[科普中國]-焦炭熄火

概述

焦炭出爐后，必須在極短時(shí)間內(nèi)迅速熄火、將其溫度從1400℃迅速冷卻到常溫，這一操作工序稱為焦炭熄火。焦炭熄火的基本要求是在沒有紅焦的前提下水分要低且要穩(wěn)定。焦碳熄火的關(guān)鍵是要盡快使紅焦與空氣隔絕。實(shí)現(xiàn)窒息，并與介質(zhì)充分接觸，迅速降溫。焦炭熄火的工藝有干熄焦和濕熄焦兩類。濕熄焦分為噴水式的濕式熄火與浸水式的濕式熄火兩類。

噴水式濕式熄火噴水式濕式熄火（CWQ）通常稱為濕式熄火，具有悠久的歷史，是最為常見的焦炭熄火方法。用熄火車將紅焦運(yùn)送到高度為15~25m的熄火塔中，從熄火塔上部連續(xù)噴水約100秒使焦炭熄火并冷卻。噴射到焦炭上的水一部分蒸發(fā)（0.4~0.6m3/噸）后作為水蒸氣從熄火塔頂部排放到大氣中，未蒸發(fā)的水經(jīng)沉淀與分離其中的粉焦后可再循環(huán)利用。

工藝簡單且投資少是最大的優(yōu)點(diǎn)，但是熾熱的焦炭所持的顯熱不能回收，而且從熄火塔頂排放出去的水蒸氣內(nèi)含有粉焦及一氧化碳等有害氣體，環(huán)境污染比較嚴(yán)重。

浸水式的濕式熄火浸水式的濕式熄火（CSQ）是在德國得到應(yīng)用的。在熄火車上設(shè)有大型熄火焦罐來接受熾熱的焦炭。當(dāng)裝有紅焦的熄火焦罐進(jìn)入熄火塔后，從其下面注水進(jìn)行熄火冷卻。發(fā)生的含塵蒸氣經(jīng)設(shè)在熄火塔上部沖擊板式除塵裝置除塵后排放，并為熄火水處理設(shè)置了使大于0.04mm粉塵沉淀的沉淀池。

由于焦炭的熄火是浸水方式使焦炭得到急冷，所以一氧化碳（CO）及硫化氫（H2S）等氣體發(fā)生量比噴水式濕式熄火（CWQ）大幅度降低。其特點(diǎn)是使用少量投資改善了噴水式濕式熄火所存在的環(huán)境污染問題。但是，與噴水式濕式熄火同樣，不能回收利用紅焦所攜帶的顯熱。1

干式熄火焦炭干式熄火裝置（CDQ）不僅能將紅焦所持顯熱回收發(fā)電，而且由于熄火塔內(nèi)沖擊摩擦等機(jī)械作用與干式緩冷產(chǎn)生的化學(xué)及熱效應(yīng)，能夠去除焦炭的脆弱部分并減少焦炭內(nèi)部裂紋，提高強(qiáng)度并具有粒度均勻化效果，就焦炭質(zhì)量干式熄火處理來講優(yōu)于濕式熄火處理。

目的炭的熄火過去一般是在采用熄焦塔噴水的方法。但是，由于最近能源危機(jī)，人們逐漸注意到回收灼熱焦炭的熱量問題，并注意到采用焦炭的干式消火法。

干式消火法是用氮?dú)獾仍诿荛]容器內(nèi)冷卻焦炭，回收利用被焦炭加熱的氣體熱，其目的如下：

①回收被棄的灼熱焦炭熱能加以有效地利用。

②由于沒有熄焦塔熄焦時(shí)的蒸汽散失，以及沒有灰塵飛揚(yáng)的焦臺作業(yè)等，有利于防止公害。

③可節(jié)約大量熄火所需的水。

④由于是漸漸冷卻，防止了焦炭的龜裂等，提高了質(zhì)量。

工藝過程目前，實(shí)用化的干熄焦法是蘇聯(lián)研制的，其工藝過程見下圖。

推出的焦炭裝入焦罐，由搬運(yùn)車運(yùn)送到熄焦設(shè)備里。裝有焦炭的焦罐用卷揚(yáng)機(jī)送到冷卻器，由上面送進(jìn)冷卻器。冷卻器分為預(yù)置室和冷卻室，焦炭在這里先貯存，然后再送到冷卻室。冷卻室中送進(jìn)不含氧的氣體，焦炭約在兩小時(shí)內(nèi)冷卻至200℃，由下面排出。

熱的回收是用廢熱鍋爐，從焦炭得到熱的氣體約達(dá)850℃，通過環(huán)狀通道送進(jìn)廢熱鍋爐，用該熱發(fā)生高溫蒸汽。在鍋爐冷卻的氣體再送到冷卻室循環(huán)使用。冷卻用氣體組成為CO2 4～10%，CO 12%，O2 0.5%左右，余下的為N2。在循環(huán)中從焦炭中發(fā)生氣體，可燃成分逐漸增加，因此，通入N2或空氣以調(diào)整成分。2

效果a、回收熱量發(fā)生蒸汽蘇聯(lián)實(shí)際應(yīng)用的處理能力為56噸/小時(shí)的設(shè)備，每1噸焦炭可發(fā)生40氣壓，450℃蒸汽420～450公斤。發(fā)生的蒸汽在煉鐵廠中作為能源使用。此能量用于對應(yīng)于1萬噸高爐的煉焦?fàn)t時(shí)，換算為重油推測可相當(dāng)于150千升/日。

b、熄焦用水的節(jié)約，可以完全節(jié)約采用濕武熄焦法時(shí)每噸焦炭使用的0.5米3的水。

c、焦炭質(zhì)量的提高 根據(jù)蘇聯(lián)所發(fā)表的資料，干式熄焦法優(yōu)于濕式熄焦法，如下圖。