清洁型热回收焦炉技术特点及发展现状

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1、清洁型热回收焦炉技术特点及发展现状1.1发展历程清洁型热回收焦炉是在上世纪末山西省“七五”型无回收焦炉的基础上，作为山西省重点科技攻关项目，由沈为清先生与山西化工设计院共同研发的一种具有知识产权的炼焦新工艺。该工艺的专利号为ZL200520024701.5。热回收焦炉专利技术其第一专利人沈为清先生是山西汾渭能源咨询有限公司与山西森特洁净煤技术设计研究有限公司的首席焦化顾问，原太钢焦化厂和太原煤气化公司总工程师。该焦炉的成功研发，大大拓宽了炼焦煤的应用范围。在汾渭公司推广与应用该工艺的过程中，开创了配入48%的无烟煤

2、和配入35%的动力煤的的成功案例，并使其产品达到国内一级冶金焦或铸造焦的标准。同时，也从根本上解决了焦化产业长期存在的环境污染问题。其代表性企业兴高能源股份有限公司成为目前中国唯一一家被世界银行全球环境基金、联合国开发计划署、联合国工业发展组织等机构共同授予“中国节能与温室气体减排项目示范企业”的炼焦企业。该工艺投资少，流程简单，易操作，生产成本低，自投产以来得到了迅速推广。山西森特设计研究院作为焦炉首席设计建造单位，承担了国外清洁型热回收焦炉80%以上工程项目。到目前为止，我国热回收焦炉已遍布山西、山东、内蒙古、

3、河北、浙江、江苏、辽宁和新疆等地，有炼焦企业50余家，生产能力约3000万吨。其中，山西建成投产36座（含未审批企业）。随着我国新型热回收焦炉技术的进步与发展，在国际上也引起了一些国家的关注，特别是在2009年国家发展与改革委员会将该工艺列为中国合格的炼焦新型工艺后，该焦炉引起了国内外的高度重视，该技术已在印度、巴西、越南等地得到了推广和应用，国外新建和拟建项目约20余座。2.1工艺特征热回收焦炉有冷装冷出和热装热出两大类。热装热出又分为卧式和立式两种。卧式热回收焦炉炭化室宽度大，容积大，可生产大块铸造焦，多利用无

4、烟煤和弱粘结性煤、余热利用率、降低污染物排放等方面有较大优势。立式热回收焦炉在减少焦炉占地、减少炼焦煤烧损、降低投资和实施干法熄焦等方面有较大优势。从热回收焦炉工艺流程可以看出，有以下工艺优点：工艺流程短、操作方便由于副产品完全燃烧，热回收焦炉的生产工艺大大简化，省去了复杂的煤气净化及化产品的回收工序，生产过程控制点少，操作方便，利于实现计算机自动控制调节，从而方便了管理，有利于安全生产。适合生产大块铸造焦热回收焦炉炭化室宽度大、容积大，可以配入大比例高变质程度煤，在保证炼焦煤的结焦性能的同时，尽可能减少了炼焦

5、时的收缩裂纹，通过降低炼焦的温度和结焦的速率，减少炼焦煤在结焦过程中产生的热应力，减少焦炭在结焦过程中产生的裂纹，从而能生产出大块焦炭。污染物排放少,危害轻清洁型热回收焦炉生产过程中采用负压操作，从根本上解决了回收型炼焦操作中存在的荒煤气无组织逸散问题,废气充分燃烧使煤热解过程中生成的致癌物质苯并芘等有害物质含量明显下降，而且生产中无酚、氰废水排除。热回收焦炉的生产工艺流程图高温烟气炼焦入炉煤捣固煤饼装炉干馏结焦推焦湿法熄焦输焦收集逃逸气体收集处理逃逸烟气余热回收烟气处理余热锅炉换热省煤气换热脱硫除尘烟囱外排蒸汽

6、发电加热热水废渣处理用户用户3.1理论创新配入大量无烟煤的结焦机理配入的中、低变质程度无烟煤在高温下其活性组分被活化，以气相或固相与胶质体活性组分发生缩合、缩聚、环化反应，与碳键结合或搭桥，形成焦炭。这部分活性组分是热回收焦炉结焦机理的有效组成部分，也是入炉煤较低G值下仍能成焦的主要原因之一；热回收焦炉与5.5米机焦炉煤饼尺寸与气体溢出示意图（左：热回收焦炉；右：传统机焦炉）大煤饼、高密度、慢升温不仅促进了无烟煤活性组分与胶质体的结合反应，而且也使炼焦煤挥发物中得高分子化合物（焦油）直接参与到胶结、熔融固化过程中

7、；这部分焦油沥青不仅作为粘结剂，而且作为改质剂使煤的共炭化性能发生改变，进一步提高了煤的粘结性；热回收焦炉与5.5米机焦炉生产冶金焦升温曲线图无烟煤炼焦的活性组分结合原理，对于气化、软化温度不同的动力煤与炼焦煤也有类似作用，但其主要是分解的气化活性挥发物与胶质体活性组分发生化学结合，这种化学结合作用差于无烟煤的内部活性组分与炼焦煤胶质体结合能力；水平滑动层对块度、强度的控制原理在热回收焦炉中，可采用分层捣固方式，在焦炭结焦时处于不同温度下的分层产生不同的收缩膨胀应力，可沿滑动层释放，而不同分层的纵向裂纹也被滑动层

8、切割，增大焦炭块度和强度。汾渭公司已申请专利，受理号（201120305034.3）高密度大煤饼对气相芳香烃捕获与结合作用捣固后煤饼的高密度，可使焦炭气孔分布均匀，使焦炭反应性降低。同时，热回收焦炉中煤结焦过程产生的气态产物沿煤饼上下热侧逸出，大的煤饼增加了逸出行程，高的堆比密度减小了煤粒间距，增大了煤粒相互接触机会，在气相穿过炙热焦炭层时有助于二次分解的