毕 业 论 文论文题目： 干熄焦技术的发展及应用 系 别 专业班级 学生姓名 学 号 指导教师 日 期 目 录摘 要11 干熄焦技术的特点及发展概况21.1 干熄焦技术的发展概况21.2 工艺技术特点32 国内干熄焦工艺应用情况42.1 宝钢52.2 济钢62.3 唐钢73 干熄焦技术的发展趋势93.1 产业政策推动93.2 设备的国产化与规模的大型化93.3 制约干熄焦技术推广的因素10结束语11参考文献12致 谢13 摘 要 在钢铁工业中，干熄焦技术是具有较显著节能增效的技术措施。干熄焦是利用惰性气体在密闭系统中将红焦熄灭，并与红焦换热，可回收80%的红焦显热。利用回收余热进行蒸汽发电可补充生产用电，实现了资源的综合利用。在炼铁生产上干熄焦与湿熄焦相比，可降低焦比降低生产成本，提高高炉生产能力，焦炭的冷强度M40将提高约3%，热强度将提高2%。因此，干熄焦工程投产后，不仅能有效的减少粉尘污水排放，还可以节约生产成本降低能耗，经济效益和社会效益都十分可观。关键词：干熄焦；发展；应用1 干熄焦技术的特点及发展概况1.1 干熄焦技术的发展概况干法熄焦简称干熄焦（CDQ），是相对于湿熄焦而言的采用惰性气体熄灭赤热焦炭的一种熄焦方法。干熄焦能回收利用红焦的显热，改善焦炭质量，减轻熄焦操作对环境的污染。 干熄焦起源于瑞士，最早的干熄焦装置是1917年瑞士舒尔查公司在丘里赫市炼焦制气采用的。20世纪30年代起，前苏联、德国、日本、法国、比利时等许多国家也相继采用了构造各异的干熄焦装置。干熄焦装置经历了罐室式、多室式、地下槽式、地上槽式的发展过程，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的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，实现了连续稳定的热交换操作。20世纪70年代，全球范围内的能源危机进一步推动了干熄焦技术的发展。日本首当其冲，在能源短缺、节能呼声高涨的背景下，从前苏联引进干熄技术和专利实施许可，经过消化移植，在大型化、自动化和环境保护措施等方面有所发展。到了20世纪90年代，日本建成投产了单槽处理能力为56-200t/h的多种规模的干熄焦装置39套，干熄焦率约占日本高炉焦用量的80%，是干熄焦装置应用最多的国家之一。目前，日本新日铁、NKK、德国蒂森、斯梯尔、奥托公司在干熄焦技术上处于领先水平。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，处理能力和装置的先进性超过前苏联，并形成了各自的特点。除前苏联、日本、德国拥有干熄焦装置外，印度、韩国、波兰、罗马尼亚、巴西、土耳其、尼日利亚和我国都相继建成了干熄焦装置。1.2 工艺技术特点出炉红焦显热约占焦炉能耗的35%-40%，干熄焦可回收80%的红焦显热，平均每熄1t焦炭可回收3.9-4.0MPa、450蒸汽0.45-0.55t。据日本新日铁对其企业内部包括干熄焦、高炉炉顶余压发电等所有节能项目效果分析，结果表明干熄焦装置节能占总节能的50%。可以说，干熄焦在钢铁企业节能项目中占有举足轻重的地位。干熄焦与湿熄焦相比，避免了湿熄焦急剧冷却对焦炭结构的不利影响，其机械强度、耐磨性、真比重都有所提高。M40提高3%-6%，M10降低0.3%-0.8%，反应性指数CRI明显降低。冶金焦炭质量的改善，对降低炼铁成本、提高生铁产量、高炉操作顺行极为有利，尤其对采用喷煤技术的大型高炉效果更加明显。前苏联大高炉冶炼表明，采用干熄焦炭可使焦比降低2.3%，高炉生产能力提高1%-1.5%。