干熄焦节能技术规范编制说明干熄焦节能技术规范Word格式文档下载.docx
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4干熄焦优点和缺点
4.1优点
干熄焦与湿法熄焦相比能提高焦炭强度和降低焦炭反应性，对高炉操作有利，尤其对质量要求严大型高炉用焦炭，干熄焦更有优势（降低高炉燃料比、增加出铁比，提高炉顶温度，增加煤粉喷吹量），同时减少对大气造成污然。
（见表1）
干熄焦回收红焦废热产生蒸汽，可用于发电，避免了生产等量气燃煤而对大气污染（5-6t蒸汽需要1吨动力煤）。
对规模为100万t/a焦化厂而言，采用干熄焦技术，每年可以减少8-10万吨动力煤燃烧对大气污染。
相当于少向大气排放144吨-180吨烟尘、1280吨-1600吨SO2,尤其是每年可以减排10万吨-17.5万吨CO2。
采用干熄焦可以节水，宝钢平均每吨焦炭节水大于0.44吨。
采用干熄焦技术降低炼焦能耗50-60kgce/t焦。
表1干熄焦与湿式熄火对比
对环境影响
提高焦炭强度
排出粉尘（g/t焦炭）
气体（Nm3/t焦炭）
冷状态强度
高温反应后强度
湿式熄火
200-400
蒸汽大约700，CO和CO2约2
84.5
58.1
CDQ
<
3
无CO2排放
86
60.6
4.1.1提高焦炭质量
同湿法熄焦相比，避免了湿熄焦急剧冷却对焦炭结构不利影响，其机械强度、耐磨性、真比重都有所提高。
焦炭M40提高3％-8％，Ml0降低0.3％-0.8％，且焦炭热反应性（CSR、CIR）均有所改善，焦炭M40提高1％，这对降低炼铁成本，提高生铁产量极为有利，尤其对采用喷煤粉技术大型高炉效果更加明显。
炼铁焦比下降5千克/吨，产量则提高4％。
在保持原焦炭质量不变情况下，采用干熄焦可以降低强粘结性焦、肥煤配入量10-20%，有利于保护资源，降低炼焦成本。
4.1.2回收显热、节能降耗
同湿熄焦相比，干熄焦可回收利用红焦约83％显热，每干熄1t焦炭回收热量约为3.9-4.0MPa、450℃蒸汽0.45-0.55t。
而湿熄焦没有任何能源回收利用。
4.1.3降低有害物质排放，保护环境
湿熄焦产生大量酌酚、氰化合物和硫化合物等有害物质（每熄一吨红焦炭就要将0.5t含有大量酚、氰化物、硫化物及粉尘蒸汽）自由排放，严重腐蚀周围设备并污染大气，这些污染物占炼焦过程对外排放水污染物三分之一。
干熄焦采用惰性循环气体在密闭干熄炉内对红焦进行冷却，并配备良好有效除尘设施，可以免除对周围设备腐蚀和对大气污染。
干熄炉炉顶装焦及炉底排、运焦产生粉尘以及循环风机后放散气体、干熄炉预存段放散少量气体经除尘地面站净化后，以含尘量小于100mg/m3高净化气体排气。
见表2。
表2干熄焦工艺与湿熄焦工艺污染对比（kg/h）
生产方式
酚
氰化物
硫化物
氨
焦尘
一氧化碳
湿熄焦
33
4.2
7.0
14.0
13.4
21.0
干熄焦
无
22.3
4.2缺点
4.2.1干熄焦工艺不足在于熄焦过程中红焦与循环气体发生少量化学反应，要损失部分焦炭。
现阶段一般约损失0.3-0.8%，随着干熄焦工艺不断完善和改进，焦碳损失率正在逐渐降低。
4.2.2再就是这种工艺方式存在着投资大、设备机型大制造难、运行时间长、运行费用高、故障多生产保证差、安全保证难度大、除尘系统要求高等问题。
三、国内外干熄焦使用概况
1干熄焦（CDQ）起源
干熄焦（CDQ）起源于瑞士，最早干熄焦装置是1917年瑞士舒尔查公司在丘里赫市炼焦制气厂采用。
