李 明

（承德中灤煤化工有限公司，河北 承德 067002）

焦化廠紅焦直接氣化技術(shù)的氣體品質(zhì)高，出爐氣中CO+H2含量大于95%。節(jié)能效果明顯，氣化過程中有效利用焦炭顯熱。更環(huán)保，可將焦化產(chǎn)生的污水全部利用，做到焦化污水零排放。常壓固定床紅焦氣化的應(yīng)用推廣將影響現(xiàn)有焦化的大格局，為焦化企業(yè)帶來可觀的利潤。

1 氣化焦氣化技術(shù)的發(fā)展

氣化焦簡單來說就是一種工業(yè)生產(chǎn)物品，其中工廠在原有的焦碳煉制基礎(chǔ)上加入其他的成分，所使得炭衍生出新的產(chǎn)品。一般工人會依據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和人口需求選擇不同的材料進(jìn)行加入，大部分企業(yè)都會將無煙碳和石油焦等材料作為主要媒介，并其中放入一定的化學(xué)藥劑，將這些原碳材料進(jìn)行充分粘合，從而形成新的焦炭產(chǎn)品。這種宣傳方式并沒有在國家內(nèi)部取得明確的標(biāo)準(zhǔn)，許許多多的企業(yè)都是胡亂任意的進(jìn)行投放，導(dǎo)致制造的焦炭產(chǎn)品呈現(xiàn)出不同的生產(chǎn)特點(diǎn)，國家對焦炭產(chǎn)品也沒有明確的規(guī)定，多數(shù)企業(yè)都是加入一定的灰份，硫份，揮發(fā)份等，這些材料會對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，特別是大部分化學(xué)材料都蘊(yùn)含一定的氣化性，伴隨著炭的化學(xué)作用在不斷深化，氣化焦會呈現(xiàn)出不同的反應(yīng)強(qiáng)度。由于焦炭比其他的燃燒產(chǎn)品更具使用優(yōu)勢，特別是其內(nèi)部的揮發(fā)份產(chǎn)量較低，出現(xiàn)氣化廢水后，內(nèi)部的含酚量也相對較小，在處理焦油和水的過程之中也更加方便快捷，因此焦炭產(chǎn)品在化工業(yè)發(fā)展的初級階段就已經(jīng)被作為原料深度應(yīng)用。焦炭化工業(yè)發(fā)展之初，焦炭呈現(xiàn)出了無可比擬的材料優(yōu)勢，即使國家內(nèi)部沒有明確規(guī)定實(shí)際的添加規(guī)格，但是氣化原料早已被應(yīng)用在空氣發(fā)生爐之中，并對我國的焦炭化工業(yè)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。其操作過程如下:將焦炭加入到鍋爐之中之后，國有企業(yè)可以將干空氣作為其中的氣化藥劑，并將焦炭進(jìn)行氣化。產(chǎn)生氣體的主要構(gòu)成是氫氣和一氧化碳，但是工業(yè)企業(yè)在操作過程之中很容易出現(xiàn)問題，特別是把空氣作為氣化劑后爐內(nèi)的溫度控制便會出現(xiàn)困難，當(dāng)溫度過高時(shí)，爐內(nèi)的灰渣會出現(xiàn)燒結(jié)，嚴(yán)重情況下會損壞生產(chǎn)設(shè)備，甚至造成嚴(yán)重的質(zhì)量問題。為了控制出口的溫度，研究人員做出了一系列的變革。

