干熄焦現(xiàn)狀研究

趙鈺龍++王小剛++于灝

摘 要：高溫焦炭要經(jīng)過(guò)冷卻后才可用于煉鋼煉鐵，干熄焦工藝不但可以回收熱量生產(chǎn)焦炭其副產(chǎn)品還可以供給工業(yè)與民用。本文從歷史的角度介紹了干熄焦工藝及其發(fā)展歷程，剖析了我國(guó)干熄焦生產(chǎn)現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上給國(guó)內(nèi)的干熄焦工藝指明了發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：焦炭 干熄焦 余熱回收

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）11（c）-0086-02

1 干熄焦工藝

干熄焦的主要設(shè)備有：干熄爐、裝入設(shè)備、排出設(shè)備、提升機(jī)、焦罐車(chē)和電動(dòng)機(jī)車(chē)、焦罐、一次二次除塵設(shè)備、鍋爐、循環(huán)風(fēng)機(jī)、地面除塵站、水處理站、自控單元、發(fā)電單元等部分。紅熱焦炭從焦?fàn)t頂部的預(yù)燃室被排出，經(jīng)干熄焦車(chē)最后由起重機(jī)轉(zhuǎn)移到干熄焦塔。當(dāng)焦炭從塔的底部排出，它的溫度下降到約300℃，循環(huán)氣體吸收紅焦炭的熱量后離開(kāi)干熄焦塔，回到鍋爐時(shí)溫度可達(dá)980℃。然后熱循環(huán)氣體的熱能傳遞給鍋爐中的冷卻水，之后循環(huán)氣體通過(guò)副省煤器返回干熄焦塔，開(kāi)始進(jìn)行下一周期的循環(huán)[1]。與此同時(shí)，冷卻水在接收到循環(huán)氣體帶來(lái)的熱量后產(chǎn)生大量的蒸汽，將這些蒸汽被用來(lái)供給電站、煉鐵廠就實(shí)現(xiàn)了能源的節(jié)約與再利用，如圖1所示。

2 干熄焦工藝的優(yōu)點(diǎn)

干熄焦工藝的優(yōu)點(diǎn)有三：其一，因其是由循環(huán)氣體冷卻避免了焦炭急劇冷卻，使得焦炭的機(jī)械強(qiáng)度、真比重和耐磨性等都有所提高。其二，干熄焦裝置可以回收焦炭的熱量用于其他用途，如發(fā)電。根據(jù)日本新日鐵的統(tǒng)計(jì)干熄焦工藝可節(jié)能50%，這就證明了干熄焦技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中占有重要地位。其三，干熄焦技術(shù)是在密閉環(huán)境中利用惰性氣體對(duì)紅焦炭進(jìn)行冷卻，不與外部物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，并且此項(xiàng)技術(shù)配有良好的除塵工藝，所以此項(xiàng)工藝對(duì)環(huán)境污染較小。另外，干熄焦過(guò)程產(chǎn)生的大量蒸汽可用于工業(yè)生產(chǎn)，與傳統(tǒng)方法相比大大降低了環(huán)境污染。

3 存在問(wèn)題與展望

我國(guó)經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的艱苦奮斗在干熄焦領(lǐng)域取得了豐厚成果[2]。干熄焦設(shè)備已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)國(guó)有化，我國(guó)已經(jīng)掌握并熟練運(yùn)用該先進(jìn)技術(shù)，并且管理體系可靠、生產(chǎn)安全，極少出現(xiàn)安全事故與人員傷亡，話(huà)雖如此，還是有一些問(wèn)題不斷暴露，亟待解決。

第一是工藝問(wèn)題。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在能源利用率方面還有一定的差距，現(xiàn)已有學(xué)者開(kāi)發(fā)出一種新型的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模方法，把基于模型控制的干熄焦裝置用于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的蒸汽產(chǎn)生。蒸汽產(chǎn)生和TCGB（循環(huán)氣體進(jìn)入相關(guān)鍋爐的溫度）之間的相關(guān)性得到了證實(shí)。采用了非線(xiàn)性變選擇方法構(gòu)建循環(huán)氣體中TCGB模型和一氧化碳的濃度得到了實(shí)現(xiàn)。把MPC（模型預(yù)測(cè)控制）用于調(diào)節(jié)補(bǔ)充氣體使現(xiàn)有的煉鋼廠蒸汽產(chǎn)生得以最大化，與原工藝相比，MPC建議修改的操作的有效性是合理的，結(jié)果顯示蒸汽產(chǎn)生量增加了7%。

第二是設(shè)備的可靠性問(wèn)題。干熄焦生產(chǎn)中存在很多易損設(shè)備，由于實(shí)際因素的限制只能做被動(dòng)的加固與修補(bǔ)，并不能在實(shí)際上杜絕這一問(wèn)題，所以需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上推陳出新?lián)Q代老舊設(shè)備、改進(jìn)易損設(shè)備。

第三是自動(dòng)化水平有限。干熄焦生產(chǎn)中大多數(shù)工序模式固定操作簡(jiǎn)單，較易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。但是實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較少。以干熄焦車(chē)為例，干熄焦車(chē)是有軌車(chē)輛，運(yùn)行模式固定，所以只要合理編程、多次實(shí)驗(yàn)一定可以實(shí)現(xiàn)干熄焦車(chē)的自動(dòng)化。當(dāng)然目前也有很多學(xué)者在做這方面研究，只是距離實(shí)際應(yīng)用還是有一定差距。

參考文獻(xiàn)

[1] 張秋強(qiáng)，譚豫章，董興宏.我國(guó)干熄焦技術(shù)的回顧與現(xiàn)狀分析[J].燃料與化工，2010（5）：4-6.

[2] 楊連儒.干熄焦的工藝技術(shù)與系統(tǒng)安全[J].河北冶金，2016（11）：35-37.

[3] 周亞平.干熄焦技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004（3）：42-45.endprint