一種非氣體的干熄焦方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非氣體的干熄焦方法，適用于焦炭裝置的焦炭出爐后的紅焦的廢熱利用，屬于節(jié)能減排新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前媳焦有兩種技術(shù):一是N2干媳焦技術(shù)，所謂干法媳焦(CokeDry Quenching,簡記為CDQ)，是用冷的氮?dú)膺@種惰性氣體與熾熱的焦炭在焦?fàn)t內(nèi)進(jìn)行熱交換，惰性循環(huán)氣體在干熄爐中冷卻紅焦后，吸收了紅焦熱量的高溫循環(huán)氣體經(jīng)一次除塵器除去粗顆粒焦粉后進(jìn)入鍋爐，鍋爐吸熱產(chǎn)生蒸汽，被冷卻的惰性循環(huán)氣體經(jīng)二次除塵器除去細(xì)顆粒的焦粉，再由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐繼續(xù)循環(huán)冷卻紅焦，是采用惰性氣體將紅焦冷卻的一種方法。冷卻后的惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)重新鼓入干熄爐，循環(huán)使用冷卻焦炭的循環(huán)氣體，在干熄爐冷卻室與紅焦進(jìn)行熱交換后溫度升高至900?950°C，經(jīng)干熄爐環(huán)形煙道排出干熄爐，高溫循環(huán)氣體經(jīng)過一次除塵器分離粗顆粒焦粉后進(jìn)入干熄焦鍋爐省煤器部位進(jìn)行熱交換，鍋爐產(chǎn)生蒸汽，溫度降至160°C的低溫循環(huán)氣體由干熄焦鍋爐出來，經(jīng)過二次除塵器進(jìn)一步分離出細(xì)顆粒焦粉后，由循環(huán)風(fēng)機(jī)送入熱管式換熱器冷卻至130°C，再進(jìn)入干熄爐循環(huán)使用，經(jīng)除鹽、除氧后約104°C的鍋爐用純水由鍋爐給水栗送往干熄焦鍋爐，經(jīng)鍋爐省煤器進(jìn)入鍋爐汽包，并在鍋爐省煤器部位與循環(huán)氣體進(jìn)行熱交換，吸收循環(huán)氣體的熱量，由于氣體循環(huán)系統(tǒng)負(fù)壓段會漏進(jìn)少量空氣，O2通過紅焦層就會與焦炭進(jìn)行反應(yīng)，生成CO 2，0)2在焦炭層高溫區(qū)又會還原成CO，隨著循環(huán)次數(shù)的增多，循環(huán)氣體里的CO濃度越來越高，焦炭熱解生成的H2、CO、CH4等也都是易燃易爆成分，因此干熄焦運(yùn)行中要控制循環(huán)氣體中可燃成分濃度在爆炸極限以下，一般需要采取兩種措施進(jìn)行控制:(I)連續(xù)地往氣體循環(huán)系統(tǒng)充入N2，對可燃?xì)怏w進(jìn)行稀釋，再放散掉相應(yīng)量的循環(huán)氣體；(2)連續(xù)往升溫至900?950°C的循環(huán)氣體中通入適量的空氣來燃燒掉增長的可燃成分，經(jīng)鍋爐冷卻后再放散掉相應(yīng)量的循環(huán)氣體；二是濕熄焦技術(shù)，攔焦車將焦炭導(dǎo)入熄焦車中送往熄焦塔用水冷卻熄火，一般是采用污水，水熄焦會有大量水蒸汽產(chǎn)生，污水中的大量有害物質(zhì)如酚類、氨氮、有機(jī)物會隨著污水的汽化帶入大氣，造成大氣污染，浪費(fèi)了大量水資源；目前國外開發(fā)了低水分熄焦工藝熄焦新技術(shù)，可以替代在工業(yè)上廣泛使用的常規(guī)噴淋式濕熄焦方式，它能夠控制熄焦后的焦炭水分，從而得到水分較低且含水量相對穩(wěn)定的焦炭。在低水分熄焦過程中，熄焦水先以正常流量的40?50%噴酒到熄焦車內(nèi)紅焦上(約10?20s)以冷卻頂層的紅焦，之后熄焦水以正常水量呈柱狀水流噴射到焦炭層上，大量的水流迅速穿過焦炭層到達(dá)熄焦車傾斜底板。水流在穿過紅焦層并在底層產(chǎn)生大量蒸汽快速膨脹并向上流動通過紅焦炭層，由下至上地對車內(nèi)焦炭進(jìn)行熄焦。根據(jù)單爐焦炭量和控制水分的不同，整個熄焦過程約需50?90s。熄焦后焦炭的水分可控制在2?4%。低水分熄焦工藝一般采用高位水槽供水，這樣可使每次熄焦的供水壓力和供水量都保持恒定，達(dá)到均勻熄焦和保持焦炭水分穩(wěn)定的目的，低水分熄焦工藝一般采用的廢水中的酚類、氨氮，有機(jī)物，還有少量軟瀝青容易堵塞噴頭，腐蝕相關(guān)設(shè)備。如果固定銨鹽脫出不好，會增加焦炭的灰分，主要是惡臭氣體無法控制，對人對環(huán)境都造成很大傷害，對焦線設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。
