焦炉应用高辐射覆层节能涂料的研究

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1、焦炉应用高辐射覆层节能涂料的研究周惠敏[1]罗时政[2]严文福[3]王静[1]康春清[2]王晓婷[3]刘成雷[2]许明[2]（山东慧敏科技开发有限公司[1]济南钢铁公司焦化厂[2]安徽工业大学[3]）摘要：济钢焦化厂8#、9#焦炉于2009年12月投产，炉型为JN60型2х60孔，8#焦炉为国内首次应用山东慧敏科技开发有限公司研发的专利技术：“高辐射覆层技术”，由产（济钢焦化厂）学（安徽工业大学）研（山东慧敏科技开发有限公司）联合组成的热工测试组，对8#、9#焦炉进行了各项热工参数和“杰能王”节能涂料全面有

2、效的对比检测。测试结果表明：8#焦炉比9#焦炉节约焦炉煤气为575.2m3/h，节能率高达5.2%，炉窑统一效率提高4.0%，炼焦耗热量降低了121.8.kJ/kg湿煤（7%H2O），提高了二个等级。焦饼中心温度提高了63℃，有利于改善焦炭质量。产生直接经济效益624.8万元/年，CO2排放量减少3546t/年。并提出了进一步降低炼焦耗热量的途径。关键词：高辐射覆层技术焦炭质量炼焦耗热量1．高辐射覆层节能涂料的应用济钢焦化厂2009年新建8#与9#焦炉。在建造过程中8#焦炉应用了山东慧敏科技开发有限公司的专

3、利技术：“高辐射覆层技术”，在焦炉砌筑过程中位于61х32个立火道内和蓄热室格子砖上部1/3部位涂覆了高辐射覆层的“杰能王”节能涂料，涂覆部位见图1。为了进行对比试验，9#焦炉没有采用该项技术。8#、9#焦炉于2009年12月投产涂覆部位及作用原理：焦炉断面图高辐射覆层技术的应用位置有覆层的格子砖蓄热室上部1/3格子砖表面有覆层的立火道墙面立火道与炭化室隔墙图1涂覆部位（1）燃烧室涂覆部位及其作用原理高辐射覆层涂覆于立火道四壁。焦炉立火道内煤气燃烧是典型同轴流扩散燃烧，传热方式是90%热量以高温辐射为主，1

4、0%热量以对流形式，并以传导传热方式通过炉墙将热量传入煤料。焦炉燃烧室立火道涂覆高辐射覆层后，强化辐射传热提高燃烧室的表面温度，增加了燃烧室与炭化室的温度梯度，加强了燃烧室与炭化室的热传导，可使标准火道温度下降和缩短结焦时间，从而降低了加热煤气量与提高产量，达到节能降耗目的。两个立火道之间的隔墙涂覆高辐射覆层后，同样增加了炉墙吸热能力，由于热量不能够向外传递，会以1～5µm的波长向炉内辐射，有利于立火道与炭化室的炉墙吸热。（2）蓄热室格子砖涂覆部位及其作用原理高辐射覆层涂覆于焦炉蓄热室上部1/3格子砖表面，

5、其传热过程是：加热期即下降气流，废气放热给格子砖蓄热；冷却期即上升气流，格子砖放热给冷煤气或空气吸热。格子砖传热上部以辐射为主，对流为次；中部两者并重；下部以对流为主，辐射为次。由液压交换机进行蓄热室换向操作，每隔30分钟一次。蓄热室格子砖高辐射覆层涂覆在上部格子砖，使用后强化辐射换热，提高了格子砖表面温度，增加了格子砖内外温度梯度，加强了格子砖内部－表面－气体间的热传导。从而使格子砖在加热期即下降气流时，废气放热速度、放热量增加；冷却期即上升气流时，冷煤气或空气吸热速度、吸热量增加。总之可使煤气或空气预热

6、温度提高、废气排出温度降低，故提高炉窑统一效率、降低炼焦耗热量。2.焦炉热工诊断的基本要求和结果2.1测定概况在2010年1～3月由产（济钢焦化厂）学（安徽工业大学）研（山东慧敏科技开发有限公司）联合组成的热工测试组，对8#、9#焦炉进行了各项热工参数和“杰能王”节能涂料二次全面有效的对比检测。以焦炉本体为测定体系。基准条件为273.15K（0℃），压力为101325Pa，燃烧发热量采用低热值。测定过程中结焦时间和配煤比不变；8#炉与9#炉加热制度均相对稳定；炼焦生产和配煤、化产生产均需正常生产。测试项目物

7、流：湿煤与焦炭、煤气、各化工产品，漏气率与空气系数。热流：加热煤气量与各物流温度、炉体表面温度。2.2物料衡算中主要参数测定（1）大批量物料煤、焦、煤气等主要物料以实际计量为主。（2）小批量物料焦油、粗苯、氨以统计数据为主。（3）化合水采用化验分析法。（4）采用回归计算式核实成焦率。K1=94.884-0.7015Vm，d==94.884-0.7015*27.49=75.60%K2=98.947-0.7159Vm，d-0.0032tk=98.947-0.7159*27.49-0.0032*1071=75.8

8、3%K3=103.19-0.75Vm，d-0.0067tk=103.19-0.75*27.49-0.0067*1071=75.4%故成焦率取K=75.61%（5）物料平衡表以1000kg干煤为计算基准（略）2.3焦炉热量衡算装煤量计算：式中：g-单孔装煤量，t湿/孔；-结焦时间，h；N-炉孔数，孔热量入方：加热煤气燃烧热与显热、空气显热、干煤料显热、配煤水显热与不可见耗热量；热量出方：焦炭显热、净煤气显热、焦油潜