焦炭燒損的案例
干熄焦焦炭燒損率的研究與探索
2.1 CO含量對焦炭燒損的影響
由2C+O2=2CO 及 2CO+ O2=2CO2反應方程可知，反應中消耗的C與循環氣體中殘余的CO成正比，即24：32，消耗32t O2會燒損24t焦炭。
在干熄爐生產過程中，導入空氣量過大，O2與循環氣體中CO接觸，發生化學反應生成CO2，而氣體中CO2又與熾熱焦炭發生碳熔反應，生成CO導致焦炭的損耗。實際操作中很難做到循環氣體中O2含量為0，一般O2含量控制在0.2%以下，最大不超過1%；循環氣體中的CO含量應小于6%，在實際操作中，CO含量在不超過此上限的前提下，要盡量提高其含量。
2.2 CO2含量對焦炭燒損的影響
在氣體循環過程中，由于空氣導入量增加，造成循環氣體中CO及 CO2含量逐漸升高。當溫度高達900℃以上時，CO2就會與熾熱的焦炭反應生成CO，造成焦炭的燒損。
2.3水汽對焦炭燒損的影響
當干熄爐出現異常狀況時，例如水封槽腐蝕裂紋或鍋爐管爆裂等，水汽會隨循環氣體進入干熄爐。水蒸汽與熾熱的焦炭發生水煤氣反應，其反應方程為C+H2O=CO+H2，從而造成焦炭的燒損。
以140t/h干熄焦為例，循環風量約為18萬m3。O2在干熄爐入口處按1%，即每小時有約1800m3的O2進入到干熄爐內。假定導入的O2全部反應，則一天碳的消耗量為46t。焦炭的灰分按13.0%計算， 1天的焦炭燒損量為53t。
3 降低干熄焦炭燒損率的技術途徑
近年來我國焦化企業十分關注干熄焦燒損率問題，總結了多項可有效降低焦炭燒損率的方法。
3.1 控制可燃氣體成分
空氣導入量是影響焦炭燒損的重要因素。三明鋼鐵焦化廠自主開發了燒損率可視化實時監控系統，通過實時計算出干熄焦燒損率參數，將導入空氣量和可燃氣體成分控制在一個最優的范圍之內。
展開 焦炭燒損控制措施與二氧化碳的炭熔反應
通常將預存室壓力值控制在微正壓（0—50Pa），既可提高鍋爐入口循環氣體溫度，降低干熄焦系統的熱損失，又提高了循環氣體可燃成分，降低焦炭燒損，保證安全生產。
（6）加強工藝控制，保持排焦溫度的穩定
首先是做好與煉焦工序的生產協調，盡可能保證生產穩定，均勻裝焦，減少趕爐；其次是安排好煉焦、運焦系統的檢修計劃，提前調節干熄爐料位，避免排焦溫度短時間內急劇升高。（7）控制焦炭成熟度控制
相對較低的焦炭成熟度，充分利用干熄爐預存室的燜爐效果，在保證焦炭質量的前提下，降低煉焦工序能耗是可行的，但由于揮發分的析出，卻會對干熄焦系統帶來一定影響。焦炭燒損率的增加就是影響之一，為此有必要在降低煉焦工序能耗和減少焦炭燒損率之間尋找平衡點。干熄焦系統設計裝焦溫度為 950～1050℃，考慮測溫的偏差等因素，焦餅中心溫度應控制在 1000℃以上。
通過上述治理措施，會部分減少焦炭的燒損，但是要達到控制焦炭燒損，還是不能解決主要問題。我們認為，在系統設備運行、操作以及工藝指標控制等正常的情況下，焦炭燒損的反應主要還是與二氧化碳的炭熔反應，即 C + CO2 = 2CO。
在氣體循環過程中，由于焦炭揮發分的不斷析出和空氣導入量增加，造成循環氣體中 CO 及CO2 含量逐漸升高，CO 經過燃燒也轉化為 CO2，由于二氧化碳相對來講是惰性氣體，故造成循環系統中二氧化碳的逐漸升高。
C02 與焦炭在高溫下也會發生反應，下表列出了不同溫度下 C02 反應的吉布斯自由能。C02 反應的吉布斯自由能在 730℃時為-6.6kJ／mol，即在此溫度下就可以與焦炭自發進行反應。在干熄焦的生產運行過程中，循環氣體從干熄爐底部進入，與自上而下的熾熱焦炭進行逆流接觸和換熱，在此過程中當溫度達到 730℃以上時，C02 就會與熾熱的 C 反應生成 CO，造成焦炭質量的燒損，隨著溫度的升高，反應會逐漸劇烈。
