干熄焦循環(huán)氣體對(duì)焦炭燒損影響分析

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1、第32卷第1期山東冶金Vol.32No.12010年2月ShandongMetallurgyFebruary2010?????????????????試驗(yàn)研究???????????干熄焦循環(huán)氣體對(duì)焦炭燒損的影響分析羅時(shí)政，康春清，祝仰勇，喬繼軍，徐瑞陽（濟(jì)南鋼鐵股份有限公司焦化廠，山東濟(jì)南250101）摘要：從空氣導(dǎo)入量、循環(huán)氣體中CO濃度的控制范圍、CO2高溫下與焦炭的反應(yīng)能力等方面分析了循環(huán)氣體各成分對(duì)焦炭燒損率的影響，循環(huán)氣體中O2、CO、CO2的濃度均對(duì)焦炭燒損有顯著的影響，尤其是CO2在溫度高于730℃時(shí)對(duì)焦炭的燒損率有直接的促進(jìn)作用，發(fā)生碳溶反應(yīng)。并通過焦炭燒損率小型試驗(yàn)進(jìn)行了確

2、認(rèn)，提出了在生產(chǎn)過程中可通過采用減小空氣導(dǎo)入量、適當(dāng)提高循環(huán)氣體中CO濃度、降低CO2濃度以及洗滌脫碳等預(yù)防控制措施，降低焦炭燒損率和提高焦炭產(chǎn)量。關(guān)鍵詞：干熄焦；循環(huán)氣體；焦炭燒損；空氣導(dǎo)入量中圖分類號(hào)：TQ522.16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004-4620（2010）01-0041-03時(shí)，CO2就會(huì)與熾熱的C反應(yīng)生成CO，造成焦炭質(zhì)量1問題的提出的減少。因此，需要重新認(rèn)識(shí)循環(huán)氣體對(duì)焦炭燒損目前建設(shè)投產(chǎn)的干熄焦裝置，一般都采取向循的影響。環(huán)氣體中連續(xù)導(dǎo)入空氣的措施，降低循環(huán)氣體可燃2循環(huán)氣體運(yùn)行工藝流程成分和補(bǔ)充循環(huán)氣體量損失。由于在裝爐過程中，空氣隨焦炭進(jìn)入干熄爐，與焦炭發(fā)生不完全

3、反應(yīng)，由循環(huán)風(fēng)機(jī)把經(jīng)過給水預(yù)熱器后115～130℃生成一氧化碳，隨著時(shí)間的積累，循環(huán)氣體中CO濃的惰性氣體送到干熄爐底部，通過鼓風(fēng)裝置，循環(huán)度隨之升高。當(dāng)部分循環(huán)氣體隨著焦炭的外排逸氣體均勻上升，穿過紅焦層，逆向流動(dòng)進(jìn)行熱交換，散到皮帶通廊時(shí)，會(huì)導(dǎo)致皮帶通廊中CO偏高，易產(chǎn)惰性氣體升溫到900～960℃成為高溫?zé)煔?，煙氣?jīng)生煤氣中毒和爆炸事故。所以，必須對(duì)循環(huán)氣體中過爐內(nèi)環(huán)形通道進(jìn)入一次除塵，分離粗顆粒焦粉后CO濃度進(jìn)行控制，目前主要措施就是進(jìn)行空氣導(dǎo)入進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行熱交換，溫度降至160～180℃的和充氮兩種方法，將CO燒掉或稀釋，降低其含量。循環(huán)氣體再進(jìn)入二次除塵，進(jìn)一步分離細(xì)顆粒焦粉

