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探析降低干熄焦烧损率的原因与对策

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  摘 要:通过分析干熄焦的工艺流程,查找干熄焦烧损率影响的影响因素,并采取有效措施控制影响烧损率的因素,从而有效降低了干熄焦的烧损率,提高了焦炭产量,为企业创造了经济效益,同时也延长了干熄焦装置的使用寿命和大修间隔时间。
  关键词:干熄焦;烧损率;原因;对策
  近年来,随着国家环保要求越来越高,对高污染行业的要求也越来越高,干熄焦技术有效降低了焦化厂在熄焦过程中引起的水污染和大气污染,因此越来越多的煤化工企业选择干熄焦装置,干熄焦焦炭已成为冶金焦炭的主要组成部分。但是干熄焦在使用过程中一个不容忽视的问题是烧损率。鞍山焦耐院设计的烧损率为0.9%,然而大部分煤化工企业干熄焦烧损率远远大于这个数。产能越高,烧损的焦炭就越多,严重影响了焦炭的产能和造成资源浪费,降低干熄焦烧损率刻不容缓。通过分析干熄焦的工艺流程,查找干熄焦烧损率影响的影响因素,并采取有效措施控制影响烧损率的因素,从而有效降低了干熄焦的烧损率,提高了焦炭产量,为企业创造了经济效益,同时也延长了干熄焦装置的使用寿命和大修间隔时间。
  1 干熄焦烧损的产生原因及影响因素
  1.1 干熄焦烧损的产生原因
  根据干熄焦的工艺流程可知,干熄焦气体循环系统在循环过程中会不断累积可燃气体,为了保证干熄焦操作者的安全,必须降低可燃气体含量不超标,一般采用导入空气法,来燃烧掉同时循环气体中的可燃气体,然而燃烧的不仅是可燃气体还有焦粉及小块径的焦炭,因此干熄焦在生产过程中烧损率的存在具有必然性。当导入空气量过大时,干熄焦的烧损率也就越大,如何控制空气导入量,让氧气只与可燃气体反应,由此可见,循环气体中的可燃气体、水蒸气含量和导入空气量是影响焦炭烧损率的关键因素。
  1.2 一氧化碳含量对焦炭烧损率的影响
  干熄焦生产过程中会发生碳的氧化还原反应,空气中的氧气O2与CO反应生成CO2,方程式为2CO+O2=2CO2。在高温炽热的环境中又可以与碳C发生反应生产CO。方程式为2C+O2=2CO。因此会增加焦炭的烧损。循环气体中要求CO含量应小于6%,根据反应方程的可逆性,在不超过上限的前提下,尽可能提高CO的含量。
  1.3 二氧化碳含量对焦炭烧损的影响
  导入空气量增加会不断提高CO及CO2在气体循环中的含量。在炽热环境中,CO2就会与焦炭反应,增加焦炭的烧损。
  1.4 水汽对焦炭烧损的影响
  水汽在炽热的环境中也可以与焦炭发生水煤气反应,方程式为C+H2O=CO+H2。如果干熄焦炉内漏入水汽,也会增加焦炭的烧损。
  2 降低干熄焦烧损的对策
  2.1 严格控制空气导入量
  根据以上分析可知影响焦炭烧损率的关键因素是导入的空气量,通过对循环气体中可燃气体含量的在线测定,在不超过上限的情况,实时调整空气的导入量,严格控制导入的空气过量,将可燃气体含量与导入空气量控制在一个最佳范围,适当提高氢气和一氧化碳的含量,可以起到降低烧损率的作用。实践表明把一氧化碳含量控制在4-6%之间,可有效降低焦炭烧损率。
  2.2 控制的预存段压力
  干熄焦炉预存段设计压力为0Pa,如果压力大于0Pa时,装焦时炉内会引起放爆,而压力小于0Pa时,会导致大量空气漏入干熄炉内,因此保持循环系统压力的稳定性十分重要。但保持0Pa的实际操作又十分困难。一般情况下将干熄焦炉预存段的压力控制为0-5Pa,这样可以提高锅炉入口循环气体温度,降低干熄焦系统的热损失,又可以提高可燃成分在循环气体中的含量,有效降低焦炭烧损。
  2.3 保持循环气体系统的气密性
  为了降低循环气体中氧含量,有效控制导入空气量,必须增加循环气体系统的气密性,特别是负压段易发生空气的漏入,会增加斜道区和冷却区的焦炭烧损量。因此必须对一次除尘的4个锥斗和循环气体系统的负压段进行密闭处理;一次除尘水冷套管有热胀冷缩会导致法兰连接处松动,易导致大量空气漏入,也会增加焦炭烧损。此外还需要用高温密封材料对叉型溜槽进行密闭处理。加强日常预检预修力度,发现泄露及时处理也使必要措施。
  2.4 严格控制焦炭的成熟度
  生焦装入干熄焦炉后会增加干熄焦爐内CO和H2的含量,也会加大导入空气量,必须保证焦炭的成熟度,加强焦炉的热工管理,有效控制焦炉的直行温度和横排温度,严禁出现生焦或过火焦。
  2.5 严格控制循环气体中CO2含量
  CO2含量增加,会导致焦炭发生炭融反应,增加焦炭烧损率,严重侵蚀焦炭表面,控制CO在一定浓度可有效降低CO2含量。一般生产过程中,将CO2含量控制在9%左右,可有效降低烧损率。
  3 结语
  本文通过分析焦炭烧损产生的原因及影响因素,针对每个制约因素又提出了切实可行的有效措施,在实际生产中可将焦炭烧损率由1.1%降低到0.9%,有效地提高了焦炭产量,增加锅炉的产汽量,增加了煤化工企业的经济效益,希望能为我国的干熄焦稳定生产提供借鉴。
  参考文献:
  [1]吕锐,李庆奎.焦炭烧损率测定及降低烧损率措施[J].燃料与化工,2018(49).
  [2]刘智江,史茂伟.降低干熄炉焦炭烧损率的措施[J].新疆钢铁,2017(4).
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