[0003]總之，干熄焦采用N2為熱媒通過強(qiáng)制對流傳熱方式進(jìn)行紅焦熱量的傳遞與交換，效率較低，氣體循環(huán)系統(tǒng)負(fù)壓段會漏進(jìn)少量空氣，O2通過紅焦層就會與焦炭進(jìn)行反應(yīng)，生成CO2, CO2在焦炭層高溫區(qū)又會還原成CO，隨著循環(huán)次數(shù)的增多，循環(huán)氣體里的CO濃度越來越高，焦炭熱解生成的H2、CO、CH4等也都是易燃易爆成分，因此干熄焦運(yùn)行中要控制循環(huán)氣體中可燃成分濃度在爆炸極限以下，一般需連續(xù)地往氣體循環(huán)系統(tǒng)充入N2，對可燃?xì)怏w進(jìn)行稀釋，制造隊(duì)能耗成本很高，系統(tǒng)除塵等系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜降低了系統(tǒng)可靠性，放散掉相應(yīng)量的循環(huán)氣體也會造成環(huán)境污染，和可燃?xì)怏w安全隱患；濕式熄焦顯然還是將紅焦的熱量變?yōu)閾]發(fā)的水蒸氣，散入大氣，浪費(fèi)了水資源，也是焦炭的質(zhì)量有所下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種非氣體的干熄焦方法，采用兩端密閉的紅焦冷卻準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行熄焦，由于抽力很低，外界空氣沒有進(jìn)入的動力，僅微量空氣隨焦炭輸送而進(jìn)入，不需要通入惰性氣體，如氮?dú)?，進(jìn)行可燃?xì)怏w稀釋，顯著降低了制備N2的能耗，消除了常規(guī)干熄焦系統(tǒng)運(yùn)行N2系統(tǒng)循環(huán)的動力消耗，另外，無需對熱交換過后的氣體進(jìn)行除塵等處理。
[0005]本發(fā)明所提供的非氣體的干熄焦方法，包括紅焦冷卻準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)，其特征在于:紅焦進(jìn)入紅焦冷卻準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)后，所述紅焦在密閉的紅焦冷卻準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)內(nèi)翻滾輸送，紅焦與所述紅焦冷卻準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)高溫段的熱量傳遞直接通過輻射傳熱方式將紅焦所帶熱量傳遞給所述紅焦冷卻準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)，紅焦在翻滾輸送過程中得到冷卻；然后將冷卻后的低溫焦炭輸出。由于紅焦直接通過輻射傳熱、熱對流傳熱方式將熱量傳遞給冷卻循環(huán)水，不需要強(qiáng)制通入氮?dú)獾榷栊詺怏w進(jìn)行冷卻，無需制備氮?dú)獾榷栊詺怏w；本發(fā)明在熄焦過程中，也不會產(chǎn)生可燃?xì)怏w，無需通入氮?dú)獾榷栊詺怏w進(jìn)行稀釋，并且熄焦過程中不會產(chǎn)生粉塵；如果紅焦在紅焦冷卻準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)的準(zhǔn)鍋爐的爐膛內(nèi)自上向下輸送，則在爐膛內(nèi)翻滾下落；如果紅焦采取水平輸送的形式，則紅焦在輸送過程中也不斷翻滾，以增強(qiáng)換熱效果。
[0006]優(yōu)選地，從煉焦?fàn)t出料口收集紅焦后，先進(jìn)行密閉隔離空氣，再連續(xù)送入紅焦冷卻準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)內(nèi)冷卻，通過密閉隔離空氣，避免氧氣與焦炭發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，防止焦炭及熱量散失。
