一種干、濕結(jié)合的熄焦方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域，特別屬于一種干、濕結(jié)合的熄焦方法。
【背景技術(shù)】
[0002]焦炭生產(chǎn)過(guò)程中，煤在炭化室煉成焦炭后需及時(shí)從炭化室推出，紅焦推出時(shí)溫度在1000°C左右，為避免焦炭燃燒并適于運(yùn)輸和貯存，不能直接送往高爐煉鐵，必須將紅焦溫度降低，其過(guò)程通常稱為“熄焦”。通過(guò)采用噴水將紅焦溫度降低到300°c以下，即所謂的濕熄焦。通過(guò)采用氮?dú)庋h(huán)將紅焦溫度降低到300°C以下，即所謂的干熄焦。
[0003]濕熄焦又分為低水分熄焦和壓力蒸汽熄焦，所謂低水分熄焦過(guò)程中，通過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)的噴頭以及不同的水壓往一點(diǎn)定位熄焦車內(nèi)噴水使紅焦熄滅。水流經(jīng)過(guò)焦炭固體層后，再經(jīng)過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)的凹槽或孔流出，足夠大的水壓使水流迅速通過(guò)焦炭層，達(dá)到熄焦車的底板，并快速流出熄焦車。當(dāng)高壓水流經(jīng)過(guò)焦炭層時(shí)，短期內(nèi)產(chǎn)生大量的蒸汽，瞬間充滿了整個(gè)焦炭層的上部和下部，使焦炭窒息。所謂壓力蒸汽熄焦系統(tǒng)主要由工藝管道、水泵、熄焦槽、旋風(fēng)分離器、余熱鍋爐以及控制系統(tǒng)等組成。在壓力蒸汽熄焦過(guò)程中，紅焦由炭化室推人下部具有柵板的熄焦槽內(nèi)，裝滿紅焦的熄焦槽蓋好后移至熄焦站，然后有控制地通人熄焦水，水從熄焦槽上部的蓋子處通入，水與紅焦接觸產(chǎn)生的蒸汽強(qiáng)制向下流動(dòng)而穿過(guò)焦炭層，使焦炭進(jìn)一步冷卻，同時(shí)所夾帶的水滴進(jìn)一步氣化。采用壓力蒸汽熄焦可得到壓力為
0.05 MPa的水蒸氣和少量的水煤氣，該氣體由熄焦槽下部引出，溫度300-350°C，經(jīng)旋風(fēng)分離器除去所夾帶的焦粉后，送至余熱鍋爐回收熱量后再經(jīng)水洗分離出水煤氣。
[0004]上述兩種較先進(jìn)的濕熄焦工藝，雖然在某些方面緩解了傳統(tǒng)濕熄焦的缺點(diǎn)，但不足也非常明顯:一是濕熄焦浪費(fèi)紅焦大量顯熱，即使壓力蒸汽熄焦，由于在紅焦區(qū)加水產(chǎn)生蒸汽，煤氣回收量低于蒸汽產(chǎn)量的20%，在焦炭低溫區(qū)出氣，其熱回收量和品位相對(duì)較低。特別是低水分熄焦過(guò)程為敞開(kāi)式，仍有大量的粉塵隨產(chǎn)生的蒸汽放空，熄焦過(guò)程對(duì)環(huán)境造成了污染。二是濕熄焦時(shí)紅焦急劇冷卻會(huì)使焦炭裂紋增多，焦炭質(zhì)量降低，焦炭水分波動(dòng)較大，不利于高爐煉鐵生產(chǎn)；
在干熄焦工藝過(guò)程中，紅焦從干熄爐頂部裝入，低溫惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐冷卻段紅焦層內(nèi)，吸收紅焦顯熱，冷卻后的焦炭從干熄爐底部排出，從干熄爐環(huán)形煙道出來(lái)的高溫惰性氣體流經(jīng)干熄焦工藝鍋爐進(jìn)行熱交換，鍋爐產(chǎn)生蒸汽用于發(fā)電等，冷卻后的惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)重新鼓入干熄爐，惰性氣體在封閉的系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用(工藝流程詳見(jiàn)附圖1)。
[0005]干熄焦工藝在節(jié)能、環(huán)保和改善焦炭質(zhì)量等方面優(yōu)于濕熄焦，但仍存在如下不足:一是高溫循環(huán)的氮?dú)庥捎跓崛菪?，循環(huán)氣體量大(1.3匪3/kg焦)，且循環(huán)風(fēng)機(jī)入口溫度高(130°C )，使氣體循環(huán)過(guò)程的動(dòng)力消耗高，設(shè)備的投資較大。二是由于氣體循環(huán)系統(tǒng)負(fù)壓段會(huì)漏進(jìn)少量空氣，O2通過(guò)紅焦層就會(huì)與焦炭反應(yīng)生成CO，隨著循環(huán)次數(shù)的增多，循環(huán)氣體里CO濃度愈來(lái)愈高。