2015化工开题报告

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钢铁工业迅猛发展，必然导致焦化企业迅速扩张。据统计，我国2007年焦化企业共生产焦炭33554万t[1]，而80%的产量是采用湿法熄焦工艺装置。在湿法熄焦过程中产生大量的蒸汽排到大气中，其蒸汽中含有HCN、H2S、NH3、酚类及粉尘等大量有害物质[2]严重污染了环境，不仅有大量的热能被白白浪费，而且消耗了大量的熄焦水，另外对焦炭质量也有影响。随着世界能源短缺的不断加剧[3]和我国能源需求的快速增长，以及国家环保法规的不断完善，特别是对工业企业环境治理要求的不断提高，干法熄焦的节能和环保优势必然会得到充分发挥，焦化行业普及推广干熄焦技术势在必行。

与湿法熄焦相比干熄焦的特点如下：

(1)回收红焦显热

采用干熄焦可回收约80%的红焦显热，平均每熄1吨焦炭可回收3.9MPa、450℃蒸汽0.5t以上[4]，发达国家可产0.6t左右。日本新日铁株式会社曾对其企业内部包括干熄焦、高炉炉顶煤气压差发电等所有节能项目效果进行过分析，结果干熄焦装置节能占总节能的50%。

(2)减少环境污染

炼焦车间采用湿法熄焦，每熄1吨红焦炭就要将0.5t含有大量酚、氰化物、硫化物及粉尘的蒸汽抛向天空，严重地污染了大气及周围的环境[5]。这部分污染占炼焦对环境污染的三分之一。干熄焦则是利用惰性气体，在密闭系统中将红焦熄灭，并配备良好的除尘设施，基本上不污染环境。

(3)改善焦炭质量

干熄焦与湿熄焦相比，焦炭M40提高3-8个百分点，M10改善0.3-0.8个百分点[6]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的大型高炉效果更加明显。国际上公认: 大型高炉采用干熄焦焦炭可使其焦比降低2%，使高炉生产能力提高1%。

干熄焦与湿熄焦相比，确实存在着投资高及本身能耗高的问题，这是制约我国干熄焦技术发展的主要因素，也是我们一直想解决的问题。但干熄焦带来的经济效益、环境效益和节能效果完全可以抵消其投资高及本身能耗高带来的不足[7]

但近几年来，干熄焦工程推广进度并不快，全国需改造成干熄焦的焦炉约2200座左右，而至今投产的却不足100座[8]其原因虽然很多，但干熄焦的耐火材料达不到设计和使用年限，损毁严重，迫使干熄炉停产检修而造成业主经济损失是一大制约因素[9]。

干法熄焦简称干熄焦(COKE DRY QUENCHING，简称CDQ)是相对于用水熄灭炽热焦炭的湿熄焦而言的，其基本原理[10]闭路的循环系统内，利用惰性的循环气体，在干熄炉内与红焦换热从而冷却焦炭。吸收了红焦热量的惰性循环气体将热量传递给干熄焦锅炉产生中压(或高压)蒸汽，用于发电或供热。被冷却的惰性循环气体再由循环风机鼓入干熄炉冷却红焦。干熄炉结构图如图1所示。

干熄焦耐火材料主要用于干熄炉、一次除尘器等受冲刷和磨损的部位。初期的干熄炉和一次除尘器工作面层所采用的耐火材料仅是一种普通的耐火砖，从运行情况来看，干熄炉斜道区、冷却段耐火砖断裂、掉砖和磨损非常严重，每年的正常维修已无法保证干熄炉生产的需要，1年后就需大修更换[11]，耐火材料存在的诸多问题严重影响着干熄焦后续生产的正常进行。

宝钢1985年从日本新日铁引进4套75t/h干熄焦装置用于焦化生产，这是我国首次使用干熄焦装置。经过多年使用，设备运行良好，改善了焦化厂环境，经济效益高，各项指标都超过设计水平[12]。

鞍钢1号干熄焦系统是鞍钢1、2号焦炉的配套项目[13]，也是鞍钢重点环保技改项目，采用目前国内最新型的干熄焦技术，是世界上工艺及设备最先进的干熄焦工程之一。鞍钢干熄焦工艺流程由干熄和循环气体两大部分组成，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。

武钢焦化公司干熄焦系统是武钢重点环保效益工程[14]，焦炭干熄率达到93%以上。为使干熄焦装置尽快达产，武钢在引进先进工艺的基础上，自主开发兼容三电一体化的电器仪表控制系统，可使电机车定位精度达到±10mm水平。

攀钢干熄焦系统是攀钢焦炉异地大修工程重要配套项目之一，其处理能力为145t/h，主要设备国产化，整体系统包括干熄炉、锅炉、除尘系统以及相配套的各种设备，2006年4月开始按干熄率为100%组织生产[15]。

济钢6、7号焦炉150t/h干熄焦工程引进了新日铁的最新技术，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，产汽量86.3t/h，年干熄焦炭112万t，发电17600万kW•h，是目前国内规模最大的干熄焦装置之一[16]。

另外，唐钢、包钢、沙钢、莱钢、杭钢及本钢等相应的干熄焦项目也已投产运行。

工业化干熄焦装置虽然最早由乌克兰发明，但由于其设备处理能力、自动化控制水平及环境保护措施方面没有多大改进，因此其技术领先地位被在这些方面有很大突破的日本所取代。

日本的新日铁、NKK等公司建设的干熄焦单炉处理能力均达到200t /h以上，远远超过乌克兰的70t/h。他们在装焦装置上采用料钟布料，改进了鼓风装置位置和结构，采用旋转密封阀式连续排焦和旋转焦罐接焦等措施。在循环系统增加了节能设施，使气料比由1500时/t焦降至1200m 3/t 。这不但使单炉处理能力得以提高，而且大大降低了装置运行费用。在自动控制方面，实现了三电一体化，作到了全自动无人操作。

除尘方面采用了地面站、实现了无尘操作，日本的干熄焦技术不仅在日本被普遍采用，而且打人了德国和韩国以及我国市场。

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