2 紅焦顯熱回收

當(dāng)將焦炭推出焦?fàn)t時(shí)，焦炭的溫度通常很高。由于它的數(shù)量大和溫度高，散發(fā)出大量的顯熱。焦?fàn)t熱平衡的計(jì)算表明：紅焦炭產(chǎn)生的顯熱約占焦?fàn)t提供熱量的36%～40%。在正常情況下，一噸焦炭的顯熱約為14.65 億焦耳。對于年產(chǎn)1 萬噸焦炭的焦化廠，焦炭每年帶走的熱量為879×106百萬焦耳，相當(dāng)于3 萬噸標(biāo)準(zhǔn) 煤釋放的熱量。當(dāng)然，由于各種不可避免的熱量損失，紅焦炭的顯熱無法不可能全部回收。新的工業(yè)化焦炭熄焦方法一般可回收70%～78%的顯熱。即使以低限計(jì)算，它每年也可以收集615.3×106百萬焦耳的熱量。近年來，我國每年生產(chǎn)約3400 萬噸焦炭。如果采用新的熄焦方法回收熱量，則節(jié)能效果可觀。

例如在氣化劑中加入一定的水蒸汽，使得原有的溫度降至1100℃～1200℃。在整體的鋼鐵廠焦化生產(chǎn)之中許許多多的企業(yè)都廣泛的應(yīng)用了干熄焦技術(shù)，它能有效的控制生產(chǎn)過程之中的水氣排放，從而減少一些化學(xué)污染物的出現(xiàn)，氫化物、焦炭份塵都會造成空氣質(zhì)量的大幅下降，工人為了進(jìn)一步改善生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)質(zhì)量，可以有效的在焦炭生產(chǎn)之中運(yùn)用干熄焦技術(shù)替代原有的水熄焦技術(shù)，以上技術(shù)的更新拓展能夠有效的降低電力能耗，幫助化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)較大的能源運(yùn)用，除此之外，干熄焦技術(shù)有效的貫徹了節(jié)能減排政策，在我國的鋼鐵焦化廠內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了廣泛的拓展，進(jìn)一步對我國的環(huán)境保護(hù)做出了巨大貢獻(xiàn)。

3 排焦溫度高帶來的不良影響

工廠施工過程之中會因?yàn)椴僮鞑划?dāng)引發(fā)嚴(yán)重的生產(chǎn)問題，舉例來說，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用之中，如果不能有效的執(zhí)行干熄焦系統(tǒng)利用就會造成嚴(yán)重的設(shè)備損壞。工人在產(chǎn)品生產(chǎn)過程之中會使用較長時(shí)間的干熄焦系統(tǒng)，伴隨著惰性氣體與焦炭的不正常接觸以及一些工作人員的不恰當(dāng)處理，就會讓排焦溫度產(chǎn)生失控現(xiàn)象，國家對焦化廠的生產(chǎn)排料溫度具有明確的標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)文件指出，設(shè)計(jì)要求的最高排焦溫度不能超過205℃，溫度過高會產(chǎn)生以下惡劣現(xiàn)象:第一，當(dāng)溫度過高時(shí)，會使得運(yùn)輸過程的皮帶產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p壞，特別是焦炭在運(yùn)輸過程之中需要借助一定的輔助工具，大多焦炭被放置在傳送帶上，如果溫度過高，就會使得傳送帶的溫度也會逐漸上升，高溫的焦炭會讓皮帶產(chǎn)生一定的毀損，伴隨著運(yùn)輸時(shí)間的加長，這些毀損會逐步的擴(kuò)大，嚴(yán)重情況下還會發(fā)生皮帶斷裂現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的后果。第二，溫度過高時(shí)會使得紅焦熱回收功能不健全。簡單來說，排焦溫度過高會使得大量熱量堆積在焦炭上，而伴隨著焦炭的運(yùn)輸，焦炭內(nèi)部存儲的熱量也會被帶出生產(chǎn)系統(tǒng)，降低設(shè)備的工作效率和工作質(zhì)量。第三，溫度過高還會影響干熄爐的使用壽命和使用效果。焦炭的溫度過高也會毀損干熄爐的內(nèi)壁，甚至嚴(yán)重情況下還會導(dǎo)致干熄爐內(nèi)部的焦炭紅焦層下移，進(jìn)一步降低生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，干熄爐內(nèi)部因?yàn)闊崃坎痪鶆驎沟媒固康纳a(chǎn)率大大下降，受熱不均也會影響焦炭的成功率。排焦溫度的影響因素主要包括以下幾點(diǎn)：第一，干熄爐內(nèi)部紅焦會自上而下的進(jìn)行循環(huán)，冷卻氣體也是從下往上蔓延，紅焦與冷空氣在干熄爐內(nèi)部實(shí)現(xiàn)密切接觸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)溫度的轉(zhuǎn)換，但是在實(shí)際中的具體應(yīng)用卻不能有效推進(jìn)。第二，由于焦炭本身的原因，造成內(nèi)部受熱不均。特別是一些焦炭的堆積密度相對較大，那么其溫度變化情況也會受到影響。第三，焦炭與循環(huán)冷卻風(fēng)接觸的時(shí)間在爐內(nèi)也會具有明顯的差距，接觸時(shí)間不同，所造成的排焦溫度變化也會出現(xiàn)巨大差距。

