
干熄焦技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用畢業(yè)論文.doc
16頁畢 業(yè) 論 文論文題目: 干熄焦技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 系 別 專業(yè)班級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 日 期 目 錄摘 要 11 干熄焦技術(shù)的特點及發(fā)展概況 21.1 干熄焦技術(shù)的發(fā)展概況 21.2 工藝技術(shù)特點 32 國內(nèi)干熄焦工藝應(yīng)用情況 42.1 寶鋼 52.2 濟鋼 62.3 唐鋼 73 干熄焦技術(shù)的發(fā)展趨勢 93.1 產(chǎn)業(yè)政策推動 93.2 設(shè)備的國產(chǎn)化與規(guī)模的大型化 93.3 制約干熄焦技術(shù)推廣的因素 10結(jié)束語 11參考文獻 12致 謝 13 摘 要 在鋼鐵工業(yè)中,干熄焦技術(shù)是具有較顯著節(jié)能增效的技術(shù)措施干熄焦是利用惰性氣體在密閉系統(tǒng)中將紅焦熄滅,并與紅焦換熱,可回收80%的紅焦顯熱利用回收余熱進行蒸汽發(fā)電可補充生產(chǎn)用電,實現(xiàn)了資源的綜合利用在煉鐵生產(chǎn)上干熄焦與濕熄焦相比,可降低焦比降低生產(chǎn)成本,提高高爐生產(chǎn)能力,焦炭的冷強度M40將提高約3%,熱強度將提高2%因此,干熄焦工程投產(chǎn)后,不僅能有效的減少粉塵污水排放,還可以節(jié)約生產(chǎn)成本降低能耗,經(jīng)濟效益和社會效益都十分可觀。
關(guān)鍵詞:干熄焦;發(fā)展;應(yīng)用1 干熄焦技術(shù)的特點及發(fā)展概況1.1 干熄焦技術(shù)的發(fā)展概況干法熄焦簡稱干熄焦(CDQ),是相對于濕熄焦而言的采用惰性氣體熄滅赤熱焦炭的一種熄焦方法干熄焦能回收利用紅焦的顯熱,改善焦炭質(zhì)量,減輕熄焦操作對環(huán)境的污染 干熄焦起源于瑞士,最早的干熄焦裝置是1917年瑞士舒爾查公司在丘里赫市煉焦制氣采用的20世紀30年代起,前蘇聯(lián)、德國、日本、法國、比利時等許多國家也相繼采用了構(gòu)造各異的干熄焦裝置干熄焦裝置經(jīng)歷了罐室式、多室式、地下槽式、地上槽式的發(fā)展過程,由于處理能力都比較小,發(fā)生蒸汽不穩(wěn)定、投資大等因素,這一技術(shù)長期未得到發(fā)展到了20世紀60年代,前蘇聯(lián)在干熄焦技術(shù)工業(yè)化方面取得了突破性進展,在切列波維茨鋼鐵廠建造了帶預(yù)存室的地上槽式干熄焦裝置,處理能力達到52-56t/h這種帶預(yù)存室地上槽式干熄焦工業(yè)裝置解決了過去干熄焦裝置發(fā)生蒸汽不穩(wěn)定等問題,實現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定的熱交換操作20世紀70年代,全球范圍內(nèi)的能源危機進一步推動了干熄焦技術(shù)的發(fā)展日本首當(dāng)其沖,在能源短缺、節(jié)能呼聲高漲的背景下,從前蘇聯(lián)引進干熄技術(shù)和專利實施許可,經(jīng)過消化移植,在大型化、自動化和環(huán)境保護措施等方面有所發(fā)展。