20世纪40年代，前苏联、德国、日本、法国、比利时等许多国家，相继研究干熄焦技术，采用了构造各异干熄焦装置，干熄焦装置经历了罐室式、多室式、地下槽式、地上槽式发展过程，由于处理能力都比较小，发生蒸汽不稳定、投资大等因素，这一技术长期未得到发展；
到了20世纪60年代，前苏联在干熄焦技术工业化方面取得了突破性进展，在切列波维茨钢铁厂建造了带预存室地上槽式干熄焦装置，处理能力达到52-56t/h。
这种带预存室地上槽式干熄焦工业装置解决了过去干熄焦装置发生蒸汽不稳定等问题，实现了连续稳定热交换操作。
70年代由于能源危机，促使了干熄焦技术得到长足发展。
目前，CDQ在向大型化方向发展，日本福山厂处理红焦能力已达到200t/h，产生蒸汽量为116.5t/h，小时发电量为34200kW。
德国单槽处理能力最大250t/h超大型干法熄焦装置也正在运行。
2国际上有代表性装置
国际上以日本新日铁、JFE、德国蒂森·
斯梯尔·
奥托公司干熄焦（开发了带冷却栅和冷却壁干熄焦装置）为代表技术较为先进。
这些公司在扩大干熄焦装置能力、改善冷却室特性、热平衡、物料平衡、自动化、环保等方面实现了最佳化设计，并形成了各自特点（见表3），
表3乌克兰、日本、德国干熄焦技术对比表
项目
乌克兰
日本
德国
处理能力，t/h
50、70
56~250
75~170
控制方式
三型仪表
三电一体化
气料比，m3/t
1500~1750
1200
1000
干熄焦槽形状
圆形
方形、带水冷栅和水冷壁
一次除尘器
有
装料料钟
吨焦能耗，kWh
22
17
13
开发时间
20世纪60年代
20世纪70年代
20世纪80年代
3发展方向
随着干熄焦技术推广应用，干熄焦设备高效化、大型化成为二十一世纪发展趋势。
日本相继开发设计并建成了单槽处理能力分别为110t/h、150t/h、180t/h、200t/h以上大型干熄焦。
干熄焦大型化，带来了工艺技术和装备一系列改进，使干熄焦技术发展到一个新水平。
4我国干熄焦发展概况
4.1干熄焦技术应用
我国干熄焦技术应用始于1985年，上海宝钢一期工程引进日本4×
75t/h干熄焦装置并投产。
同年，上海浦东煤气厂引进前苏联2×
70t/h干熄焦装置，并于1994年投产。
1991年和1997年宝钢二期、三期采用日本技术两组4×
75t/h干熄焦，
1999年济钢采用乌克兰技术2×
70t/h干熄焦，
2001年首钢采用日本技术1×
65t/h干熄焦装置，
2003年马钢干熄焦工程被列入“九五”国家重大引进技术消化吸收项目—干熄焦消化吸收创新“一条龙”项目工程，是国内第一条自行设计制造，国产化率达90%以上干熄焦装置。
此外，近几年武钢、鞍钢、昆钢、南钢、杭钢、涟钢、通钢等企业也都新建了干熄焦工艺。
4.2我国干熄焦技术应用发展
近几年我国干熄焦正向大型化和系列化发展，且干熄焦能力已居世界第一。
最新资料显示，目前我国在建和已投产干熄焦装置共125套，占我国机焦产能33.6%，相当于我国2007年钢铁工业耗焦总量42%。
表4我国投产干熄焦装置
企业名称
干熄焦能力，t/h
投产时间
技术来源
宝钢
宝钢一期
75t×
4
1985
新日铁
宝钢二期
1991
宝钢三期
1997
浦东
70t×
2
1994
济钢
1999
首钢
65t×
1
2001
首钢迁安
2007.12
武钢1号干熄焦
140t×
2003.12
马钢
125t×
2004
华泰
鄂钢
水钢
150t×
沙钢
鞍钢
昆钢
120t×
通钢
100t×
湘钢