4 紅焦氣化爐的特點(diǎn)及優(yōu)勢

紅焦汽化爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得其在化工業(yè)生產(chǎn)之中更具優(yōu)勢，他的出現(xiàn)是結(jié)合干熄爐、BGL 爐等優(yōu)勢具體研究出的新型焦化生產(chǎn)設(shè)備，該項(xiàng)設(shè)備沒有明顯的缺點(diǎn)，同時(shí)也不存在任何的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，在生產(chǎn)過程之中更加可靠安全。其主要原理是應(yīng)用其中的常壓氣化在生產(chǎn)過程之中有機(jī)結(jié)合，但是由于在爐中的物料溫度具有顯著差別，使得當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)過程之中與過去相比具有明顯的碳轉(zhuǎn)化率和氣化強(qiáng)度。舉例來說，紅焦氣化爐更加先進(jìn)科學(xué)，首先，紅焦氣化爐內(nèi)部具有更高的高溫氣體還原層，這一裝置的主要作用是幫助出爐器提高有效成分，從而加大CO 與氫氣的含量。其次，碳?xì)饣^程之中，該爐可以有效地加強(qiáng)焦炭顯熱，從而大幅度的降低氣化之中的原料消耗，節(jié)約能耗資源，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率。再而，這種氣化爐的造氣方式與傳統(tǒng)的氣化爐具有很大差別，連續(xù)常壓汽化是紅焦氣化爐的突出特點(diǎn)，還能有效的改善廢物排放狀況，降低空氣中的污染物含量，進(jìn)而有效地提高空氣質(zhì)量。紅焦氣化爐能夠有效的控制內(nèi)部材料之間的耦合程度，使得氫氣生產(chǎn)更加科學(xué)低耗。最后，該生產(chǎn)爐能夠有效地幫助工業(yè)生產(chǎn)降低廢氣廢水產(chǎn)生，特別是傳統(tǒng)生產(chǎn)模式之下，工業(yè)企業(yè)會產(chǎn)生大量的廢棄物，這些廢棄物會對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，紅焦氣化爐能夠有效地實(shí)現(xiàn)廢物利用，節(jié)約污水處理成本，幫助企業(yè)降低生產(chǎn)價(jià)格，實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

5 紅焦烘爐方案

5.1 干熄焦烘爐應(yīng)具備的條件

（1）紅焦運(yùn)輸設(shè)備，上料裝置和卸料裝置的所有單體均符合試運(yùn)行條件，系統(tǒng)聯(lián)動裝置也符合試運(yùn)行條件。焦炭冷負(fù)荷聯(lián)動試驗(yàn)合格，對準(zhǔn)控制和調(diào)試完成，動作可靠，輔助系統(tǒng)正常工作。

