干熄焦是相对湿熄焦而言,以冷惰性气体(通常为氮气)冷却炽热红焦炭的一种熄焦方式。吸收了红焦热量的惰性气体作为二次能源,在热交换设备(通常是余热锅炉)中给出热量而重新变冷,冷的惰性气体再去冷却红焦。余热锅炉产生的蒸汽用于发电。干熄焦在节能、环保和改良焦炭质量方面优于湿熄焦。
对规模为100*104t/a的焦化厂,采用干熄焦技术,每年可以减少(8~10)*104t动力煤燃烧对大气的污染。相当于少向大气排放144~180t烟尘、1280~1600tSO2,减排(10~17.5)*104tCO2,节水45*104t,发电(95~105)*106kW·h。由于干熄焦循环气体温度高达850℃以上,含尘浓度30~60g/m,且粉尘琢磨性极强,所以只有选用重力除尘器进行除尘,这是其他除尘器不可及的。
1.干熄焦工艺流程
干熄焦工艺流程如下图所示。干熄焦焦罐提升机
从炭化室推出的950~1050℃红焦经导焦栅落入运载车上的焦罐内。运载车由电机车牵引到提升机井架底部(或牵引到横移牵引装置处,再横移到提升机井架底部),由提升机将焦罐提升并平移到干熄槽槽顶,通过装入装置将焦炭装入干熄槽。炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换,冷却到200~250℃下。冷却后的焦炭经排焦装置卸到胶带输送机上,送筛焦系统。
130℃的冷惰性气体由循环风机通过干熄槽底的供气装置鼓入槽内,与红焦炭进行热交换,出干槽炉的热惰性气体温度约为850~970℃。热惰性气体夹带大量的焦粉经一次除尘器进行沉降,气体含尘量降到6g/m以下,进入干熄焦锅炉换热,在这里惰性气体温度降到200℃以下。冷惰性气体由干熄焦锅炉出来,经二次除尘器,含尘量下降到1g/m以下,然后由循环风机加压,经热管式给水预热器冷却到约130℃,送入干熄槽循环使用。
干熄焦锅炉产生的蒸汽或并入厂内蒸汽管网或送去发电。
2.干熄焦循坏气体除尘原理
(1)除尘过程 在干熄槽里,当焦炭运动时焦粉被循环气体带走,循环气体中的焦粉颗粒的粒度范围很广,由较大到较小很不均匀。下面列出在设计负荷下操作时,干熄焦装置中含尘循环气体的灰尘平均筛分组成见下表。
由于焦粉的粒度范围很广,所以为达到循环气体的使用要求,干熄循环气体除尘系统是分两种原理进行除尘的。一是在干熄槽与废热锅炉之间安装有重力除尘器(见下图),温度为(600~800℃),属于高温区,重力除尘器的下部为焦尘沉降室,沉降室的尺寸很大,循环气体经过沉降室时气流的运动速度大大降低,气体停留时间长,在重力的作用下气体中悬浮的颗粒状粉尘从气流中沉降下来。灰尘沉降的轨迹由两个分力的几何合力所确定,灰尘在重力的作用下,在气体流动到出口管前就落到沉降室底部。干熄槽到废热锅炉的过渡性气体通道见下图。二是废热锅炉之后的离心式除尘器。
(2)重力除尘器工作原理 当气体由进风管进入降尘室时,由于气体流动通道断面积突然增大,气体流速迅速下降,粉尘便借本身重力作用,逐渐沉落,落入下面的灰斗中,经输送机械送出。
当重力除尘器内被处理的气体速度越低,重力除尘器的纵向浓度越大,沉降高度越低,就越容易捕集细小的粉尘。
为了使气体的灰尘能够下沉,必需保证重力除尘器中的气流为层流状态。气流的平均速度不应超过0.6m/s。
利用重力除尘器沉降焦尘,这种方法效率不高,但能满足工程需要。
在焦尘重力除尘器内捕集到的主要是大颗粒粉尘,规格在0.5~5mm之间,这一筛级的灰尘占重力除尘器所捕集到的主要是大颗粒灰尘,规格在0.5~5mm之间,这一筛级的灰尘占重力除尘器所捕集到的灰尘的70%。见下表。干熄焦焦罐提升机
3.干熄焦重力除尘器设计
干熄焦重力除尘器是通过高温膨胀节与干熄槽和锅炉连接,由干熄槽处理的热惰性气体(约900℃)夹带着大颗粒的焦粉,这种气体若直接进入锅炉,则对锅炉管会造成严重的冲刷和磨损,所以干熄焦一次除尘器选用重力除尘器的原理将热惰性气体中大颗粒的焦粉进行分离,达到保护锅炉炉管的目的。
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