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国内外干熄焦技术状况及发展趋势


干法熄焦(Coke Dry Quenching)简称干熄焦(CDQ)，是相对于湿熄焦而言的采用惰性气体熄灭赤热焦炭的一种熄焦方法。干熄焦能回收利用红焦的显热，改善焦炭质量，减轻熄焦操作对环境的污染。
干熄焦起源于瑞士，最早的干熄焦装置是1917年瑞士舒尔查公司在丘里赫市炼焦制气厂采用的。20世纪30年代起，前苏联、德国、日本、法国、比利时等许多国家，也相继采用了构造各异的干熄焦装置。干熄焦装置经历了罐室式、多室式、地下槽式、地上槽式的发展过程，由于处理能力都比较小，发生蒸汽不稳定、投资大等因素，这一技术长期未得到发展。到了20世纪60年代，前苏联在干熄焦技术工业化方面取得了突破性进展，在切列波维茨钢铁厂建造了带预存室的地上槽式干熄焦装置，处理能力达到52～56t/h。这种带预存室地上槽式于熄焦工业装置解决了过去干熄焦装置发生蒸汽不稳定等问题，实现了连续稳定的热交换操作。该装置的技术先进性得到了世界焦化界的公认，并陆续在焦化厂推广建设。20世纪70年代，全球范围内的能源危机，进一步推动了干熄焦技术的发展。日本首当其冲，在能源短缺、节能呼声高涨的背景下，从前苏联引进干熄焦技术和专利实施许可，经过消化移植，在大型化、自动化和环境保护措施等方面有所发展。到了20世纪90年代，日本建成投产了单槽处理能力为56～200t/h的多种规模的干熄焦装置39套，干熄焦率约占日本高炉焦用量的80％，是干熄焦装置应用最多的国家之一。
目前，日本新日铁、NKK、德国蒂森·斯梯尔·奥托公司在于熄焦技术上处于领先水平。这些公司在扩大干熄焦装置能力、改善冷却室特性、热平衡、物料平衡、自动化、环保等方面实现了最佳化设计，其处理能力和装置的先进性远远超过了前苏联，并形成了各自的特点，见表1。
表1 乌克兰、日本、德国干熄焦技术对比表
项目
乌克兰
日本
德国
处理能力（t/h）
50、70
56～250
75～170
控制方式
三型仪表
三电一体化
三电一体化
气料比（m3/t）
1500～1750
1200
1000
干熄焦槽形状
圆形
圆形
方形、带水冷栅和水冷壁
一次除尘器
有
有
无
装料料钟
无
有
无
吨焦能耗（kWh）
22
17
13
开发时间
20世纪60年代
20世纪70年代
20世纪80年代
除前苏联、日本、德国拥有干熄焦装置外，印度、韩国、波兰、罗马尼亚、巴西、土耳其、尼日利亚和我国都相继建成了干熄焦装置。


干熄焦是利用冷的惰性气体(150℃)在干熄槽中与赤热焦炭(950～1050℃)换热从而冷却焦炭(200℃)，吸收焦炭热量的惰性气体(850℃)将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽。被冷却的惰性气体再由循环风机鼓人干熄槽循环使用。干熄焦锅炉产生的中压(或高压)蒸汽并人厂内蒸汽管网或用于发电。工艺流程见图1。

与常规湿法熄焦相比，干熄焦主要有以下三方面特点。
1)回收红焦显热
出炉红焦显热约占焦炉能耗的35％～40％，干熄焦可回收80％的红焦显热，～、450℃～。据日本新日铁对其企业内部包括干熄焦、高炉炉顶余压发电等所有节能项目效果分析，结果表明干熄焦装置节能占总节能的50％。可以说，干熄焦在钢铁企业节能项目中占有举足轻重的地位。
2)改善焦炭质量
干熄焦与湿熄焦相比，避免了湿熄焦急剧冷却对焦炭结构的不利影响，其机械强度、耐磨性、真比重都有所提高。焦炭比提高3％～6％，％～％，反应性指数CRI明显降低。冶金焦炭质量的改善，对降低炼铁成本、提高生铁产量、高炉操作顺行极为有利，尤其对采用喷煤技术的大型高炉效果更加明显。前苏联大高炉冶炼表明，％，高炉生产能力提高1％～％。
同时在保持原焦炭质量不变的条件下，采用干熄焦可扩大弱粘结性煤在炼焦用煤中的用量，降低炼焦成本。
两种熄焦方法焦炭质量指标对比见表2。
表2 干熄焦工艺和湿熄焦工艺焦炭质量对比表
焦炭质量指标
湿熄焦
干熄焦
水分（％）
2～5
～
灰分（干基）（％）


挥发分（％）


米库姆转M40（％）
干熄焦比湿熄焦提高3％～6％
鼓指数M10（％）
％～％
筛分组成：>80(mm/%)
80～60(mm/%)
60～40(mm/%)
40～