（2）干熄焦主體的測量，檢測和控制系統(tǒng)（溫度，壓力，流速，相關(guān)文件級別，限制等）已投入使用并可以正常工作。

（3）氣體循環(huán)系統(tǒng)風(fēng)扇及輔助設(shè)施已通過試運(yùn)行。風(fēng)扇的轉(zhuǎn)數(shù)和風(fēng)量可以正常調(diào)節(jié)，并且測量，檢測和控制系統(tǒng)（溫度，壓力，流量，振動等）已經(jīng)投入使用并且可以正常工作。

（4）干熄焦鍋爐清潔工作已完成，并由鍋爐檢查協(xié)會（Boiler Inspection Institute）認(rèn)證。鍋爐系統(tǒng)煉焦?fàn)t的每個(gè)單元都通過了測試。所有調(diào)節(jié)閥，截止閥和溢流閥均經(jīng)過安裝和調(diào)試，并且可以投入使用。測量，檢測和控制系統(tǒng)（溫度，壓力，流量等）已投入使用，并與中央控制室中的顯示保持一致。

（5）冷焦運(yùn)輸皮帶機(jī)系統(tǒng)、環(huán)境除塵、除鹽水站都應(yīng)試車合格，投入運(yùn)行。

5.2 紅焦烘爐實(shí)施方案

進(jìn)行紅焦烘爐過程之中，相應(yīng)工作人員需要遵循以下分配方案：第一，工人在開始生產(chǎn)之前，首先要檢查各項(xiàng)裝備的實(shí)際運(yùn)行狀況，確保內(nèi)部的各項(xiàng)工作設(shè)備符合正常的工作狀態(tài)，在開始工作之前，負(fù)責(zé)人員要檢修內(nèi)部的機(jī)械、電氣，保障生產(chǎn)安全。第二，工人在進(jìn)行烘爐之前要完成相映的準(zhǔn)備工作，例如將原有的干熄爐進(jìn)行堆砌，安裝相應(yīng)的堵板，并關(guān)閉鍋爐的人孔門，查看鍋爐的密封狀況，確保內(nèi)部的循環(huán)系統(tǒng)具有良好的氣密性。第三，再次檢驗(yàn)裝置循環(huán)系統(tǒng)的相應(yīng)功能，關(guān)閉爐內(nèi)的空氣導(dǎo)入孔，并將鍋爐底部的放水閥以及循環(huán)風(fēng)機(jī)底部的放水閥進(jìn)行打開，完成打開任務(wù)之后，有關(guān)人員要查看預(yù)存段的壓力調(diào)節(jié)狀況，確保爐蓋的閉合程度，進(jìn)而明確循環(huán)氣體管道上的工作問題。控制鍋爐的具體水位，確保其水位在-50mm 處。第四，裝入紅焦，并聯(lián)系主控室，通知相應(yīng)的工作人員控制設(shè)備，在鍋爐開始工作之后，負(fù)責(zé)人員要確保各項(xiàng)信息符合生產(chǎn)要求，一旦操作過程中出現(xiàn)問題，有關(guān)人員要及時(shí)的手動調(diào)整，避免因?yàn)椴徽，F(xiàn)象導(dǎo)致安全事故。

6 結(jié)語

節(jié)約能源，降低能源的消耗量是當(dāng)前國家和企業(yè)發(fā)展亟待解決的問題。目前從鋼鐵企業(yè)著手改革，實(shí)現(xiàn)鋼鐵焦化廠節(jié)能降耗的目標(biāo)。鑒于此，我們可以采取紅焦顯熱回收、減少焦?fàn)t散熱、降低蒸汽消耗、實(shí)現(xiàn)節(jié)能化管理等措施，增強(qiáng)鋼鐵焦化廠員工的節(jié)能降耗意識，在實(shí)際工作中根據(jù)企業(yè)的特點(diǎn)，運(yùn)用先進(jìn)的技能技術(shù)和科學(xué)的管理經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)冶金焦化的可持續(xù)發(fā)展。