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关于干熄焦工艺与焦炭质量的探讨

干熄焦工艺和其他的工艺并不相同,其作为焦炭生产当中的 一部分,对于焦炭生产具有重要影响。并且干熄焦工艺的应用, 可以改变焦炭质量,块度均匀度以及焦炭反应性等。目前虽然其 仍然存在投资较高等不足之处,但是和其节约能源,改善焦炭质 量等优势相比之下便显得不重要,长期发展之下必定会有良好的 发展前景。在解决工业中的干熄焦问题时,应该将焦炭质量对干 熄焦工艺生产的影响以及干熄焦工艺对焦炭质量的影响两者之间 联系起来,并充分的考虑到它和其他工序之间的关系,提升干熄 效率,从而不断提高干熄焦工艺水平。以下就干熄焦工艺与焦炭 质量进行了探讨分析。

一、干熄焦工艺的概述

干熄焦工艺是相对湿熄焦而言的,是指采用惰性气体将红焦 降温冷却的一种熄焦工艺方法。在干熄焦工艺过程中,红焦从干 熄炉顶部装入,低温惰性气体由循环风机鼓入干熄炉冷却段红焦 层内,吸收红焦显热,冷却后的焦炭从干熄炉底部排出,从干熄 炉环形烟道出来的高温惰性气体流经干熄焦工艺锅炉进行热交换, 锅炉产生蒸汽,冷却后的惰性气体由循环风机重新鼓入干熄炉, 惰性气体在封干熄焦工艺闭的系统内循环使用。干熄焦工艺在节 能、环保和改善焦炭质量等方面优于湿熄焦。

二、焦炭质量对干熄焦工艺生产的影响

1、挥发分。在我国焦炉制造过程中要求用焦挥发分必须小于 1.9%, 因为挥发分在此过程中标志着焦炭的成熟度,较高较低都不 利于生产过程。如果挥发分的含量过高,可燃性气体的含量不符 合标准并剧烈燃烧,是炉内的气体体积发生波动,容易产生浮焦 现象;如果空气的导入量,容易造成锅炉口和锅炉内的温度不平衡, 减少锅炉的使用时间。因此针对这些问题,可以采取导入空气法 和冲入氮气法结合使用,向系统内冲入适当的氮气,并将空气的 导入开关开到小于百分之三十的程度。这种方法在降低锅炉口温 度的同时又避免了可燃气体冲击环形烟道,保证其正常的运行。

2、焦炭膨胀和收缩。结合对焦炭收缩膨胀的机理进行分析之 后可以得到结论,冷却段的温度控制可以对循环风量大小有着接 主导作用,如果冷却段温度异常增高或者降低,必定会导致透气 性能、膨胀性能、以及循环风量受到很大的影响。总之在干熄焦 工艺的生产过程中一定要把握好这一性质,保证系统的稳定运行。这也是对循环风量为何会跟随干熄炉的负荷量变化而改变这一问 题的解答。

3、焦炭的粒径。(1)焦炭块度的影响因素。焦炭的粒径变 化受到了很多因素的影响,比如配煤比、结焦时间以及炼焦温度 等。提高炼焦的终止温度,可以提升焦炭的块度。缩短结焦的时间, 可以提升炼焦速度同时降低焦炭的块度。(2)焦炭平均粒度对干 熄焦的影响。焦炭的平均粒度对干熄焦有重要的影响,平均粒度大, 说明其透气性较好,方便气体循环,可以使焦炭在干熄炉中自然 冷却。相反平均粒度较小即表明其透气性较差,空气循环度较低, 干熄炉受到较高的阻力作用,更容易使浮焦等产生,难以保持干 熄炉的正常运转。(3)焦炭平均粒度的控制。干熄焦工艺将会对 焦炭的粒径产生一定的影响,想要提升焦炭的平均粒度,可以利 用块状物料孔隙连续堆积的原理,在填充不同的粒级材料的时候, 将最大块状物当中的自由空间让小一点的块状物来填满,这样在 干熄焦生产工艺当中可以降低粉焦的产生量,提升焦炭的平均粒 度。另外也可以通过这种方法对平均粒度的值进行控制。