攀钢煤化厂
145×
2006.1.26
南钢焦化厂
140×
2006.4.26
杭钢焦化厂
75×
2006.5.19
上海焦化有限公司
2006.6.5
涟钢焦化厂
1501×
2006.6.18
唐钢炼焦制气厂
150×
2006.6.26
合计
735×
6
4.2.1鞍钢1号干熄焦装置是鞍钢1号、2号焦炉配套项目，采用目前国内新型干熄焦技术，是世界上工艺及设备最先进干熄焦工程之一。
鞍钢干熄焦最大处理能力和排焦能力分别为140t/h和155t/h，年处理焦炭达100万t，设备国产化率达到90％以上。
按现有干熄焦处理规模，鞍钢每年可以减少8～10万t动力煤燃烧带来大气污染。
4.2.2济钢6、7号焦炉150t/h干熄焦工程引进了新日铁最新技术，国内首家采用高温高压自然循环锅炉，采用多项国内先进技术，配备世界最先进焦炉节能环保工艺。
工程由新日铁、首钢设计院联合设计，每小时可处理焦炭150t，产蒸汽86.3t，年干熄焦炭112万t，发电17600多万kW·
h，是目前国内规模最大干熄焦装置之一。
4.2.3沙钢干熄焦工程有1号、2号两座干熄焦工程，采用了高压余热锅炉技术；
焦罐提升卷扬机地面化，减少了主体钢结构；
大悬臂结构直接吊装焦罐等先进技术。
每座装置熄焦能力达140t/h，锅炉蒸汽量为91t/h，蒸汽压力高达12.8kPa，蒸汽温度为450℃，是目前国内自动化程度最高、锅炉压力最高一种新型干熄焦技术，也是世界上工艺及设备最先进干熄焦工程之一。
五、我国干熄焦装置情况及问题
纵观国内现有干熄焦工艺装置，包括多数国外干熄焦工艺装置，无一例外都是干熄炉设在地面。
装焦工艺设有高大提升运输井架。
装入焦罐红焦通过水平运输、垂直提升、再水平移动、垂直下放运输方式装入熄焦炉内。
这种工艺方式存在着投资大、设备机型大制造难、运行时间长、运行费用高、故障多生产保证差、安全保证难度大、除尘要求高等问题。
1干熄焦主要设备选择
1.1干熄炉本体设备：
（1）红焦运输设备：
红焦运输设备由电机车、焦灌、焦罐台车、焦罐旋转装置、APS自动对位装置。
（2）提升机：
提升机及其附属设备主要有卷扬机、走行台车及框架，缓冲器、提升导轨、电缆载架导轨、吊具、焦罐盖、限位开关及支架、平台、走梯等组成，另设有检修用电动葫芦。
（3）装入装置及平板闸门：
装入装置主要有料斗、衬板、料盅、积尘管道、焦罐固定支架、台车驱动装置、炉盖、台车导轨、水封罩、安全栏杆、给脂润滑设备等组成、驱动装置主要有行程限位开关等。
（4）排出装置：
检修闸板、振动给料器、旋转密封阀以及双叉溜槽组成。
（5）循环气体系统：
循环风机、供气装置等
1.2除尘设备
主要分为系统除尘设备及环境除尘设备
（1）系统除尘设备：
系统除尘设备主要包括一次除尘和二次除尘。
一次除尘为重力沉降型除尘，主要利用循环气体内含焦粉自身重力除尘。
设置于干熄炉与锅炉之间。
二次除尘为旋风除尘，二次除尘主要有单体旋风器、旋风子固定板、导气管固定板、外壳、下部灰斗及附属设备组成。
（2）环境除尘设备：
包括干熄炉本体环境除尘、炉前焦库除尘、筛焦楼除尘三个除尘站。
2干熄焦安全卫生、安全管理
干熄焦安全生产主要危险有害因素及存在部位见表5
表5主要危险有害因素及存在部位
危险有害因素
存在部位
火灾与爆炸
焦罐、干熄焦、余热锅炉、除尘器系统、加氨装置、汽机润滑油，变压器变压器油、压力容器、压力管道
电气
汽轮机、发电机、变压器及各类用电设备
机械
电机车、提升机、焦罐车、胶带运输机、各类泵电机
粉尘
