焦爐煤氣干熄焦基礎研究及新技術的開發(fā).pdf

1、干熄焦技術是一個重大節(jié)能減排項目，隨著節(jié)能減排有關政策要求的實施，干熄焦技術在我國逐步推廣應用。該技術相對濕熄焦有三大優(yōu)點：節(jié)約能源、提高焦炭質量和保護環(huán)境。而目前干熄焦技術通常使用氮氣，需配套復雜昂貴的空分設備，本文提出了采用焦爐煤氣進行熄焦，主要研究了采用焦爐煤氣熱載體時千熄爐內(nèi)的床層壓降和傳熱效果，并與氮氣的相比較，從定性和定量上分析了床層壓降的影響因素。另外本論文還開發(fā)了新型干熄焦技術及裝置----組合式干熄焦技術和分段干熄焦技

2、術。主要研究成果如下：
　　 ⑴氣體流量在6m3/h時，采用焦爐煤氣熄焦其床層壓降比N2的小46％。
　　 ⑵研究出焦炭床層壓降與焦塊粒度、床層空隙率、氣體量、氣體密度和氣體粘度等因素有關；同一氣體進行熄焦時，床層壓降隨著氣體進氣量的增大而增大，隨焦塊粒度的增大而減小。進氣量6m3/h時，各氣體下的床層壓降與氣體密度大小關系一致，說明床層壓降受氣體密度影響較大。
　　 ⑶建立了焦爐煤氣干熄爐內(nèi)床層壓降數(shù)學模型，根

3、據(jù)實驗數(shù)據(jù)對數(shù)學模型進行數(shù)值模擬，研究出焦爐煤氣熱載體小型干熄焦裝置的流體阻力計算式：△P/L=5.13(dpuρ/μ)0.847ε-2.66μu/dp2，并將該式與Ergun經(jīng)驗式對比，得出該計算式比Ergun經(jīng)驗式更適用。
　　 ⑷對焦爐煤氣干熄焦進行了熱平衡研究，為干熄焦裝置的運行提供了依據(jù)；對焦爐煤氣干熄焦進行了熄焦時間研究，發(fā)現(xiàn)其大約是氨氣熄焦的69.5％，熄焦時間大大縮短。
　　 ⑸研究開發(fā)了組合式干熄焦技術

4、，該裝置由熄焦罐座(1～5個)、連接管道、接熄焦罐和罐車構成，代替了現(xiàn)有單臺大型熄焦設各，省去了提升框架等復雜的輸入設備，降低了投資；研發(fā)的接熄焦罐既是接焦設備，又是熄焦設備，在組合式干熄焦裝置中并列設置，根據(jù)需要可多可少，適應生產(chǎn)能力彈性大，通過簡單的組合，能夠適應60～100萬噸焦化廠，也可適應500～1000萬噸級的焦化廠。總之，該技術是將低溫換熱介質的氮氣或還原性氣體(H2、CO和CH4的混合氣，如焦爐煤氣)輸入兩個以上的接熄焦

5、罐中，通過調節(jié)連接管閥門，將焦炭溫度降至250℃，同時換熱介質加熱到800～950℃由出氣管輸出，工藝過程簡便，可操作性強。
　　 ⑹提出了分段干熄焦技術，將干熄爐從上至下依次設計為預存段、氣化冷卻段、過渡段、物理冷卻段和排料段五段，將水蒸汽通入氣化冷卻段，焦爐煤氣通入物理換熱段，使大部分高溫焦炭的熱量用于水煤氣反應，從而可以生產(chǎn)更多的水煤氣；利用上述熄焦技術，每熄1t焦炭，水蒸汽和焦爐煤氣共需1060．2m3，是需氮氣量(15