分析

中圖分類號：TQ52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（c）-0053-02

近年來，隨著干熄焦技術(shù)在國內(nèi)的大力推廣，干熄焦裝置的數(shù)量也越來越多，截止2010年底，全國已有干熄焦裝置100余套，處理能力9000多萬t，干熄焦焦炭已成為冶金焦炭中的主流。隨著焦炭干熄化程度進(jìn)一步增長，焦炭燒損率的問題已成為焦化行業(yè)不容忽視的問題。鞍山焦耐院及新日聯(lián)設(shè)計(jì)的干熄焦裝置焦炭燒損率的設(shè)計(jì)值為0.9%左右，而大多數(shù)國內(nèi)焦化廠的焦炭燒損率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這個值。按照2010年底的全國干熄處理能力來算，2%的焦炭燒損就是180多萬t，嚴(yán)重浪費(fèi)了能源，并且隨著更多干熄焦裝置的投入運(yùn)營，焦炭燒損的量將會更多，控制干熄焦焦炭燒損已成為刻不容緩的問題。該文依據(jù)干熄焦生產(chǎn)工藝，在安全控制范圍內(nèi)，綜合分析了干熄焦焦炭燒損。

1 干熄焦焦炭燒損的理論分析

1.1 干熄焦焦炭燒損的必然性

干熄焦循環(huán)氣體系統(tǒng)具有獨(dú)特的危險(xiǎn)性，為保證操作人員的人身安全和干熄焦裝置的運(yùn)行安全，就要保證循環(huán)系統(tǒng)的嚴(yán)密和控制易燃易爆氣體成分的含量（循環(huán)氣體成分見表1）。

干熄焦生產(chǎn)工藝中控制一氧化碳和氫氣等可燃?xì)怏w成分的方法有兩種，一種是充氮法，一種是導(dǎo)入空氣燃燒法。充氮法是干熄爐的循環(huán)氣體入口導(dǎo)入氮?dú)?，稀釋循環(huán)氣體中的易燃易爆氣體，同時放散掉相應(yīng)量的循環(huán)氣體；導(dǎo)入空氣燃燒法是在連續(xù)升溫后的循環(huán)氣體流經(jīng)環(huán)形煙道時，導(dǎo)入適量的空氣，用空氣中的氧氣燃燒掉部分易燃易爆氣體，同時放散掉相應(yīng)量的循環(huán)氣體。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，為保證干熄焦鍋爐入口溫度在880～960 ℃，從而保證干熄焦生產(chǎn)系統(tǒng)的最大經(jīng)濟(jì)效益，通常充氮法和導(dǎo)入空氣燃燒法同時使用。

上述工藝要求表明，在正常的干熄焦生產(chǎn)過程中，焦炭的燒損是必然的，干熄焦設(shè)計(jì)說明里講明一般情況焦炭燒損率為0.9%。焦炭的燒損帶來的后果是降低干熄焦炭產(chǎn)量，但是燒損焦炭產(chǎn)生的熱量會增加蒸汽的產(chǎn)量，在經(jīng)濟(jì)效益方面，這是互相矛盾的。所以在工藝方面找到空氣導(dǎo)入量及氮?dú)饬康淖罴驯壤白罴阎担瑢μ岣吒上ń惯\(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益及提高企業(yè)利潤至關(guān)重要。依據(jù)2012年公司生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我公司的干熄焦燒損率達(dá)到了1.8%，在保證最大經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，合理有效干熄焦燒損率是一亟待解決的問題。

1.2 研究方案

干熄焦系統(tǒng)生產(chǎn)過程，熾熱焦炭、氣體循環(huán)系統(tǒng)之間的能量交換和化學(xué)反應(yīng)很是復(fù)雜。針對降低干熄焦燒損，保證最大干熄經(jīng)濟(jì)效益的研究方案有以下幾步：

（1）干熄焦燒損的理論分析；

（2）不同條件下干熄焦燒損率的測算及最優(yōu)干熄焦燒損的探討。

1.3 干熄焦系統(tǒng)焦炭燒損的化學(xué)反應(yīng)及分析

在干熄焦生產(chǎn)過程中，循環(huán)氣體主要由氮?dú)?、二氧化碳、一氧化碳、氧氣、氫氣和水蒸氣等?gòu)成，當(dāng)循環(huán)氣體經(jīng)過干熄爐內(nèi)冷卻段的紅熱焦炭時，其中的非惰性氣體成分將進(jìn)行相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，并根據(jù)反應(yīng)性質(zhì)產(chǎn)生和釋放熱量，干熄焦系統(tǒng)內(nèi)可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如表2所示。

就反應(yīng)類型分類，干熄焦生產(chǎn)過程中存在均相反應(yīng)和非均相反應(yīng)兩種反應(yīng)。非均相反應(yīng)由于相變，會導(dǎo)致循環(huán)氣體總量的變化，均相反應(yīng)由于沒有發(fā)生相變，氣體循環(huán)總量不會發(fā)生變化，但氣體組分含量會發(fā)生調(diào)整變化。