到了20世紀90年代,日本建成投產(chǎn)了單槽處理能力為56-200t/h的多種規(guī)模的干熄焦裝置39套,干熄焦率約占日本高爐焦用量的80%,是干熄焦裝置應(yīng)用最多的國家之一目前,日本新日鐵、NKK、德國蒂森、斯梯爾、奧托公司在干熄焦技術(shù)上處于領(lǐng)先水平這些公司在擴大干熄焦裝置能力、改善冷卻室特性、熱平衡、物料平衡、自動化、環(huán)保等方面實現(xiàn)了最佳化設(shè)計,處理能力和裝置的先進性超過前蘇聯(lián),并形成了各自的特點除前蘇聯(lián)、日本、德國擁有干熄焦裝置外,印度、韓國、波蘭、羅馬尼亞、巴西、土耳其、尼日利亞和我國都相繼建成了干熄焦裝置1.2 工藝技術(shù)特點出爐紅焦顯熱約占焦爐能耗的35%-40%,干熄焦可回收80%的紅焦顯熱,平均每熄1t焦炭可回收3.9-4.0MPa、450℃蒸汽0.45-0.55t據(jù)日本新日鐵對其企業(yè)內(nèi)部包括干熄焦、高爐爐頂余壓發(fā)電等所有節(jié)能項目效果分析,結(jié)果表明干熄焦裝置節(jié)能占總節(jié)能的50%可以說,干熄焦在鋼鐵企業(yè)節(jié)能項目中占有舉足輕重的地位干熄焦與濕熄焦相比,避免了濕熄焦急劇冷卻對焦炭結(jié)構(gòu)的不利影響,其機械強度、耐磨性、真比重都有所提高M40提高3%-6%,M10降低0.3%-0.8%,反應(yīng)性指數(shù)CRI明顯降低。
冶金焦炭質(zhì)量的改善,對降低煉鐵成本、提高生鐵產(chǎn)量、高爐操作順行極為有利,尤其對采用噴煤技術(shù)的大型高爐效果更加明顯前蘇聯(lián)大高爐冶煉表明,采用干熄焦炭可使焦比降低2.3%,高爐生產(chǎn)能力提高1%-1.5%同時在保持原焦炭質(zhì)量不變的條件下,采用干熄焦可擴大弱粘結(jié)性煤在煉焦用煤中的用量,降低煉焦成本常規(guī)的濕熄焦,以規(guī)模為年產(chǎn)焦炭100萬噸焦化廠為例,酚、氰化物、硫化氫、氨等有毒氣體的排放量超過600t,嚴重污染大氣和周邊環(huán)境干熄焦則由于采用惰性氣體在密閉的干熄槽內(nèi)冷卻紅焦,并配備良好有效的除塵設(shè)施,基本上不污染環(huán)境另一方面,干熄焦產(chǎn)生的生產(chǎn)用汽,可避免生產(chǎn)相同數(shù)量蒸汽的鍋爐煙氣對大氣的污染,減少SO2、CO2排放,具有良好的社會效益2 國內(nèi)干熄焦工藝應(yīng)用情況我國干熄焦技術(shù)的應(yīng)用,始于上海寶鋼1985年,上海寶鋼一期工程引進日本4*75t/h干熄焦裝置并正式投產(chǎn)運行,這是我國最早引進投產(chǎn)的干熄焦裝置同年,上海浦東煤氣廠引進前蘇聯(lián)2×70t/h干熄焦裝置,并于1994年投產(chǎn)1991年和1997年寶鋼二期、三期采用日本技術(shù)的兩組4×75t/h干熄焦,2001年首鋼采用日本技術(shù)的1×65t/h干熄焦裝置相繼建成投產(chǎn),2003年馬鋼的干熄焦工程被列入“九五”國家重大引進技術(shù)消化吸引項目――干熄焦消化吸收創(chuàng)新“一條龍”項目工程,是國內(nèi)第一條自行設(shè)計制造,國產(chǎn)化率達90%以上的干熄焦裝置。
此外,武鋼、鞍鋼、昆鋼、通鋼等國內(nèi)鋼鐵企業(yè)也都在進行干熄焦工藝的建設(shè)迄今為止,國內(nèi)已有17套干熄焦裝置投入運行首先,我國是產(chǎn)焦大國,焦爐多,且爐組生產(chǎn)能力不一,干熄焦裝置應(yīng)同爐組生產(chǎn)能力匹配,才能充分發(fā)揮資源和技術(shù)優(yōu)勢起初我國引進的干熄焦裝置以70t/h和75t/h兩種規(guī)模為主,不能合理地與爐組生產(chǎn)能力匹配,且采用備用干熄焦方式,從而增加了不必要的建設(shè)投資,影響干熄焦經(jīng)濟效益以年產(chǎn)焦量100萬噸焦化廠為例,配置2*75t/h一組干熄焦裝置,以濕熄焦備用,其處理能力富余20%;對年產(chǎn)焦量70~80萬噸焦化廠,仍配置2×75t/h一組