4、目前國內(nèi)干熄焦工藝設(shè)計(jì)中的焦炭燒損率為后，由循環(huán)風(fēng)機(jī)送入給水預(yù)熱器冷卻至約115～＜0.9%。對(duì)于焦炭燒損的現(xiàn)象，普遍有這樣一種認(rèn)130℃，再進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)，進(jìn)行下一次循環(huán)。余熱鍋?zhàn)R：通入空氣的位置選擇在干熄爐內(nèi)環(huán)形通道，燃爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽供汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。燒主要發(fā)生在一次除塵入口、鍋爐入口等設(shè)備內(nèi)，干熄焦工藝流程如圖1所示。同時(shí)燒掉的絕大多數(shù)是焦粉和可燃?xì)怏w，因此對(duì)焦炭的燒損影響不大；而且將焦粉燒掉，還能增加蒸1汽產(chǎn)量、多發(fā)電，因此效益更大。2上述認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)是認(rèn)為CO易產(chǎn)生煤氣中毒和43爆炸事故，通入空氣將CO燒掉變成CO2，而CO2是惰6性氣體，不會(huì)發(fā)生爆炸，也不會(huì)對(duì)焦炭燒損造成影響

5、。然而這種認(rèn)識(shí)忽略了一個(gè)問題：即CO752與焦炭在高溫下也會(huì)發(fā)生反應(yīng)。表1列出了不同溫度下1—干熄爐；2—1DC；3—鍋爐；4—2DC；CO5—循環(huán)風(fēng)機(jī)；6—給水預(yù)熱器；7—旋轉(zhuǎn)密封閥。2反應(yīng)的吉布斯自由能。圖1干熄焦系統(tǒng)工藝流程簡圖表1不同溫度下CO2反應(yīng)的吉布斯自由能溫度/℃5306006307307508303循環(huán)氣體對(duì)焦炭燒損的影響分析ΔG/（kJ·mol-1）29.15416.59211.224-6.600-10.152-24.316從表1可以看出，CO2反應(yīng)的吉布斯自由能在在干熄焦的生產(chǎn)運(yùn)行過程中，由于循環(huán)氣體中730℃時(shí)為-6.600kJ/mol。當(dāng)溫度達(dá)到730℃以上不斷導(dǎo)入

6、空氣，從而導(dǎo)致了焦炭燒損，甚至影響焦炭的單爐產(chǎn)量。循環(huán)氣體經(jīng)換熱除塵后，從干熄爐收稿日期：2009-09-28底部進(jìn)入，與自上而下的熾熱焦炭進(jìn)行逆流換熱，作者簡介：羅時(shí)政，男，1962年生，2007年畢業(yè)于中南財(cái)經(jīng)大學(xué)氣體中CO2與焦炭發(fā)生碳溶反應(yīng)，生成CO，帶有大EMBA研究生班?，F(xiàn)為濟(jì)鋼焦化廠廠長，高級(jí)經(jīng)濟(jì)師，從事焦化工藝技術(shù)及管理工作。量CO的循環(huán)氣體進(jìn)入環(huán)形風(fēng)道，然后與空氣導(dǎo)入412010年2月山東冶金第32卷孔進(jìn)入的空氣混合，CO與空氣中的O2反應(yīng)生成鋼管將循環(huán)氣體通入馬弗爐內(nèi)。焦炭在馬弗爐內(nèi)CO2，從而降低了循環(huán)氣體中的CO濃度，使其保持的堆置為中間高、兩邊低。在一個(gè)安全范圍，然

7、后進(jìn)行下一循環(huán)。4.1試樣制備3.1空氣導(dǎo)入量對(duì)焦炭燒損率的影響按GB/T4000－1996《焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度在干熄焦操作過程中，不斷導(dǎo)入空氣，而導(dǎo)入試驗(yàn)方法》規(guī)定的取樣方法，按比例取粒度＞25mm空氣中的O2與循環(huán)氣體中CO接觸時(shí)，發(fā)生化學(xué)反的焦炭20kg，棄去泡焦和爐頭焦。用顎式破碎機(jī)破應(yīng)生成CO（22CO+O2=2CO2），而氣體中的CO2又與熾碎、混勻、縮分出10kg，再用φ25mm、φ21mm