三、干熄焦工艺对焦炭质量的影响

1、提升焦炭强度。干熄焦工艺和湿熄焦工艺不同,研究发现,在不同的工艺条件下,焦炭的质量变化也差别,比如水分和灰分 等都是其中的影响因素之一。在干熄炉中,焦炭可以从上到下进 行缓慢的流动,并且在这个均匀下降的过程中慢慢的冷却,不仅 有效的降低了裂纹的数量,还大幅的降低了焦炭内部强大的热应 力,气孔的数量也少了很多。这整个干熄焦过程中,焦炭的转鼓 强度大幅提升,其密度数值也提升。同时干熄焦过程中并不会出 现碳元素和水分之间反应,将原有的焦炭孔结构完整的保持了下 来。由于干熄焦焦炭的结构很密,因此其孔结构以及微孔数目降低, 对焦炭的反应后强度有所改善。

2、提高焦炭块度均匀性。焦炭在干熄炉中,从装入装置到排 焦装置的整个过程中,每个焦块之间都在进行相互碰撞,摩擦次 数较多。对于强度较低的焦块来说,可以将其棱角磨平,即可提 前脱落。大块的焦炭,提前就裂开纹路。机械性能得到了提升。在经过干熄炉之后,大块的焦炭 (60mm 以上的 ) 数量变少,焦炭 的块度变得更加均匀了。

3、改变冶金焦率和粉焦率。干熄焦工艺中虽然提升了焦炭的 质量,但同时也给焦炭带来了烧损。这部分烧损的其实际上是在 干熄炉内部的气体循环过程中漏进去的空气以及随着红焦炭进入 时带进去的空气。并且这部分空气的烧损也是焦粉。为了将干熄 炉中的空气以及可燃气体的浓度进行控制,环形烟道处可以导入 一定的空气。假如空气的量过大,将会有更多的焦粉被烧坏,严 重的话,空气将会进入气体循环系统当中,产生更多的烧损的焦炭。因此在干熄炉当中,焦炭的碰撞或者摩擦等都会提升粉焦率并导 致粉焦率降低。并且建议控制不完全燃烧的方法,尽可能保证循 环气体成分的合格率。

4、提升焦炭冷热强度。湿熄焦过程当中水和红焦炭之间还会 发生反应,导致焦炭的内部结构被破坏。而干熄焦工艺当中没有 和水煤气发生直接的反应,焦炭表面被组织覆盖,内部气孔增多, 因此冷热强度均得到了很大的提升。

5、干法熄焦对焦炭水分的影响。焦炭的水分是衡量高炉炼铁 过程是否具有生产价值的重要标准,在对当地的焦炉厂进行数据 采集调查分析之后发现,干法熄焦的焦炭水分比湿熄焦法焦炭水 分低很多,干熄焦水分可以低于 0.1% 以下,并且湿熄焦法当中水 分含量的浮动较大,干熄焦法的水分波动较小。

6、降低焦炭反应性。干熄焦工艺当中很多过程都对降低焦炭 的反应性产生了影响。干熄焦中的块焦本身具有不沉积碱性金属 的盐基物的性质,因此反应性较低。另外在采用干熄焦工艺时, 可以避免湿熄焦工艺进行的过程中受水气影响所产生的活化反应, 因此降低焦炭的反应性;焦炭在干熄炉当中会有预存室停留的一 个阶段,在这个阶段当中,焦炭的便面结构发生变化,气孔的表 面减少,焦炭结构更加紧密,成熟度也随之提升,降低焦炭的反 应性;在产生焦粉之后经过一次二次除尘分离之后,6mm 以下的 粉焦数量减少,在一定程度上降低了焦炭的反应性。

结束语 :

综上所述,干熄焦装置干熄率较高,其是一种利用了惰性气 体将红焦炭冷却的原理进行熄焦,它不仅提高了焦炭的质量,还 可以提升商家的经济效益,因此有必要对干熄焦工艺对焦炭质量 的影响进行探究,以便于在生产操作过程中通过对干熄焦工艺来 对焦炭质量进行控制调整。

参考文献 : [1] 任全军等 . 熄焦工艺对焦炭质量的影响 [J]. 河北冶金, 2013(06)

[2] 郭锐等 . 干熄焦发展现状及工艺优点分析 [J]. 山东化工, 2015(08)

[3] 晁伟等 . 干熄焦与湿熄焦性能差别研究 [J]. 煤化工, 2015(04)

[4]姬长侠 .干熄焦生产中存在的主要问题及解决的措施 [J]. 山东工业技术,2016(01)

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  • 编辑:王虹
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