干熄焦,處理能力富余高達50%,顯然不合理,以干熄焦備用,能力富余更多,更不合理因此,我國干熄焦裝置必須根據(jù)生產(chǎn)能力形成系列,向大型化發(fā)展,開發(fā)100t/h以上處理能力的干熄焦成為趨勢以國外干熄焦大型化進行來看,只有干熄焦裝置大型化、高效化,才能降低投資成本,提高投資效益,干熄焦水平才能上一個新臺階第二,鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟中的能耗大戶,隨著國家能源價格的調(diào)整,能源消耗已占鋼鐵生產(chǎn)成本的30%左右由于我國鋼鐵工業(yè)能耗較高,嚴重影響鋼鐵工業(yè)的競爭力,隨著鋼鐵、能源價格與國際接軌,成為制約鋼鐵工業(yè)參與國際競爭的主要問題之一。
因此,節(jié)能降耗成為自“九五”規(guī)劃以來冶金全行業(yè)的工作重點在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中,煉鐵系統(tǒng)(鐵、煉、焦)占總能耗的50%以上,污染也是最嚴重的因此,煉鐵系統(tǒng)節(jié)能一直是冶金企業(yè)節(jié)能和環(huán)保的重點,而在煉鐵系統(tǒng)中,最大的節(jié)能和環(huán)保技術(shù)措施當(dāng)屬干熄焦,干熄焦具有節(jié)能、環(huán)保、提高質(zhì)量的三重效益我國機焦生產(chǎn)能力達到9000萬噸/a以上,其中冶金系統(tǒng)產(chǎn)焦能力達到6000萬噸/a,但干熄焦率很低,建設(shè)干熄焦的市場需求很大針對以上所述情況,近幾年來,在國家冶金技術(shù)發(fā)展政策引導(dǎo)下,干熄焦作為重點節(jié)能推廣項目已經(jīng)得到冶金企業(yè)積極響應(yīng),繼武鋼140t/h干熄焦項目之后,馬鋼(125t/h)、漣鋼(100t/h)、本鋼(121t/h)、包鋼(125t/h)等十幾家企業(yè)曾計劃在十五期間建設(shè)100t/h以上規(guī)模干熄焦裝置從這些在建和擬建項目中可以看出,大型化、高效化、國產(chǎn)化是干熄焦發(fā)展的必然趨勢我國自20世紀80年代引進干熄焦技術(shù)以來,在中間近20年緩慢發(fā)展之后,隨著技術(shù)進步、節(jié)能降耗、市場競爭形勢的要求,必將迎來一個新的建設(shè)高潮2.1 寶鋼 (1)基本概況我國第一套干法熄焦裝置即寶鋼干熄焦一期工程于1985年5月23日順利投產(chǎn),隨后又進行了二、三期干熄焦工程。
現(xiàn)共有12座處理能力為75t/h的干熄焦裝置在安全、正常地運行著2)效益評估寶鋼干熄焦自1985年5月23日投產(chǎn)至1998年5月31日,一、二、三期干熄焦共創(chuàng)造了如下經(jīng)濟實效:處理焦炭量3312萬噸;產(chǎn)生蒸汽量1924萬噸;發(fā)電量139347萬kWH在十幾年的生產(chǎn)實踐中,寶鋼干熄焦裝置進一步改進和完善,體現(xiàn)出如下特點:A、只建干熄焦,沒有濕熄焦B、處理焦炭量之多在世界鋼鐵企業(yè)中名列前茅C、干熄焦設(shè)計投產(chǎn)由全盤引進到立足于國內(nèi)2.2 