同时在保持原焦炭质量不变的条件下，采用干熄焦可扩大弱粘结性煤在炼焦用煤中的用量，降低炼焦成本。常规的湿熄焦，以规模为年产焦炭100万吨焦化厂为例，酚、氰化物、硫化氢、氨等有毒气体的排放量超过600t，严重污染大气和周边环境。干熄焦则由于采用惰性气体在密闭的干熄槽内冷却红焦，并配备良好有效的除尘设施，基本上不污染环境。另一方面，干熄焦产生的生产用汽，可避免生产相同数量蒸汽的锅炉烟气对大气的污染，减少SO2、CO2排放，具有良好的社会效益。2 国内干熄焦工艺应用情况我国干熄焦技术的应用，始于上海宝钢。1985年，上海宝钢一期工程引进日本4*75t/h干熄焦装置并正式投产运行，这是我国最早引进投产的干熄焦装置。同年，上海浦东煤气厂引进前苏联270t/h干熄焦装置，并于1994年投产。1991年和1997年宝钢二期、三期采用日本技术的两组475t/h干熄焦，2001年首钢采用日本技术的165t/h干熄焦装置相继建成投产，2003年马钢的干熄焦工程被列入“九五”国家重大引进技术消化吸引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%以上的干熄焦装置。此外，武钢、鞍钢、昆钢、通钢等国内钢铁企业也都在进行干熄焦工艺的建设。迄今为止，国内已有17套干熄焦装置投入运行。首先，我国是产焦大国，焦炉多，且炉组生产能力不一，干熄焦装置应同炉组生产能力匹配，才能充分发挥资源和技术优势。起初我国引进的干熄焦装置以70t/h和75t/h两种规模为主，不能合理地与炉组生产能力匹配，且采用备用干熄焦方式，从而增加了不必要的建设投资，影响干熄焦经济效益。以年产焦量100万吨焦化厂为例，配置2*75t/h一组干熄焦装置，以湿熄焦备用，其处理能力富余20%；对年产焦量7080万吨焦化厂，仍配置275t/h一组干熄焦，处理能力富余高达50%，显然不合理，以干熄焦备用，能力富余更多，更不合理。因此，我国干熄焦装置必须根据生产能力形成系列，向大型化发展，开发100t/h以上处理能力的干熄焦成为趋势。以国外干熄焦大型化进行来看，只有干熄焦装置大型化、高效化，才能降低投资成本，提高投资效益，干熄焦水平才能上一个新台阶。第二，钢铁工业是国民经济中的能耗大户，随着国家能源价格的调整，能源消耗已占钢铁生产成本的30%左右。由于我国钢铁工业能耗较高，严重影响钢铁工业的竞争力，随着钢铁、能源价格与国际接轨，成为制约钢铁工业参与国际竞争的主要问题之一。因此，节能降耗成为自“九五”规划以来冶金全行业的工作重点。在钢铁联合企业中，炼铁系统（铁、炼、焦）占总能耗的50%以上，污染也是最严重的。因此，炼铁系统节能一直是冶金企业节能和环保的重点，而在炼铁系统中，最大的节能和环保技术措施当属干熄焦，干熄焦具有节能、环保、提高质量的三重效益。我国机焦生产能力达到9000万吨/a以上，其中冶金系统产焦能力达到6000万吨/a，但干熄焦率很低，建设干熄焦的市场需求很大。针对以上所述情况，近几年来，在国家冶金技术发展政策引导下，干熄焦作为重点节能推广项目已经得到冶金企业积极响应，继武钢140t/h干熄焦项目之后，马钢（125t/h）、涟钢（100t/h）、本钢（121t/h）、包钢（125t/h）等十几家企业曾计划在十五期间建设100t/h以上规模干熄焦装置。从这些在建和拟建项目中可以看出，大型化、高效化、国产化是干熄焦发展的必然趋势。我国自20世纪80年代引进干熄焦技术以来，在中间近20年缓慢发展之后，随着技术进步、节能降耗、市场竞争形势的要求，必将迎来一个新的建设高潮。2.1 宝钢 （1）基本概况我国第一套干法熄焦装置即宝钢干熄焦一期工程于1985年5月23日顺利投产，随后又进行了二、三期干熄焦工程。