CN104830353A - 一种干、湿结合的熄焦方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种干、湿结合的熄焦方法，该方法包括装入熄焦炉的红焦，在冷却段通过与熄焦炉底部上来的水蒸汽接触进行换热，使红焦温度迅速下降，生成的煤气与未反应的水蒸汽则被红焦加热至800-850℃，从熄焦炉上部的集气室排出，经除尘器除尘后，进入余热锅炉回收热量后温度降至300℃，再经省煤器降温至120℃进水洗冷却塔降温，出水洗冷却塔后35℃的煤气，由风机送往作醇、氨工序做原料气，出余热锅炉的高温气体通过余热锅炉副产蒸汽可用作发电。具有充分利用余热，减少环境污染的优点。

Description

一种干、湿结合的熄焦方法
技术领域
本发明属于煤化工技术领域，特别属于 一种干、湿结合的熄焦方法。
背景技术
焦炭生产过程中，煤在炭化室炼成焦炭后需及时从炭化室推出，红焦推出时温度在1000℃左右，为避免焦炭燃烧并适于运输和贮存，不能直接送往高炉炼铁，必须将红焦温度降低，其过程通常称为“熄焦”。通过采用喷水将红焦温度降低到300℃以下，即所谓的湿熄焦。通过采用氮气循环将红焦温度降低到300℃以下，即所谓的干熄焦。
湿熄焦又分为低水分熄焦和压力蒸汽熄焦，所谓低水分熄焦过程中，通过专门设计的喷头以及不同的水压往一点定位熄焦车内喷水使红焦熄灭。水流经过焦炭固体层后，再经过专门设计的凹槽或孔流出，足够大的水压使水流迅速通过焦炭层，达到熄焦车的底板，并快速流出熄焦车。当高压水流经过焦炭层时，短期内产生大量的蒸汽，瞬间充满了整个焦炭层的上部和下部，使焦炭窒息。所谓压力蒸汽熄焦系统主要由工艺管道、水泵、熄焦槽、旋风分离器、余热锅炉以及控制系统等组成。在压力蒸汽熄焦过程中，红焦由炭化室推人下部具有栅板的熄焦槽内，装满红焦的熄焦槽盖好后移至熄焦站，然后有控制地通人熄焦水，水从熄焦槽上部的盖子处通入，水与红焦接触产生的蒸汽强制向下流动而穿过焦炭层，使焦炭进一步冷却，同时所夹带的水滴进一步气化。采用压力蒸汽熄焦可得到压力为0.05 MPa的水蒸气和少量的水煤气，该气体由熄焦槽下部引出，温度300-350℃，经旋风分离器除去所夹带的焦粉后，送至余热锅炉回收热量后再经水洗分离出水煤气。
上述两种较先进的湿熄焦工艺，虽然在某些方面缓解了传统湿熄焦的缺点，但不足也非常明显：一是湿熄焦浪费红焦大量显热，即使压力蒸汽熄焦，由于在红焦区加水产生蒸汽，煤气回收量低于蒸汽产量的20%，在焦炭低温区出气，其热回收量和品位相对较低。特别是低水分熄焦过程为敞开式，仍有大量的粉尘随产生的蒸汽放空，熄焦过程对环境造成了污染。二是湿熄焦时红焦急剧冷却会使焦炭裂纹增多，焦炭质量降低，焦炭水分波动较大，不利于高炉炼铁生产；
在干熄焦工艺过程中，红焦从干熄炉顶部装入，低温惰性气体由循环风机鼓入干熄炉冷却段红焦层内，吸收红焦显热，冷却后的焦炭从干熄炉底部排出，从干熄炉环形烟道出来的高温惰性气体流经干熄焦工艺锅炉进行热交换，锅炉产生蒸汽用于发电等，冷却后的惰性气体由循环风机重新鼓入干熄炉，惰性气体在封闭的系统内循环使用（工艺流程详见附图1）。
干熄焦工艺在节能、环保和改善焦炭质量等方面优于湿熄焦，但仍存在如下不足：一是高温循环的氮气由于热容小，循环气体量大（1.3NM3/kg焦）,且循环风机入口温度高（130℃），使气体循环过程的动力消耗高，设备的投资较大。二是由于气体循环系统负压段会漏进少量空气，02通过红焦层就会与焦炭反应生成C0，随着循环次数的增多，循环气体里CO浓度愈来愈高。焦炭残存挥发分H2、CO、CH4等易燃易爆成分也在析出，容易造成循环气体的不安全运行。三是红焦的显热转化为循环气显热和蒸汽显热等，热量逐级衰减，浪费了大量红炭的高位热能。
发明内容
本发明的目的是提供一种干、湿结合的熄焦方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，该干、湿结合的熄焦方法包括装入熄焦炉的红焦，随着排焦的进行逐渐下降到冷却段，在冷却段红焦通过与熄焦炉底部上来的水蒸汽接触进行换热，部分水蒸汽在焦炭的表面与炭进行吸热的气化反应：
H2O+C== CO+H2   - 122.67KJ/mol
与上行气体热交换和煤的气化反应吸热的结果，使红焦温度迅速下降，生成的煤气与未反应的水蒸汽则被红焦加热至800-850℃，从熄焦炉上部的集气室排出，经除尘器除尘后，进入余热锅炉回收热量后温度降至300℃，再经省煤器降温至120℃进水洗冷却塔降温，出水洗冷却塔后35℃的煤气，由风机送往作醇、氨工序做原料气，出余热锅炉的高温气体通过余热锅炉副产蒸汽可用作发电，红焦经降温后随出焦过程不断下行并继续降温，温度降至300-350℃左右时，进入熄焦炉下部带有封气功能的水封装置，通过息焦水管喷入息焦水，焦炭在与水接触产生大量上行的水蒸汽，控制短的水、炭接触时间，保持出水封装置后焦炭的温度150℃以上，以将残存水分蒸干，出熄焦炉的焦炭再经振动给料器、旋转密封阀、溜槽排出，然后由专用皮带运输机运出。
本发明的有益效果：
1、与湿法熄焦相比，对绝大部分红焦的显热以高温煤气和高温蒸汽的形式进行了回收，该部分气体通过废热锅炉副产蒸汽用于发电，其中的煤气可用作甲醇与合成氨的原料气。熄焦过程为封闭的，没有大量的蒸汽和粉尘放空，减少了熄焦过程对环境的污染。
2、与压力蒸汽熄焦相比，熄焦过程是在熄焦炉而不是在焦炭转运的熄焦槽内完成的，焦炭是在熄焦炉下部350℃左右时接触水，因此，下部属于“湿法”熄焦过程。焦炭由于接触水的温度低，没有压力蒸汽熄焦过程红炭接触水的急剧冷却的现象，避免了焦炭增加裂纹，可提高焦炭质量，焦炭水分波动较小，有利于高炉炼铁生产。焦炭在水封区以上的空间内，主要由气体温度提高或煤气反应吸热使焦炭降温，属“干法”熄焦过程。熄焦炉顶部出气温度800℃以上，热回收品位高，热回收量大。
3、与干法熄焦相比，由于熄焦过程的气体产量只有氮气循环干熄焦的1/5，设备投资小，工艺过程简单，回收过程的动力消耗低。过程运行安全稳定，不存在干熄焦因气体循环使焦炭热解生成的H2、CO、CH4等易燃易爆成分形成积累，而影响熄焦过程的安全运行问题。
附图说明
图1为干熄焦工艺流程图
图2为本发明的工艺流程图
图中：1、息焦炉   2、冷却段   3、集气室   4、除尘器   5、余热锅炉   6、省煤气   7、水洗冷却塔   8、风机   9、水封装置   10、息焦水管。
具体实施方式
如图2所示，该干、湿结合的熄焦方法包括装入熄焦炉1的红焦，随着排焦的进行逐渐下降到冷却段2，在冷却段2红焦通过与熄焦炉1底部上来的水蒸汽接触进行换热，部分水蒸汽在焦炭的表面与炭进行吸热的气化反应：
H2O+C== CO+H2  -122.67KJ/mol
与上行气体热交换和煤的气化反应吸热的结果，使红焦温度迅速下降，生成的煤气与未反应的水蒸汽则被红焦加热至800-850℃，从熄焦炉1上部的集气室3排出，经除尘器4除尘后，进入余热锅炉5回收热量后温度降至300℃，再经省煤器6降温至120℃进水洗冷却塔7降温，出水洗冷却塔7后35℃的煤气，由风机8送往作醇、氨工序做原料气，出余热锅炉5的高温气体通过余热锅炉副产蒸汽可用作发电。红焦经降温后随出焦过程不断下行并继续降温，温度降至300-350℃左右时，进入熄焦炉下部带有封气功能的水封装置9，通过息焦水管10喷入息焦水，焦炭在与水接触产生大量上行的水蒸汽，控制短的水、炭接触时间，保持出水封装置9后焦炭的温度150℃以上，以将残存水分蒸干，出熄焦炉的焦炭再经振动给料器、旋转密封阀、溜槽排出，然后由专用皮带运输机运出。

