無回收焦爐及臥式焦爐

一、無回收焦爐(或熱回收焦爐)

      無(熱)回收焦爐是在煉焦過程中通入適量空氣,使爐內產生的煤氣全部燃燒而加熱煤料煉焦,不回收煤氣中的化學產品。其熱煙道廢氣經鍋爐回收熱量,產生蒸汽用以發電。

1.國外情況
無回收焦爐或熱回收焦爐是二十世紀六十年代在美國首先出現的一種爐型。1963年第一組250Mitchell型無回收焦爐投入生產,年產焦炭25萬t,到60年代末期總年產焦炭能力達50萬t。七十年代初新型的Jewell―Thompson爐型誕生。由于爐孔尺寸加大,增加爐底復合煙道及煙囪后燃燒室等使爐子單產量增大,空氣污染得到實質性的消除。

無回收焦爐及臥式焦爐的圖1

到二十世紀八十年代,對爐體結構、爐內燃燒控制進一步改進,使空氣污染進一步下降,使焦炭質量提高,焦爐的的維修費用降低。八十年代末九十年代初,通過連續的溫度模擬調節對全爐溫度進行調控,最終達到對結焦周期的溫度控制。至此無(熱)回收焦爐技術已達到成熟的階段,并推向國際市場,且得到美國環保局的認可。美國無回收焦爐噸焦投資約270美元。目前除美國外,在德國、澳大利亞、印度、巴西等國家均建有無回收焦爐。美國無回收焦爐一般采用側裝煤,而德國一般采用頂裝煤。

無回收焦爐及臥式焦爐的圖2

2.國內情況
國內無回收焦爐始建于二十世紀九十年代末,主要是針對土焦改造。目前在山西省已建有多座無回收焦爐,并已擴大到內蒙、遼寧、山東等地,迄今已有30多家,年焦炭產能約2000萬噸。

國內設計建設的無回收焦爐為水平床式、煤搗固入爐、負壓操作,荒煤氣從側煙道引到爐底間接加熱,爐頂荒煤氣也有部分燃燒。結焦時間一般65-72小時,濕法熄焦。排出的熱廢氣經廢熱鍋爐回收余熱,所產蒸汽用于發電。由于采用搗固技術,可配入劣質煉焦煤,并提高焦炭質量。

以我國JNR-2型無回收焦爐為例:
炭化室尺寸:長×寬×高 13334×2888×3598(mm)
周轉時間:70h
每孔裝煤量:50t(濕)
規模:120萬噸焦炭/年(12組×24孔)
投資:7.5億
噸焦投資:625元/噸

3.無(熱)回收焦爐特點

(1)環保方面
(a)無回收焦爐由于采用負壓操作,對連續性煙塵排放可得到控制,但對陣發性的污染仍需采取防范措施,否則仍有污染問題。
(b)由于無化產回收系統,所以無焦化酚氰污水產生,但仍存在燃燒廢氣的脫硫問題及脫硫后脫硫劑的處理問題(目前用石灰乳脫硫,脫硫后的廢渣也需有適當的處理途徑)需要解決。

無回收焦爐及臥式焦爐的圖3

(2)資源利用方面
(a)中國石油資源相對匱乏.因此,由煤炭干餾提取化工原料及燃料油不僅是一個重要的化工產品來源和對石油工業的補充,而且某些化工產品是石油工業不可能提供的,因此煤化工在國民經濟中仍占有重要地位,把干餾煤氣完全燒掉變成熱源,從某種意義上講也是資源浪費。
(b)無回收焦爐生產過程中有一定的焦炭燒損,結焦率約降低1%~3%,存在煤炭資源浪費問題。
(c)煤氣不回收,燃燒后回收其余熱,也可算是利用了資源。但目前大量建設的無回收焦爐往往由于投資有限或急功近利不建或緩建余熱鍋爐及發電設備,造成資源的極大浪費。
(d)無回收焦爐占地面積大,而且需要平坦的場地,對于土地資源也是一種浪費。

(3)技術水平方面
(a)爐溫控制:目前,國外對無回收焦爐的爐溫控制己達到很高的水平,不僅對整體爐溫并對結焦過程中的爐溫實施了控制。而國內的無回收焦爐由于測控手段落后,爐內溫度仍處于無序狀態,高溫點漂移不定,嚴重時致使爐體燒壞。目前尚難確定一代爐齡到底能維持多久。
(b)煙氣脫硫:目前煙氣脫硫問題尚未完全解決,用石灰乳脫硫還存在諸多技術問題。

我國的焦化產業政策規定,鑒于我國國土資源有限,煤炭資源需要綜合利用,無回收焦爐技術水平與國外還有很大差距等原因,又考慮到市場需求,目前,無回收焦爐可允許存在,而不宜提倡和推廣。該工藝技術必須進一步完善、提高并規范化。


二、臥式焦爐


      臥式焦爐在上世紀90年代末開始在我國山西出現,但數量很少。以某爐型為例。
炭化室尺寸:長×寬×高 13290×3000×2701(mm)
煤餅尺寸:12440×2810×1200(mm)
周轉時間:80h
操作時間:35min
每孔裝煤量:50t(濕)

臥式焦爐特點:現有技術的臥式焦爐與立式焦爐比,出焦方式不同,接焦、卸焦設備不同,存在著出焦時煙塵大、污染環境、工程造價高等缺點。卸焦還需固定的推焦站,存在著結構可靠性差、投資大、占用面積多的缺點。由于其結焦時間及操作時間長,因此生產能力低。


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