[0007]經(jīng)過密閉隔離空氣后的紅焦先送入紅焦中儲系統(tǒng)作短暫儲存，再由紅焦中儲系統(tǒng)將紅焦以小量、連續(xù)加料的形式輸入所述紅焦冷卻準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)。連續(xù)、小量加料可確保紅焦在所述紅焦冷卻準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)內(nèi)連續(xù)充分冷卻。由于煉焦?fàn)t出爐的焦炭不連續(xù)，從出料口收集紅焦后可以連續(xù)向紅焦冷卻準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)送料，形成連續(xù)生產(chǎn)。
[0008]優(yōu)選地，紅焦在紅焦冷卻準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)的準(zhǔn)鍋爐的爐膛內(nèi)呈螺旋翻滾式輸送。當(dāng)紅焦在爐膛內(nèi)自上向下輸送時，采用螺旋翻滾式輸送，可延長紅焦的下落時間，增加換熱時長，提高換熱效果，避免紅焦直接下落而導(dǎo)致?lián)Q熱效果差。
[0009]所述紅焦冷卻準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)的準(zhǔn)鍋爐內(nèi)壁上設(shè)置水冷壁，爐膛內(nèi)設(shè)有若干冷卻水管或過熱蒸汽管，紅焦在下落過程中不接觸水冷壁、冷卻水管或過熱蒸汽管；水冷壁與冷卻水管采用冷卻水強(qiáng)制循環(huán)方式。所謂準(zhǔn)鍋爐是指無燃燒過程的鍋爐。紅焦在翻滾輸送過程中，與水冷壁和冷卻水管、過熱蒸汽管之間非接觸換熱，避免水管磨損。通過強(qiáng)制循環(huán)方式換熱，由栗將冷卻水加壓后送入水冷壁和冷卻水管中；在水冷壁、冷卻水管的頂端和底部分別設(shè)置出口集合管、入口集合管，入口集合管通過栗與汽包連接，出口集合管也與汽包連接，汽包內(nèi)的水通過汽包底部流出，并經(jīng)栗加壓后輸入入口集合管，從入口集合管進(jìn)入水冷壁和冷卻水管，再從出口集合管進(jìn)入汽包，在汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離，汽包底部的水循環(huán)使用，汽包頂部分離出的蒸汽外送利用，汽包有液位控制，當(dāng)汽包水位過低時，通過補(bǔ)水水管向汽包內(nèi)補(bǔ)充冷卻水；需要注意的是，水冷壁與冷卻水管可以共用一個汽包、栗、入口集合管、出口集合管，也可以根據(jù)實(shí)際需要，分開設(shè)計(jì)；例如，冷卻水管的入口集合管與出口集合管不是設(shè)置在冷卻水管的兩端時，水冷壁與冷卻水管的入口集合管與出口集合管需分別設(shè)計(jì)。
[0010]為實(shí)現(xiàn)對焦炭的精細(xì)化處理，在紅焦冷卻過程中，將粉狀焦炭與塊狀焦炭分開，低溫粉狀焦炭與低溫塊狀焦炭再分別進(jìn)一步冷卻輸出，可以針對粉狀與塊狀焦炭分別進(jìn)行處理。
[0011]對塊狀焦炭進(jìn)一步冷卻的方法為:沿塊狀焦炭輸送方向的逆向通入冷卻風(fēng)，冷卻風(fēng)與低溫塊狀焦炭對流交換熱量后，將換熱后的冷卻風(fēng)引入焦炭爐助燃或用以氣提污水。
[0012]對塊狀焦炭進(jìn)一步冷卻的方法還可以為:將低溫塊狀焦炭連續(xù)快速地通過冷卻污水進(jìn)行浸冷后輸出；冷卻污水蒸發(fā)的水蒸氣進(jìn)行回收處理。利用低溫焦炭余熱將冷卻污水變成蒸汽，并進(jìn)行蒸汽回收，實(shí)現(xiàn)污水凈化，回收水資源，消除環(huán)境污染。
[0013]優(yōu)選地，焦炭在低溫焦炭水浸冷系統(tǒng)內(nèi)浸冷時間控制在3?90秒，保證焦內(nèi)合適的水分值，達(dá)到強(qiáng)化焦炭的作用。
[0014]優(yōu)選地，向紅焦冷卻準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)中通入少量焦化爐煙氣，利用煙氣對紅焦表面進(jìn)行隔氧保護(hù)，保護(hù)后的煙氣再進(jìn)入煙氣余熱回收系統(tǒng)進(jìn)行余熱回收或送去氣提污水。利用煙氣隔氧，防止氧氣與紅焦發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生易燃易爆氣體。
[0015