展開 計算方法：干熄焦的燒損計算方法
一、 干熄焦燒損
1、 干熄焦燒損產生的原因
（1）空氣導入引起的燒損。現行的干熄焦工藝一般由干熄焦環道處導入空氣，以補充循環氣體的損失，并燒掉部分可燃氣體和焦粉。這是焦炭燒損產生的最主要原因，在空氣首先經過的環道區和一次除塵內部，由于該區域沒有焦炭存在，因此主要燒損焦粉。但反應殘留的部分氧氣隨循環氣體再次回到干熄爐內，與焦炭發生反應，與此同時，循環氣體中的二氧化碳在730℃以上時能與焦炭發生碳溶反應，因此在干熄爐的上部高溫區，焦炭由于碳溶反應發生了一定燒損。由氣體固體的反應動力學可知，干熄爐內的焦炭粒徑越小，與氧和二氧化碳的反應速率越快。因此，由空氣導入引起的燒損發生的三個區域，環道內和一次除塵內完全是焦粉燒損，干熄爐內是焦粉反應速率大于焦炭的反應速率。
（2）氣體循環系統泄漏引起的燒損。干熄焦氣體循環系統如果嚴密性不好，尤其是在負壓段可引起大量空氣泄漏進入氣體循環系統，最終進入干熄爐與焦炭發生反應。
（3）預存段壓力波動引起焦炭燒損。如果干熄焦在裝焦過程中負壓過大，吸入大量空氣可引起焦炭燒損。
2、 干熄焦燒損的組成
焦炭燒損的幾個主要區域是環道、一次除塵、預存段和冷卻段。其中大量引入空氣的環道和其后的一次除塵內燒損的完全是焦粉，在干熄爐預存段和冷卻段內的燒損包括焦炭和焦粉，由于粒徑越小，比表面積越大，與氧氣和二氧化碳的反應越快，因此在干熄爐內小粒徑的焦粉和小焦的反應速率遠大于大粒徑的焦炭。寶鋼干熄焦通過灰分測定法計算出焦炭燒損量為：
如按冶金焦率89.3%計算，在總燒損2.06%的情況下，冶金焦燒損量約為1.362%，其它約0.7%燒損為焦粉和小焦。
展開 干熄焦燒損率的兩種計算方法
一、 干熄焦燒損
1、 干熄焦燒損產生的原因
（1）空氣導入引起的燒損。現行的干熄焦工藝一般由干熄焦環道處導入空氣，以補充循環氣體的損失，并燒掉部分可燃氣體和焦粉。這是焦炭燒損產生的最主要原因，在空氣首先經過的環道區和一次除塵內部，由于該區域沒有焦炭存在，因此主要燒損焦粉。但反應殘留的部分氧氣隨循環氣體再次回到干熄爐內，與焦炭發生反應，與此同時，循環氣體中的二氧化碳在730℃以上時能與焦炭發生碳溶反應，因此在干熄爐的上部高溫區，焦炭由于碳溶反應發生了一定燒損。由氣體固體的反應動力學可知，干熄爐內的焦炭粒徑越小，與氧和二氧化碳的反應速率越快。因此，由空氣導入引起的燒損發生的三個區域，環道內和一次除塵內完全是焦粉燒損，干熄爐內是焦粉反應速率大于焦炭的反應速率。
（2）氣體循環系統泄漏引起的燒損。干熄焦氣體循環系統如果嚴密性不好，尤其是在負壓段可引起大量空氣泄漏進入氣體循環系統，最終進入干熄爐與焦炭發生反應。
（3）預存段壓力波動引起焦炭燒損。如果干熄焦在裝焦過程中負壓過大，吸入大量空氣可引起焦炭燒損。
2、 干熄焦燒損的組成
焦炭燒損的幾個主要區域是環道、一次除塵、預存段和冷卻段。其中大量引入空氣的環道和其后的一次除塵內燒損的完全是焦粉，在干熄爐預存段和冷卻段內的燒損包括焦炭和焦粉，由于粒徑越小，比表面積越大，與氧氣和二氧化碳的反應越快，因此在干熄爐內小粒徑的焦粉和小焦的反應速率遠大于大粒徑的焦炭。寶鋼干熄焦通過灰分測定法計算出焦炭燒損量為：
如按冶金焦率89.3%計算，在總燒損2.06%的情況下，冶金焦燒損量約為1.362%，其它約0.7%燒損為焦粉和小焦。
展開 
無回收焦爐及臥式焦爐
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。
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。
