化工研究生开题报告

精选化工研究生开题报告

一、选题背景

1.1 课题的提出及意义

钢铁工业迅猛发展，必然导致焦化企业迅速扩张。据统计，我国xx年焦化企业共生产焦炭33554万t，而80%的产量是采用湿法熄焦工艺装置。在湿法熄焦过程中产生大量的蒸汽排到大气中，其蒸汽中含有hcn、h2s、nh3、酚类及粉尘等大量有害物质严重污染了环境，不仅有大量的热能被白白浪费，而且消耗了大量的熄焦水，另外对焦炭质量也有影响。随着世界能源短缺的不断加剧和我国能源需求的快速增长，以及国家环保法规的不断完善，特别是对工业企业环境治理要求的不断提高，干法熄焦的节能和环保优势必然会得到充分发挥，焦化行业普及推广干熄焦技术势在必行。

与湿法熄焦相比干熄焦的特点如下：

(1)回收红焦显热

采用干熄焦可回收约80%的红焦显热，平均每熄1吨焦炭可回收3.9mpa、450℃蒸汽0.5t以上，发达国家可产0.6t左右。日本新日铁株式会社曾对其企业内部包括干熄焦、高炉炉顶煤气压差发电等所有节能项目效果进行过分析，结果干熄焦装置节能占总节能的50%。

(2)减少环境污染

炼焦车间采用湿法熄焦，每熄1吨红焦炭就要将

0.5t含有大量酚、氰化物、硫化物及粉尘的蒸汽抛向天空，严重地污染了大气及周围的环境。这部分污染占炼

焦对环境污染的三分之一。干熄焦则是利用惰性气体，

在密闭系统中将红焦熄灭，并配备良好的除尘设施，基

本上不污染环境。

(3)改善焦炭质量

干熄焦与湿熄焦相比，焦炭m40提高3-8个百分点，m10改善0.3-0.8个百分点这对降低炼铁成本，提高生铁产量极为有利，尤其对采用喷煤粉技术的大型高炉效果

更加明显。国际上公认: 大型高炉采用干熄焦焦炭可使

其焦比降低2%，使高炉生产能力提高1%。

干熄焦与湿熄焦相比，确实存在着投资高及本身能

耗高的问题，这是制约我国干熄焦技术发展的主要因素，也是我们一直想解决的问题。但干熄焦带来的经济效益、环境效益和节能效果完全可以抵消其投资高及本身能耗

高带来的不足

但近几年来，干熄焦工程推广进度并不快，全国需

改造成干熄焦的焦炉约2200座左右，而至今投产的却不足100座其原因虽然很多，但干熄焦的耐火材料达不到

设计和使用年限，损毁严重，迫使干熄炉停产检修而造

成业主经济损失是一大制约因素。

干法熄焦简称干熄焦(coke dry quenching，简称cdq)是相对于用水熄灭炽热焦炭的湿熄焦而言的，其基

本原理闭路的循环系统内，利用惰性的循环气体，在干

熄炉内与红焦换热从而冷却焦炭。吸收了红焦热量的惰

性循环气体将热量传递给干熄焦锅炉产生中压(或高压)

蒸汽，用于发电或供热。被冷却的惰性循环气体再由循

环风机鼓入干熄炉冷却红焦。干熄炉结构图如图1所示。

图 1 干熄炉结构图

干熄焦耐火材料主要用于干熄炉、一次除尘器等受

冲刷和磨损的部位。初期的干熄炉和一次除尘器工作面

层所采用的耐火材料仅是一种普通的耐火砖，从运行情

况来看，干熄炉斜道区、冷却段耐火砖断裂、掉砖和磨

损非常严重，每年的正常维修已无法保证干熄炉生产的

需要，1年后就需大修更换，耐火材料存在的诸多问题

严重影响着干熄焦后续生产的正常进行。

1.2干熄焦技术国内外现状

1.2.1国内干熄焦现状概述

宝钢1985年从日本新日铁引进4套75t/h干熄焦装置用于焦化生产，这是我国首次使用干熄焦装置。经过

多年使用，设备运行良好，改善了焦化厂环境，经济效

益高，各项指标都超过设计水平。

鞍钢1号干熄焦系统是鞍钢1、2号焦炉的配套项目，也是鞍钢重点环保技改项目，采用目前国内最新型的干

熄焦技术，是世界上工艺及设备最先进的干熄焦工程之一。鞍钢干熄焦工艺流程由干熄和循环气体两大部分组成，最大处理能力和排焦能力分别为140t/h 和155t/h，年处理焦炭达100万t，设备国产化率达到90%以上。

武钢焦化公司干熄焦系统是武钢重点环保效益工程，焦炭干熄率达到93%以上。为使干熄焦装置尽快达产，

武钢在引进先进工艺的基础上，自主开发兼容三电一体

化的电器仪表控制系统，可使电机车定位精度达到

±10mm水平。

攀钢干熄焦系统是攀钢焦炉异地大修工程重要配套

项目之一，其处理能力为145t/h，主要设备国产化，整

体系统包括干熄炉、锅炉、除尘系统以及相配套的各种

设备，xx年4月开始按干熄率为100%组织生产。

济钢6、7号焦炉150t/h干熄焦工程引进了新日铁的最新技术，国内首家采用高温高压自然循环锅炉，采用

多项国内先进技术，产汽量86.3t/h，年干熄焦炭112万t，发电17600万kwh，是目前国内规模最大的干熄焦装

置之一。

另外，唐钢、包钢、沙钢、莱钢、杭钢及本钢等相

应的干熄焦项目也已投产运行。

1.2.2国外干熄焦现状概述

工业化干熄焦装置虽然最早由乌克兰发明，但由于

其设备处理能力、自动化控制水平及环境保护措施方面

没有多大改进，因此其技术领先地位被在这些方面有很

大突破的日本所取代。

日本的新日铁、nkk等公司建设的干熄焦单炉处理

能力均达到200t /h以上，远远超过乌克兰的70t/h。他们在装焦装置上采用料钟布料，改进了鼓风装置位置和

结构，采用旋转密封阀式连续排焦和旋转焦罐接焦等措施。在循环系统增加了节能设施，使气料比由1500时/t 焦降至1200m 3/t 。这不但使单炉处理能力得以提高，

而且大大降低了装置运行费用。在自动控制方面，实现

了三电一体化，作到了全自动无人操作。

除尘方面采用了地面站、实现了无尘操作，日本的

干熄焦技术不仅在日本被普遍采用，而且打人了德国和

韩国以及我国市场。

二十世纪80年代以来，德国tsoa公司成功地将水冷栅和水冷壁置人干熄炉，并将干熄炉断面由圆形改为方形，同时在排焦和干熄炉的出气方式上进行了根本改进，使焦炭在干熄炉中下降及气流在干熄炉中上升实现了均

匀分布，大大提高了换热效率，使气料比降至1000m3/t

以下，进一步降低了装置的运行费用。