现共有12座处理能力为75t/h的干熄焦装置在安全、正常地运行着。（2）效益评估宝钢干熄焦自1985年5月23日投产至1998年5月31日，一、二、三期干熄焦共创造了如下经济实效：处理焦炭量3312万吨；产生蒸汽量1924万吨；发电量139347万kWH。在十几年的生产实践中，宝钢干熄焦装置进一步改进和完善，体现出如下特点：A、只建干熄焦，没有湿熄焦B、处理焦炭量之多在世界钢铁企业中名列前茅C、干熄焦设计投产由全盘引进到立足于国内2.2 济钢济钢干熄焦工程是原国家经贸委批准立项的节能环保示范工程，是回收红焦显热和改善操作环境的一项先进工艺技术。该工程1996年正式开工建设，1999年3月建成投产，工程总投资约2.3亿元。（1）设备情况济钢干熄焦工程是引进国外先进生产技术与关键设备，由乌克兰国家焦耐院和济钢设计院共同设计、合作制造，实现了对干熄焦技术、设备的消化、吸收，设备国产化率达到90%，实现了国产化，是我国第一套国产化干熄焦装置。济钢干熄焦工艺由焦炭熄焦系统、循环系统、锅炉发电系统和环境除尘系统组成。它包括2座70t/h的干熄炉、2座35t/h的余热锅炉、4台630kWh和800kWh循环风机、2台48t提升机等主要设备。设计年冷却焦炭110万吨，产蒸汽52万吨，发电3919万kWh。（2）生产运行情况济钢干熄焦由1999年3月开工以来，经过不断改进与完善，使设备故障率大大降低，生产能力已接近设计值。现已实现连续、稳定、高效运行，各项工艺参数基本正常。（3）干熄焦技术在济钢的发展干熄炉底锥段将全部铸石板改为耐磨、耐热铸板。在斜风道、熄焦室顶部、沉降室入口及挡尘墙等部位均采用不定形耐火材料，十分有利于干熄焦技术的大力推广。工艺除尘中的二次除尘器采用陶瓷多管除尘器，除尘效果良好，设备寿命长。2.3 唐钢唐山钢铁公司焦化厂4#、5#焦炉150t/h干熄焦装置于2005年7月一次性装红焦投入运行，他标志着我国干熄焦技术装备水平走向高效化、大型化、国产化。该套干熄焦装置采用了一系列当代干熄焦工艺的先进技术和设备。干熄焦装备具备占地面积小，投资省，运行成本低的特点。而达到这一特点单纯的靠加高干熄槽的高度来实现是远远不够的，而应采取加大直径的方法来增大干熄槽的容积。因此应选择一个合适的高径比。根据资料显示，第一、二、三代装置的高径比均在10以上。而目前唐钢干熄槽的高径比为0.7是目前最合理的参数，此参数保证了预存室450m3，冷却室500m3，可实现投资的经济型，生产的低耗废性和结构的紧凑性。唐钢干熄焦采用了目前最先进的装入装置，在炉顶设置上下双料斗及在倒锥形下料斗处特设置一个布料蛊。这样很好的解决了料层表面的凸型偏析现象，改变了冷却气的分布，更利于红焦的冷却。锅炉的四壁采用膜式水冷壁全悬吊结构，与以往的固定结构相比，其膨胀度增大更利于热量的回收。而锅炉用水为强制循环与自然循环相结合，保证了水的循环利用率为90%以上，降低了生产成本，实现了资源的合理利用。为了进一步加大传热效果，充分回收热量，蒸发器采用鳍片管式布置，增加了换热面积，从而保证了锅炉出口温度小于180、外供蒸汽温度450、压力3.82MPa的重要生产指标。过热器一般布置在循环气体温度较高的地方，同时也是受循环气体冲刷磨损比较严重的地方。常会出现爆管，影响生产及企业效益。唐钢4#5#炉干熄焦采用的是杭州锅炉厂设计的锅炉。为延长过热器的使用寿命，锅炉的过热器上部管子表面添加了一层耐磨、抗冲刷挡片，这样既使得过热器寿命大幅度提高，降低了生产危险性，又不影响换热，使热量回收利用更充分。次技术的应用标准着我国锅炉技术又上了一个新的台阶。3 干熄焦技术的发展趋势3.1 产业政策推动随着