装焦、排焦、胶皮带运输、除尘器设施、汽车运输
噪音
提升机、循环风机、干熄焦锅炉、汽轮机、发电机、泵类等
高处坠落
干熄焦、余热锅炉、汽轮发电机附属设施高处
高温
焦罐车、干熄焦、一次除尘器、余热锅炉、汽轮发电机
中毒与窒息
干熄炉、排焦装置、除尘装置
腐蚀
水处理系统（酸、碱、氨）、干熄焦系统内（烟气腐蚀）
3干熄焦过程污染源及控制
3.1有害气体
干熄焦污染源主要有：
焦炭在熄焦、排焦、转运、贮存过程散发出大量焦粉尘，以及NO2、SO2、CO、CO2等有害气体。
3.2焦粉尘
干熄焦生产过程尘源主要有：
熄焦槽顶装焦处，熄焦槽顶部预存室放散口，惰性气体循环风机放散口，熄焦槽底部排焦两岔溜槽，振动给料器，回转密封阀入口及排焦胶带落料处，转运站胶带机转运点等。
3.3干熄焦除尘系统
除尘器采用离线脉冲清灰方式。
由脉冲袋式除尘器净化后气体经风机及消声器、烟囱排至大气。
收集后粉尘汇集后送入粉尘贮仓，再经加湿搅拌机加湿后采用专用卸式汽车定期外运。
3..4筛焦楼及转运站除尘系统
筛焦楼及转运站除尘系统用于控制并捕集干熄焦焦炭在筛焦楼筛分、贮存及焦转运站转运过程散发大量焦粉尘。
除尘器采用离线脉冲清灰方式，滤料采用防静电材质，含尘烟气由脉冲袋式除尘器净化，再经风机及消声器排至大气。
六、标准初步框架
根据上述调研情况我们提出了初步标准框架。
总则
1.1为实现钢铁行业“节能减排”目标，提高干熄焦技术利用效率，节约耗水和能源，提高焦炭质量，干熄焦装置在建设、安装、使用过程中，必须严格执行国家安全生产方针政策以及环保规定及本规范。
1.2本规范规定了干熄焦装置参数选择和节能减排效果限制指标
1.3本规范具有干熄焦节能装置效果审核、判断作用。
术语和定义
干熄焦（CokeDryQuenching，简称CDQ）
焦罐提升机Cokecanisterhoist
旋转排出阀RotaryDischargeValve
干熄焦发电CokeDryQuenchingPower
强制循环干熄焦锅炉
3干熄焦原理及工艺路线
3.1原理
在干熄炉冷却段，焦炭向下流动，惰性循环气体向上流动，焦炭通过与循环气体进行热交换而冷却。
3.2工艺路线
3.2.1焦炭冷却流程
红焦焦罐车提升机装入装置干熄炉（炉内完成热交换）排焦装置转运站处理系统
3.2.2余热回收流程
惰性气体经循环风机鼓入干熄炉底干熄炉内与红焦逆流换热成高温惰性气体一次除尘器干熄焦锅炉（产生蒸汽）二次除尘器循环风机（加压、换热）（给水预热器冷却）返回干熄炉循环使用。
干熄炉系统设备
4.1旋转焦罐车
有圆形、方形，但为了充分利用焦罐容积及有利于焦炭均匀分布，推荐采用圆形。
4.2提升机
焦罐提升机与焦罐运载车、运载车夹紧对位装置（A．P．S）、焦炭装入装置均有联锁互动工艺要求。
4.3装入装置
装入装置由炉盖、台车和装入料斗台车组成。
4.4干熄炉主体
干熄焦炉体外表面应采取保温措施，减少表面散热，表面散热率不大于2.0%。
4.5排焦装置
4.5.1振动给料器
4.5.2旋转排出阀
由于设备是干熄炉唯一出口，应保证其长期稳定运行，且气密性要好。
4.6地面除尘站
5除尘系统
5.1干熄焦环境除尘
环境除尘主要处理干熄焦系统排出焦尘，应严格控制干熄炉装焦、排焦、转运、筛分、干熄炉预存室放散口以及循环气体放散口烟尘排放，并设置捕集装置，再送干熄焦环境除尘站处理。
一般选用布袋除尘器，除尘器除尘效率高低直接影响干熄焦生产过程中产生环保效果。
5.2排焦除尘