焦炭殘存揮發(fā)分H2、CO、CH4等易燃易爆成分也在析出，容易造成循環(huán)氣體的不安全運(yùn)行。三是紅焦的顯熱轉(zhuǎn)化為循環(huán)氣顯熱和蒸汽顯熱等，熱量逐級(jí)衰減，浪費(fèi)了大量紅炭的高位熱能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種干、濕結(jié)合的熄焦方法。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，該干、濕結(jié)合的熄焦方法包括裝入熄焦?fàn)t的紅焦，隨著排焦的進(jìn)行逐漸下降到冷卻段，在冷卻段紅焦通過(guò)與熄焦?fàn)t底部上來(lái)的水蒸汽接觸進(jìn)行換熱，部分水蒸汽在焦炭的表面與炭進(jìn)行吸熱的氣化反應(yīng):
H2CHC== CCHH2 - 122.67KJ/mol
與上行氣體熱交換和煤的氣化反應(yīng)吸熱的結(jié)果，使紅焦溫度迅速下降，生成的煤氣與未反應(yīng)的水蒸汽則被紅焦加熱至800-850°C，從熄焦?fàn)t上部的集氣室排出，經(jīng)除塵器除塵后，進(jìn)入余熱鍋爐回收熱量后溫度降至300°C，再經(jīng)省煤器降溫至120°C進(jìn)水洗冷卻塔降溫，出水洗冷卻塔后35°C的煤氣，由風(fēng)機(jī)送往作醇、氨工序做原料氣，出余熱鍋爐的高溫氣體通過(guò)余熱鍋爐副產(chǎn)蒸汽可用作發(fā)電，紅焦經(jīng)降溫后隨出焦過(guò)程不斷下行并繼續(xù)降溫，溫度降至300-35(TC左右時(shí)，進(jìn)入熄焦?fàn)t下部帶有封氣功能的水封裝置，通過(guò)息焦水管噴入息焦水，焦炭在與水接觸產(chǎn)生大量上行的水蒸汽，控制短的水、炭接觸時(shí)間，保持出水封裝置后焦炭的溫度150°C以上，以將殘存水分蒸干，出熄焦?fàn)t的焦炭再經(jīng)振動(dòng)給料器、旋轉(zhuǎn)密封閥、溜槽排出，然后由專用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出。
[0008]本發(fā)明的有益效果:
1、與濕法熄焦相比，對(duì)絕大部分紅焦的顯熱以高溫煤氣和高溫蒸汽的形式進(jìn)行了回收，該部分氣體通過(guò)廢熱鍋爐副產(chǎn)蒸汽用于發(fā)電，其中的煤氣可用作甲醇與合成氨的原料氣。熄焦過(guò)程為封閉的，沒(méi)有大量的蒸汽和粉塵放空，減少了熄焦過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染。
[0009]2、與壓力蒸汽熄焦相比，熄焦過(guò)程是在熄焦?fàn)t而不是在焦炭轉(zhuǎn)運(yùn)的熄焦槽內(nèi)完成的，焦炭是在熄焦?fàn)t下部350°C左右時(shí)接觸水，因此，下部屬于“濕法”熄焦過(guò)程。焦炭由于接觸水的溫度低，沒(méi)有壓力蒸汽熄焦過(guò)程紅炭接觸水的急劇冷卻的現(xiàn)象，避免了焦炭增加裂紋，可提高焦炭質(zhì)量，焦炭水分波動(dòng)較小，有利于高爐煉鐵生產(chǎn)。焦炭在水封區(qū)以上的空間內(nèi)，主要由氣體溫度提高或煤氣反應(yīng)吸熱使焦炭降溫，屬“干法”熄焦過(guò)程。熄焦?fàn)t頂部出氣溫度800°C以上，熱回收品位高，熱回收量大。
[0010]3、與干法熄焦相比，由于熄焦過(guò)程的氣體產(chǎn)量只有氮?dú)庋h(huán)干熄焦的1/5，設(shè)備投資小，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，回收過(guò)程的動(dòng)力消耗低。過(guò)程運(yùn)行安全穩(wěn)定，不存在干熄焦因氣體循環(huán)使焦炭熱解生成的H2、CO、CH4等易燃易爆成分形成積累，而影響熄焦過(guò)程的安全運(yùn)行問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為干熄焦工藝流程圖圖2為本發(fā)明的工藝流程圖
圖中:1、息焦?fàn)t 2、冷卻段 3、集氣室 4、除塵器 5、余熱鍋爐 6、省煤氣7、水洗冷卻塔 8、風(fēng)機(jī) 9、水封裝置 10、息焦水管。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖2所示，該干、濕結(jié)合的熄焦方法包括裝入熄焦?fàn)tI的紅焦，隨著排焦的進(jìn)行逐漸下降到冷卻段2，在冷卻段2紅焦通過(guò)與熄焦?fàn)tI底部上來(lái)的水蒸汽接觸進(jìn)行換熱，部分水蒸汽在焦炭的表面與炭進(jìn)行吸熱的氣化反應(yīng):