干熄焦循環(huán)系統(tǒng)的基本反應(yīng)中，根據(jù)式C的參與狀態(tài)，可區(qū)分為一次反應(yīng)和二次反應(yīng)兩種，表中反應(yīng)（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）由C直接反應(yīng)，歸類為一次反應(yīng)，其中（4）反應(yīng)需要在一定壓力下才能實(shí)現(xiàn)，干熄焦生產(chǎn)過程中系統(tǒng)壓力正壓最高為5Kpa，因此干熄焦系統(tǒng)內(nèi)沒有C的加氫氣化反應(yīng)。（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）均為C的燃燒反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物包括CO2、CO、H2，構(gòu)成了干熄焦循環(huán)氣體主要組分。在一定條件下，CO2、CO、H2發(fā)生了（7）、（8）、（9）、（10）反應(yīng)。因?yàn)樾枰呋瘎┐呋饔?，所以反?yīng)（10）在干熄焦系統(tǒng)內(nèi)不會發(fā)生。由此可以看出，干熄焦系統(tǒng)內(nèi)反應(yīng)為復(fù)雜循環(huán)反應(yīng)燃燒反應(yīng)產(chǎn)物是其它反應(yīng)的反應(yīng)物，而其他反應(yīng)產(chǎn)物又是燃燒反應(yīng)的反應(yīng)物。

由上述分析，C的消耗反應(yīng)主要是在與O2、CO2、H2O之間發(fā)生的反應(yīng)。而且一次反應(yīng)與二次反應(yīng)反復(fù)出現(xiàn)，并且反應(yīng)之間有著一定的關(guān)聯(lián)，所以干熄焦系統(tǒng)碳的燒損反應(yīng)分析很復(fù)雜。但與循環(huán)氣體中的水分、氧氣、二氧化碳組分有著直接的關(guān)系。

2 關(guān)于干熄焦炭實(shí)際燒損的效益分析

2.1 干熄焦炭燒損研究方法

2.1.1 干熄焦炭燒損的計(jì)算方法的確定

該文依據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)字，研究干熄焦的燒損。設(shè)干熄焦碳燒損率為S，則以下式子：其中M1為裝入干熄焦?fàn)t焦炭重量（通過提升井重力傳感器采數(shù)），M2為排出干熄焦?fàn)t焦炭重量（通過皮帶秤累計(jì)采數(shù)），M3為干熄焦除塵灰重量（通過銷售地磅采數(shù)）。

2.1.2 干熄焦炭燒損的研究方案

研究分析最大氮?dú)饬織l件下、最大空氣量條件下、最大干熄焦鍋爐入口溫度條件下的綜合效益，在此基礎(chǔ)上確定最佳的操作方法。

2.2 不同工況條件下的干熄焦燒損綜合收益分析

在滿足正常生產(chǎn)的條件下，分別在最大氮?dú)饬織l件下（1）、最大空氣量條件下（2）、最大干熄焦鍋爐入口溫度條件下（3）計(jì)算統(tǒng)計(jì)一周的干熄焦燒損率，結(jié)果如表3所示。

表3中的綜合收益是三種不同條件下，處理每噸焦炭的綜合收益。計(jì)算方法是按照發(fā)電量收益（每度電0.5元）減去氮?dú)庀牧浚苛⒎?.4元）消耗，再減去焦炭燒損（每噸1000元）消耗，最后與焦炭總量相比。

3 結(jié)語

通過分析三種不同條件下的綜合收益，結(jié)合干熄焦生產(chǎn)實(shí)際，可以得出以下結(jié)論：

（1）焦炭燒損綜合收益取決于電價、氮?dú)庀牧?、燒損焦炭（焦粉）價格水平。目前市場條件下，焦炭燒損具有一定綜合收益。

（2）在當(dāng)前市場條件下，導(dǎo)入最大氮?dú)饬康木C合收益最低，干熄焦?fàn)t處理每噸焦通過燒損增加的收益為3.64元；保持干熄焦鍋爐最大入口溫度綜合效益最高，干熄焦?fàn)t處理每噸焦通過燒損增加的收益為9.43元。

（3）在最大空氣量條件下，焦炭燒損率最大，為2.5%，這種條件下，焦炭燒損的綜合收益受價格因素影響最大。

（4）我公司干熄焦鍋爐最大入口溫度為960 ℃，溫度超過960 ℃時，干熄焦鍋爐爐管會發(fā)生蠕變影響使用壽命。正常生產(chǎn)條件下，要求溫度在960 ℃以下，綜合考慮上述條件，干熄焦正常燒損率應(yīng)保持在1.2%～1.8%。所以最佳干熄焦操作方法是，保證干熄焦燒損最低的前提下，增加干熄焦鍋爐入口溫度。

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