探讨干熄焦工艺对焦炭质量的影响分析研究

探讨干熄焦工艺对焦炭质量的影响分析研究

钟新亮 ,李智超,许海涛

本钢板材焦化厂  辽宁省本溪市  117000

摘要：焦炭是重要的一种化工生产原材料，炼焦煤质量、预处理工艺、炼焦的过程均会影响焦炭的质量，逐渐增加的摊成碳成本提高了人们在焦炭质量方面的要求。湿熄焦工艺是常用的生产焦炭的方法，效果不佳，如今焦化厂中多应用干熄焦工艺，其能提高焦炭质量。本文主要分析了干熄焦工艺的流程、应用、干熄焦工艺和焦炭质量的关系以及提高干熄焦工艺的措施。

关键词：干熄焦工艺；焦炭质量；影响分析

引言：干熄焦工艺是新型的一种熄焦技术，目前广泛应用于焦化厂中，可以获得较好的节能效益。干熄焦工艺的主要是通过惰性气体冷却红焦，在提高经济效益和焦炭质量方面有重要作用。因此实际中需要对其进行深入的研究，以此通过调节干熄焦工艺达到调整、控制焦炭质量的效果，如果通过研究实践不断对干熄焦工艺进行完善，那么环保节能方面有巨大贡献。

一、干熄焦工艺流程分析

干熄焦的主要组成有干熄炉、焦罐车、装入装置、干熄焦锅炉单一、排焦装置、除尘地面站、提升机、水处理单元、电机车、一次除尘器、焦罐车组成，其中焦罐车的主要作用就是通过和其他的设备的相互配合将红焦输送到干熄炉中；装入装置的主要作用就是配合提升机输送红焦，提升机的主要作用是横移焦罐，并和装入装置之间相互配合，电机车的主要作用是对焦罐车产生牵引、制动作用，焦罐车的主要作用是通过电机车的牵引在焦炉、提升井架之间进行往返操作。干熄焦工艺主要是通过惰性气体在干熄炉中对红焦进行冷却的新型的工艺，通过装料装置红焦进入到干熄炉中，进行自上而下的运动，而惰性气体鼓入干熄炉的同时也进行自下而上的运动，红焦、惰性气体的逆向运动会有效降低红焦的温度，促使其从卸料装置排出。通过加热，惰性气体温度升高，经一次除尘器到达锅炉，生成水蒸气，冷区后会再次被送入干熄炉中。     

二、分析冶金行业中干熄焦工艺的应用

在工艺生产焦炭的时候，每1千克消耗的热量为三千二百六十千焦，湿熄焦工艺在实际应用中的人力消耗为一千四百八十千焦，占焦耗总量的百分之四十五，且湿熄焦工艺在实际应用中会产生水蒸气，其中含有大量的硫化物等有害物质，会对周边的环境造成影响。应用干熄焦工艺可以改善湿熄焦工艺的不足，避免动力煤燃烧污染环境，具有环保节能的作用。

三、干熄焦工艺在焦炭质量方面的影响

第一，焦粉率上升。以往的湿熄焦工艺主要通过水蒸气冷却，因此相较于干熄焦工艺其焦粉率相对较低。干熄焦工艺在实际应用中没有水蒸气，因此其焦粉率会明显升高。另外焦炭颗粒在干熄炉中彼此碰撞会导致焦粉的量越来越多，外加惰性气体较时空气的混入会导致干燥炉中的焦炭发生反应，引发焦炭脱落。焦粉率的升高会增加焦炭损耗，影响其生产效益。需要对此进行严格控制，最大程度降低空气含量，以此降低焦炭损耗，同时可以避免粉尘爆炸的发生。

第二，焦炭强度变化。焦炭质量的一个重要体现就是其强度，强度适中代表焦炭质量较好。如果焦炭的强度较大，就无法保证其在实际中能充分燃烧，不利于工业生产质量的提高；如果过小就容易在使用、运输中破碎。和湿熄焦工艺相比，干湿焦工艺在实际应用时不会用到水，湿熄焦工艺主要通过水蒸气和焦炭的接触达到冷却红焦的目的，干熄焦工艺中无需应用水蒸气，其应用的惰性气体冷却方式和焦炭在高温下也不会出现热接触反应，因此可以提高焦炭强度和质量。

第三，水分波动小。对焦炭质量进行衡量时，湿熄焦工艺在实际应用中，因需要通过水蒸气进行红焦的冷区，因此相对来讲会增加生产的焦炭的水分；而干熄焦工艺因无需用水，所以会对限制生产的焦炭中的水分，相较于湿熄焦工艺，其水分波动更小。相关研究对比干熄焦工艺和湿熄焦工艺，结果显示，和湿熄焦工艺相比，干熄焦工艺生产焦炭中的水含量比0.1%小，由此可以看出，干熄焦工艺生产的焦炭水分波动更低。