H2CHC== CCHH2 -122.67KJ/mol
與上行氣體熱交換和煤的氣化反應(yīng)吸熱的結(jié)果，使紅焦溫度迅速下降，生成的煤氣與未反應(yīng)的水蒸汽則被紅焦加熱至800-850°C，從熄焦?fàn)tI上部的集氣室3排出，經(jīng)除塵器4除塵后，進(jìn)入余熱鍋爐5回收熱量后溫度降至300°C，再經(jīng)省煤器6降溫至120°C進(jìn)水洗冷卻塔?降溫，出水洗冷卻塔7后35°C的煤氣，由風(fēng)機(jī)8送往作醇、氨工序做原料氣，出余熱鍋爐5的高溫氣體通過(guò)余熱鍋爐副產(chǎn)蒸汽可用作發(fā)電。紅焦經(jīng)降溫后隨出焦過(guò)程不斷下行并繼續(xù)降溫，溫度降至300-350°C左右時(shí)，進(jìn)入熄焦?fàn)t下部帶有封氣功能的水封裝置9，通過(guò)息焦水管10噴入息焦水，焦炭在與水接觸產(chǎn)生大量上行的水蒸汽，控制短的水、炭接觸時(shí)間，保持出水封裝置9后焦炭的溫度150°C以上，以將殘存水分蒸干，出熄焦?fàn)t的焦炭再經(jīng)振動(dòng)給料器、旋轉(zhuǎn)密封閥、溜槽排出，然后由專用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種干、濕結(jié)合的熄焦方法，其特征在于該方法包括裝入熄焦?fàn)t的紅焦，隨著排焦的進(jìn)行逐漸下降到冷卻段，在冷卻段紅焦通過(guò)與熄焦?fàn)t底部上來(lái)的水蒸汽接觸進(jìn)行換熱，部分水蒸汽在焦炭的表面與炭進(jìn)行吸熱的氣化反應(yīng):H2CHC== CCHH2 - 122.67KJ/mol 與上行氣體熱交換和煤的氣化反應(yīng)吸熱的結(jié)果，使紅焦溫度迅速下降，生成的煤氣與未反應(yīng)的水蒸汽則被紅焦加熱至800-850°C，從熄焦?fàn)t上部的集氣室排出，經(jīng)除塵器除塵后，進(jìn)入余熱鍋爐回收熱量后溫度降至300°C，再經(jīng)省煤器降溫至120°C進(jìn)水洗冷卻塔降溫，出水洗冷卻塔后35°C的煤氣，由風(fēng)機(jī)送往作醇、氨工序做原料氣，出余熱鍋爐的高溫氣體通過(guò)余熱鍋爐副產(chǎn)蒸汽可用作發(fā)電；紅焦經(jīng)降溫后隨出焦過(guò)程不斷下行并繼續(xù)降溫，溫度降至300-35(TC左右時(shí)，進(jìn)入熄焦?fàn)t下部帶有封氣功能的水封裝置，通過(guò)息焦水管噴入息焦水，焦炭在與水接觸產(chǎn)生大量上行的水蒸汽，控制短的水、炭接觸時(shí)間，保持出水封裝置后焦炭的溫度150°C以上，以將殘存水分蒸干，出熄焦?fàn)t的焦炭再經(jīng)振動(dòng)給料器、旋轉(zhuǎn)密封閥、溜槽排出，然后由專用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種干、濕結(jié)合的熄焦方法，該方法包括裝入熄焦?fàn)t的紅焦，在冷卻段通過(guò)與熄焦?fàn)t底部上來(lái)的水蒸汽接觸進(jìn)行換熱，使紅焦溫度迅速下降，生成的煤氣與未反應(yīng)的水蒸汽則被紅焦加熱至800-850℃，從熄焦?fàn)t上部的集氣室排出，經(jīng)除塵器除塵后，進(jìn)入余熱鍋爐回收熱量后溫度降至300℃，再經(jīng)省煤器降溫至120℃進(jìn)水洗冷卻塔降溫，出水洗冷卻塔后35℃的煤氣，由風(fēng)機(jī)送往作醇、氨工序做原料氣，出余熱鍋爐的高溫氣體通過(guò)余熱鍋爐副產(chǎn)蒸汽可用作發(fā)電。具有充分利用余熱，減少環(huán)境污染的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C10B39-02, C10B39-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104830353
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510233408
【發(fā)明人】李東田
【申請(qǐng)人】李東田
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月10日