Claims (1)

1.一种干、湿结合的熄焦方法，其特征在于该方法包括装入熄焦炉的红焦，随着排焦的进行逐渐下降到冷却段，在冷却段红焦通过与熄焦炉底部上来的水蒸汽接触进行换热，部分水蒸汽在焦炭的表面与炭进行吸热的气化反应：
H2O+C== CO+H2  - 122.67KJ/mol
与上行气体热交换和煤的气化反应吸热的结果，使红焦温度迅速下降，生成的煤气与未反应的水蒸汽则被红焦加热至800-850℃，从熄焦炉上部的集气室排出，经除尘器除尘后，进入余热锅炉回收热量后温度降至300℃，再经省煤器降温至120℃进水洗冷却塔降温，出水洗冷却塔后35℃的煤气，由风机送往作醇、氨工序做原料气，出余热锅炉的高温气体通过余热锅炉副产蒸汽可用作发电；红焦经降温后随出焦过程不断下行并继续降温，温度降至300-350℃左右时，进入熄焦炉下部带有封气功能的水封装置，通过息焦水管喷入息焦水，焦炭在与水接触产生大量上行的水蒸汽，控制短的水、炭接触时间，保持出水封装置后焦炭的温度150℃以上，以将残存水分蒸干，出熄焦炉的焦炭再经振动给料器、旋转密封阀、溜槽排出，然后由专用皮带运输机运出。
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