濟鋼濟鋼干熄焦工程是原國家經(jīng)貿(mào)委批準立項的節(jié)能環(huán)保示范工程,是回收紅焦顯熱和改善操作環(huán)境的一項先進工藝技術(shù)該工程1996年正式開工建設(shè),1999年3月建成投產(chǎn),工程總投資約2.3億元1)設(shè)備情況濟鋼干熄焦工程是引進國外先進生產(chǎn)技術(shù)與關(guān)鍵設(shè)備,由烏克蘭國家焦耐院和濟鋼設(shè)計院共同設(shè)計、合作制造,實現(xiàn)了對干熄焦技術(shù)、設(shè)備的消化、吸收,設(shè)備國產(chǎn)化率達到90%,實現(xiàn)了國產(chǎn)化,是我國第一套國產(chǎn)化干熄焦裝置濟鋼干熄焦工藝由焦炭熄焦系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、鍋爐發(fā)電系統(tǒng)和環(huán)境除塵系統(tǒng)組成它包括2座70t/h的干熄爐、2座35t/h的余熱鍋爐、4臺630kWh和800kWh循環(huán)風(fēng)機、2臺48t提升機等主要設(shè)備。
設(shè)計年冷卻焦炭110萬噸,產(chǎn)蒸汽52萬噸,發(fā)電3919萬kWh2)生產(chǎn)運行情況濟鋼干熄焦由1999年3月開工以來,經(jīng)過不斷改進與完善,使設(shè)備故障率大大降低,生產(chǎn)能力已接近設(shè)計值現(xiàn)已實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、高效運行,各項工藝參數(shù)基本正常3)干熄焦技術(shù)在濟鋼的發(fā)展干熄爐底錐段將全部鑄石板改為耐磨、耐熱鑄板在斜風(fēng)道、熄焦室頂部、沉降室入口及擋塵墻等部位均采用不定形耐火材料,十分有利于干熄焦技術(shù)的大力推廣工藝除塵中的二次除塵器采用陶瓷多管除塵器,除塵效果良好,設(shè)備壽命長2.3 唐鋼唐山鋼鐵公司焦化廠4#、5#焦爐150t/h干熄焦裝置于2005年7月一次性裝紅焦投入運行,他標志著我國干熄焦技術(shù)裝備水平走向高效化、大型化、國產(chǎn)化該套干熄焦裝置采用了一系列當(dāng)代干熄焦工藝的先進技術(shù)和設(shè)備干熄焦裝備具備占地面積小,投資省,運行成本低的特點而達到這一特點單純的靠加高干熄槽的高度來實現(xiàn)是遠遠不夠的,而應(yīng)采取加大直徑的方法來增大干熄槽的容積因此應(yīng)選擇一個合適的高徑比根據(jù)資料顯示,第一、二、三代裝置的高徑比均在10以上而目前唐鋼干熄槽的高徑比為0.7是目前最合理的參數(shù),此參數(shù)保證了預(yù)存室450m3,冷卻室500m3,可實現(xiàn)投資的經(jīng)濟型,生產(chǎn)的低耗廢性和結(jié)構(gòu)的緊湊性。
唐鋼干熄焦采用了目前最先進的裝入裝置,在爐頂設(shè)置上下雙料斗及在倒錐形下料斗處特設(shè)置一個布料蠱這樣很好的解決了料層表面的凸型偏析現(xiàn)象,改變了冷卻氣的分布,更利于紅焦的冷卻鍋爐的四壁采用膜式水冷壁全懸吊結(jié)構(gòu),與以往的固定結(jié)構(gòu)相比,其膨脹度增大更利于熱量的回收而鍋爐用水為強制循環(huán)與自然循環(huán)相結(jié)合,保證了水的循環(huán)利用率為90%以上,降低了生產(chǎn)成本,實現(xiàn)了資源的合理利用為了進一步加大傳熱效果,充分回收熱量,蒸發(fā)器采用鰭片管式布置,增加了換熱面積,從而保證了鍋爐出口溫度小于180℃、外供蒸汽溫度450℃、壓力3.82MPa的重要生產(chǎn)指標過熱器一般布置在循環(huán)氣體溫度較高的地方,同時也是受循環(huán)氣體沖刷磨損比較嚴重的地方常會出現(xiàn)爆管,影響生產(chǎn)及企業(yè)效益唐鋼4#5#爐干熄焦采用的是杭州鍋爐廠設(shè)計的鍋爐為延長過熱器的使用壽命,鍋爐的過熱器上部管子表面添加了一層耐磨、抗沖刷擋片,這樣既使得過熱器壽命大幅度提高,降低了生產(chǎn)危險性,又不影響換熱,使熱量回收利用更充分次技術(shù)的應(yīng)用標準著我國鍋爐技術(shù)又上了一個新的臺階3 干熄焦技術(shù)的發(fā)展趨勢3.1 產(chǎn)業(yè)政策推動 隨著。
