国内外焦化前沿技术的研究

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1、国内外焦化前沿技术的研究L!前，国内外焦化技术迅猛发展，主耍体现在顶装焦炉的超人型化、捣固焦炉的人型化、干熄焦技术的推广及大型化、煤调湿技术的推广和焦炉煤气制甲醇等。另外，还冇一批前沿技术止在研究开发，下而对这些技术的研发情况作一介绍。1日本SC0PE21炼焦技术SC0PE21是“面向21世纪高效与环保型屆级焦炉”，是针对■当今炼焦工艺存在的问题（如：煤资源的有效利用、坏境保护等）开展的为期10年的新炼焦技术的研究。该研究的L!标有：将炼焦利川劣质煤比例从20%提高到50%；焦炉生产效率提高3倍；使炼焦过程产半的NOx减少30%；实现无烟无尘密闭生产；节省能源20%

2、。工艺流程见图1。350〜400"C350〜400亡炉门z'妙门热圧块耳L叩00打无烟装煤乍2Hid_►流化床干燥器器油空他:热风I(750〜850U〉将炼室送发电密闭推他机密闭性您机100〜200£他炭送高炉图1SC0PE21新炼焦技术的工艺流程示意图在2001年完成中试的基础上，2003年3月起进行了1年单孔炉（50t焦炭/d）半工业试验，煤处理量为6t/h,为实际设备的1/10〜1/20o单孔炉尺寸为7.5mX8mX0.45m（高X长X宽），炉长是实炉长度的1/2,炉高和炉宽与实炉相同。共试验440炉，取得了较好的阶段性成果。平均焦炭强度DI15015=84.

3、8,比通常值高2.5,在非粘结煤配比为50%时,操作也没有问题。在装入煤温度t二330°C、炉温1250°C、结焦时间为7.4h时，其生产率提高2.4倍。焦炉废气中NOx浓度在lOOppm以下，工艺能耗降低21%,占地血积节约1/2,设备费降低16%,总生产成本费降低18%。据悉，日本正在新日铁大分厂建设类似于SCOPE21技术的新焦炉。2焦炉荒煤气显热的回收技术从炭化室经上升管逸岀的650〜700°C荒煤气(露点为65°C左右)带出的显热占焦炉总热量的32%。为了冷却高温的荒煤气，在桥管和集气管喷洒大量70〜75°C的循环氨水，荒煤气与循环氨水充分接触。由于荒煤气

4、温度很高R远未被水汽所饱和，所以煤气放出大量显热，循环氨水吸收热量后人量蒸发，快速进行着传质和传热过程。煤气在集气管小冷却时所放出的热量，人部分被用于蒸发氨水，剩余的热量则消耗在加热氨水和集气管的散热损失上。20世纪80〜90年代，为了回收高温荒煤气所带出的大量显热，我国曾掀起一股上升管汽化冷却的热潮，即将上升管做成夹套管，水通过夹套管与高温荒煤气进行间接换热，水被加热而汽化成水蒸汽，回收了热量的水蒸汽送入蒸汽管网。后來，因上升管汽化冷却装置是水变蒸汽的相变过程，必须按锅炉规范管理,每年必须停产进行安全检杳,这给连续生产的焦炉带來了很多麻烦，再加上一些其他原因，上升

5、管汽化冷却技术在推行了几年后逐渐停用。现在采用导热油冋收荒煤气热量，即将上升管做成夹套管，通过夹套管的导热油与高温荒煤气间接换热，被加热后的高温导热油可作为蒸氨、硫钱和煤焦油蒸憎装置的热源，也对以用于入炉煤的干燥，见图2。“焦炉荒煤气显热的回收利用技术”主要是开发上升管导热油夹套制造技术和焦炉煤气上升管余热回收装置防止积碳、积焦油技术，其研究内容如下：(1)结合焦炉上升管改造项冃，建立上升管换热模型，进行荒煤气中析焦油、析碳的动力学及热力学模型研究，确定荒煤气中积焦汕、积碳的影响凶索，筛选导热汕换热介质。(2)依托技术改造工程，进行“荒煤气显热冋收利用技术”的系统安

6、装与调试，进行导热油上升管显热回收装置的试运行，优化系统运行参数，最终实现减少炼焦能耗15kg(标煤)/t焦。荒煤％:fitIWKnra液分离图2荒煤气显热回收的示意图2006年，济钢和济南冶金设备公司在济钢6m焦炉的5个上升管上进行了导热油回收荒煤气热量的生产试验，取得了较好的效果，为我国导热油回收荒煤气热量的技术开发迈出了开创性的第一步。3焦炉煤气热裂解生产合成气在现实的焦化生产屮，从炭化室经上升管逸岀的650〜700°C的荒煤气所带岀的显热相当于炼焦过程总热量的32%。为了充分利用这部分热量，20世纪90年代，德国人提出了生产两种产品（焦炭和还原性气体）的焦化

7、厂，即高温荒煤气从炭化室逸出后不冷却，盲接进入热裂解炉，将焦炉煤气中的煤焦汕、粗苯、氨、蔡等有机物热裂解成以C0和H2为主要成分的介成气体。这种合成气体町以介成氨、合成甲醇、生产二甲醸，也可以生产直接还原铁。日木三井矿山一巴布科克日立公司于2001年开始对焦炉煤气进行无催化氧化重整技术的研究，已经完成了小型实验。其出发点是直接把焦炉炉头的上升管和集气管改造成焦炉煤气重整装置，利用焦炉煤气白身显热（600〜700°C）和夹带的水分（不足时补充蒸汽），玄接鼓入纯氧（02）,使具发生重整。这实际上就是无催化剂状态下的部分氧化转化的化学反应过程，反应的温度由鼓入的氧气量