第四，均匀性提高。煤经过高温干馏才能变成焦炭，由于原煤在大小方面存在差异，因此制成的焦炭也存在大小不同的情况。形状大小不一的焦炭会导致资源浪费、降低资源使用率的同时污染环境。应用干熄焦工艺时，干熄炉中焦炭、惰性气体的热交换会冷却焦炭，而焦炭在干熄炉中在所难免的会发生碰撞导致大块焦炭开裂，形成小焦炭；而在干熄炉中也会磨平有棱角的焦炭，因此干熄炉不仅有冷却焦炭的作用，还可以通过其碰撞作用推动焦炭均匀性的提高。

第五，降低反应性。焦炭的反应性、气孔结构、表面致密性三者之间存在相关性，表面致密性较大焦炭的气孔就相对较小，其反应性也相对较低。反应性低的焦炭不容易和其他物质再生产中发生反应，因此可以有效避免改变其物质结构，大部分工业生产均倾向于选择反应性低的焦炭。应用干熄焦工艺的时候，无需水蒸气，因此冷却红焦的时候焦炭的气孔数量不会增加。另外焦炭会在预存室静置后进入干熄炉冷区，可以有效收缩焦炭的内部结构，缩小气孔的同时提高其表面致敏性，降低反应性。

第六，冷热强度的提高。温度变化幅度较大的时候，会改变焦炭的结构强度，而其强度和质量之间有正相关性。湿熄焦工艺在实际生产中由于焦炭和水蒸气接触会引发热接触反应，因此会改变其内部结构，增加其气孔数量的同时改变其结构紧密性，降低其冷热强度。而干熄焦工艺在实际生产中应用惰性气体冷却，可以有效避免上述问题，因此相对来讲，在焦炭冷热强度提高方面，干熄焦工艺效果更加。

四、如何提高干熄焦工艺

第一，改进排焦系统。主要的组成排焦系统的部分为电磁震动给料器、皮带、旋转密封阀、平板闸门，其是干熄焦系统中的一个重要装置，也是最重要的干熄焦、装焦后的工序。实际应用干熄焦工艺的时候，惰性气体、红焦在干熄炉中通过热交换达到冷却的目的，之后经排焦系统排出。排焦系统是关键的影响焦炭冷却后能否到达运输皮带的因素，需要保证其能自动、均匀、连续达到皮带，因此排焦系统的有效控制意义重大。

第二，优化干熄焦工艺中的冷却焦粉的装置。实际生产中，一次除尘器主要通过冷却套管的方式进行冷却，而冷却套管方式主要有两种，一种是单根套管，另一种是多管冷却装置，即三层套管。三层套管主要通过焦粉和流动水接触的方式达到换热的效果，最后到达出水箱，相对来讲三层套管冷却装置的重量较大，且且容易堵塞，因此在实际中可以应用新型的冷却装置，通过浮动式给水箱、固定式回水箱以及并联双层逆流套管的配合提高冷取的效率的同时达到降低设备重量的目的。且其应用具有清洗方便、检修仿版的特点，因此可以提高设备的实际应用寿命。

综上所述，工业生产中，最重要的原料就是焦炭，在对焦炭进行制造的时候，主要的目标就是降低成本，保证质量，但实际中较多因素均会影响焦炭的质量。在解决干熄焦工艺实际应用中存在的问题的同时对焦炭质量、干熄焦工艺的关系进行分析，旨在通过本次研究推动干熄焦工艺的发展，提高其生产效率。如果条件允许，在实际中需要尽可能应用此技术，以此对焦炭质量进行改善，并优化配煤比，降低成本。本次主要综述了焦炭质量、干熄焦工艺之间的关系和相互之间的影响，旨在推动干熄焦工艺的进步。

参考文献：

[1] 吴成林, 唐帅, 侯金朋,等. 不同熄焦方式对40 kg焦炉焦炭质量的影响[J]. 煤质技术, 2020, 35(2):27-33.

[2] 刘廷然, 李云婕, 庞健. 炼焦工艺过程对焦炭质量的影响分析[J]. 神州, 2020,11(8):292.

[3] 王超, 王甘霖, 梁金宝,等. 炼焦煤特性对焦炭粒度影响研究[J]. 鞍钢技术, 2021,9(6):12-16.

作者简介：

钟新亮（1984，10-），男，辽宁本溪，工程师学士，身份证号210522198410172018，

研究方向：焦炉空气过剩系数控制。