排焦可采用旋转密封阀连续排焦，确保其气密性，能封住排焦时产生烟尘，同时向排焦装置壳体内充入氮气，顶住炉内气体压力，避免循环气体向外窜漏。
5.3连接处漏气
为防止因开工、停工及温度波动产生胀缩使联接口处产生漏气，在干熄炉与一次除尘器之间及一次除尘器与干熄焦锅炉之间应设置高温补偿器，循环气体管路上也应设置了多个补偿器。
5.4惰性气体循环除尘
5.4.1一次除尘（气体含尘量小于）
高温惰性循环气体经过一次除尘分离粗颗粒焦粉后进入干熄焦锅炉进行热交换，除尘后含尘量小于12g/m3，焦粉颗粒直径小于1mm。
一次除尘设备设置于干熄炉与锅炉之间，一般为重力沉降型除尘。
5.4.2二次除尘
约160℃低温循环气体由锅炉出来，进入二次除尘器分离细颗粒焦粉，二次除尘设备一般为旋风除尘，从二次除尘器出来循环气体含尘量应不大于1g/m3。
5.5焦粉收集
环境除尘脉冲袋式除尘器收集粉尘、一次除尘器及二次除尘器从循环气体中分离出来焦粉，都由专门链式刮板机及斗式提升机收集在焦粉贮槽内，经加湿搅拌机加湿后采用专用卸式汽车定期外运。
5.6除尘站
除尘站一般设置二级除尘设备。
除尘器采用离线脉冲清灰方式，滤料采用防静电材质，含尘烟气由脉冲袋式除尘器净化，再经风机及消声器排至大气，排放口粉尘浓度应不大于100mg／m3。
验收评估
6.1干熄焦装置安装完工后，应由建设、设计、施工单位三方按国家现行有关标准、规范及行业标准联合进行工程施工验收。
6.2安装验收后，应进行粉尘和排放物检验，排放物应符合国家相关标准要求。
6.3设备投产后3个月，实际运行产能应达到设计值。
6.4干熄焦综合指标评估
6.4.1烧损率。
干熄焦整个系统密封性要好，漏气率要低于5%，循环气体可燃气体控制在安全范围之内，具体指标见表1。
6.4.2排焦温度需低于150℃。
6.4.3换热效率和气料比。
干熄炉热有效利用系数（不考虑焦炭燃烧放出热量）应不小于80%，余热锅炉热利用效率应不小于98%，干熄焦整个系统热利用系数应不小于83%。
气料比应不大于1200m3/t。
6.4.4干熄焦系统用水应实现循环用水，水重复利用率应不小于97%，外排水应符合国家GB13456—92标准中焦化行业标准要求。
6.5焦炭质量评价
6.6节能评价
干熄焦节能主要由回收红焦热量产生蒸汽量以及提高焦炭质量降低焦比节约能量组成．但必须扣除系统运行能耗和系统焦炭损失.
安全运行与维护
7.1新建干熄焦装置，在生产前一定要对干熄炉及一次除尘器耐火材料进行温风干燥，以除去耐火砖砌体水分。
7.2干熄焦设备应建立完整维护、保养、检修管理标准，确保设备安全稳定运行。
7.3建立完善《安全生产规章制度》、《安全生产职责》、《岗位作业标准》以及《安全生产检查制度》
7.4干熄焦系统特种设备使用应严格遵守国家相关法律、法规、技术标准及相关规定。
7.5对每台分析仪进行人工零点、量程校正，以保证系统测量精度，周期为1个月。
7.6定期对取样探头进行人工用中温中压蒸汽进行吹扫，周期为2星期。
由于循环气体温度一般为160-200℃，高温气体会在相对较冷探头表面结露。
七、拟对下列内容提出指标要求
1、采用设备，建议用方形罐还是圆形罐以及处理能力。
2.对设备建筑要求、安全要求、保温要求、换热效果要求。
3、对设备连接处密封要求，工艺流程顺畅要求。
4、对各种检测仪表、仪器精度要求，
5、对惰性气体使用要求、杂质含量控制要求、总量控制要求。
6、安全和环境保护具体要求。
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