焦炉煤气干熄焦基础研究及新技术的开发.pdf

干熄焦技术是一个重大节能减排项目，随着节能减排有关政策要求的实施，干熄焦技术在我国逐步推广应用。该技术相对湿熄焦有三大优点：节约能源、提高焦炭质量和保护环境。而目前干熄焦技术通常使用氮气，需配套复杂昂贵的空分设备，本文提出了采用焦炉煤气进行熄焦，主要研究了采用焦炉煤气热载体时千熄炉内的床层压降和传热效果，并与氮气的相比较，从定性和定量上分析了床层压降的影响因素。另外本论文还开发了新型干熄焦技术及装置组合式干熄焦技术和分段干熄焦技术。主要研究成果如下：　　⑴气体流量在时，采用焦炉煤气熄焦其床层压降比的小％。　　⑵研究出焦炭床层压降与焦块粒度、床层空隙率、气体量、气体密度和气体粘度等因素有关；同一气体进行熄焦时，床层压降随着气体进气量的增大而增大，随焦块粒度的增大而减小。进气量时，各气体下的床层压降与气体密度大小关系一致，说明床层压降受气体密度影响较大。　　⑶建立了焦炉煤气干熄炉内床层压降数学模型，根据实验数据对数学模型进行数值模拟，研究出焦炉煤气热载体小型干熄焦装置的流体阻力计算式：△=(ρμ)εμ，并将该式与经验式对比，得出该计算式比经验式更适用。　　⑷对焦炉煤气干熄焦进行了热平衡研究，为干熄焦装置的运行提供了依据；对焦炉煤气干熄焦进行了熄焦时间研究，发现其大约是氨气熄焦的％，熄焦时间大大缩短。　　⑸研究开发了组合式干熄焦技术，该装置由熄焦罐座(～个)、连接管道、接熄焦罐和罐车构成，代替了现有单台大型熄焦设各，省去了提升框架等复杂的输入设备，降低了投资；研发的接熄焦罐既是接焦设备，又是熄焦设备，在组合式干熄焦装置中并列设置，根据需要可多可少，适应生产能力弹性大，通过简单的组合，能够适应～万吨焦化厂，也可适应～万吨级的焦化厂。总之，该技术是将低温换热介质的氮气或还原性气体(、和的混合气，如焦炉煤气)输入两个以上的接熄焦罐中，通过调节连接管阀门，将焦炭温度降至℃，同时换热介质加热到～℃由出气管输出，工艺过程简便，可操作性强。　　⑹提出了分段干熄焦技术，将干熄炉从上至下依次设计为预存段、气化冷却段、过渡段、物理冷却段和排料段五段，将水蒸汽通入气化冷却段，焦炉煤气通入物理换热段，使大部分高温焦炭的热量用于水煤气反应，从而可以生产更多的水煤气；利用上述熄焦技术，每熄焦炭，水蒸汽和焦炉煤气共需，是需氮气量()的％，气料比降低％；其中需水蒸汽，消耗碳，产生气化气。总之，该技术高效利用焦炭的高温热量，并将其转化为合成气，并具有回收焦炭显热和提高焦炭质量的特点，是集水煤气制造和冷却高温焦炭为一体的干熄焦新技术。