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。
展開 干熄焦年修過程中應注意的幾個問題
【關鍵詞】干熄焦；年修
1.干熄焦工藝簡介和原理
CDQ (Coke Dry Quenching)是焦炭干法熄焦的簡稱，是相對于濕熄焦而言的，是指采用惰性氣體將紅焦降溫冷卻的一種熄焦方法。在干熄焦過程中，紅焦從干熄爐頂部裝入，低溫惰性氣體由循環風機鼓入干熄爐冷卻段紅焦層，吸收紅焦顯熱，冷卻后的焦炭從干熄爐底部排出，從干熄爐環形煙道出來的高溫惰性氣體流經干熄焦余熱鍋爐進行熱交換，鍋爐產生蒸汽，冷卻后的惰性氣體由循環風機重新鼓入干熄爐，惰性氣體在封閉的系統內循環使用。寶鋼是國內第一家采用CDQ技術的企業。1978年是從日本引進的專利，1979年開始基建，一期干熄焦裝置于1985年5月23日正式生產，前后共用了6年時間。八鋼焦化分廠四座焦爐配備兩臺干熄焦系統，其中一期干熄焦于2008年7月16日 投產運行，二期干熄焦于2009年4月2日投入運行 ，干熄焦具有以下幾大優點：（1）焦炭質量明顯提高；（2）充分利用紅焦顯熱，節約能源；（3）降低有害物質的排放，保護環境。
2.年修計劃的注意事項
（1）年修前的準備工作，確定檢修項目，確認備件到位情況。
（2）年修降溫，制定合理的降溫曲線，并要嚴格執行。
（3）年修項目實施過程中設備方、生產方、檢修方的配合，單機試車確認與聯動調試。
（4）年修后烘爐升溫、蒸汽管道沖洗、爐水與蒸汽品質化驗。
3.重點年修項目
3.1循環系統膨脹節的更換
膨脹節外表如果出現明顯的銹蝕和洞眼，就會造成大量空氣漏進循環系統內，使循環氣體成份中氧含量超標，造成焦炭燒損。跟蹤重點主要是備件質量的把握和更換后連接部位密封性的保障。
3.2干熄爐內噴漿
通常干熄爐內的噴漿主要在冷卻段進行，以延緩耐火磚的磨損。干熄爐內噴漿作業的進行，重點應該在冷卻段，還是應該在預存段，主要還是要根據其中磨損情況而定。
展開 關于干熄焦工藝與焦炭質量的探討
這整個干熄焦過程中，焦炭的轉鼓 強度大幅提升，其密度數值也提升。同時干熄焦過程中并不會出 現碳元素和水分之間反應，將原有的焦炭孔結構完整的保持了下 來。由于干熄焦焦炭的結構很密，因此其孔結構以及微孔數目降低， 對焦炭的反應后強度有所改善。
2、提高焦炭塊度均勻性。焦炭在干熄爐中，從裝入裝置到排 焦裝置的整個過程中，每個焦塊之間都在進行相互碰撞，摩擦次 數較多。對于強度較低的焦塊來說，可以將其棱角磨平，即可提 前脫落。大塊的焦炭，提前就裂開紋路。機械性能得到了提升。在經過干熄爐之后，大塊的焦炭 (60mm 以上的 ) 數量變少，焦炭 的塊度變得更加均勻了。
3、改變冶金焦率和粉焦率。干熄焦工藝中雖然提升了焦炭的 質量，但同時也給焦炭帶來了燒損。這部分燒損的其實際上是在 干熄爐內部的氣體循環過程中漏進去的空氣以及隨著紅焦炭進入 時帶進去的空氣。并且這部分空氣的燒損也是焦粉。為了將干熄 爐中的空氣以及可燃氣體的濃度進行控制，環形煙道處可以導入 一定的空氣。假如空氣的量過大，將會有更多的焦粉被燒壞，嚴 重的話，空氣將會進入氣體循環系統當中，產生更多的燒損的焦炭。因此在干熄爐當中，焦炭的碰撞或者摩擦等都會提升粉焦率并導 致粉焦率降低。并且建議控制不完全燃燒的方法，盡可能保證循 環氣體成分的合格率。
4、提升焦炭冷熱強度。濕熄焦過程當中水和紅焦炭之間還會 發生反應，導致焦炭的內部結構被破壞。而干熄焦工藝當中沒有 和水煤氣發生直接的反應，焦炭表面被組織覆蓋，內部氣孔增多， 因此冷熱強度均得到了很大的提升。
5、干法熄焦對焦炭水分的影響。
展開 