[发明专利]一种高效减排的干熄焦方法及生产一氧化碳的系统

说明书

本发明提供一种高效减排的干熄焦方法，其采用二氧化碳气、富二氧化碳气作为干熄焦循环气流的进气；干熄焦循环气流在与红焦换热的同时，所含部分二氧化碳与高温红焦反应生成一氧化碳，使循环气流中一氧化碳的体积含量达到30‑80%；二氧化碳与高温红焦生成一氧化碳的吸热反应合理利用了高温红焦的热量，保证了干熄焦过程和焦炭产品质量的稳定性。还提供一种生产一氧化碳的系统，将干熄焦装置的采出气流进一步的净化分离制得一氧化碳产品气外供，分离所得富二氧化碳气返回干熄焦装置循环气系统利用。本发明的干熄焦方法是一种技术上可行、经济上合理的碳减排工艺。

技术领域

本发明属煤化工技术领域，具体涉及一种高效减排的干熄焦方法及生产一氧化碳的系统。

背景技术

炼焦过程中，将高温红焦冷却的过程称为熄焦，熄焦方法有湿熄焦法和干熄焦法两种。

湿熄焦法是直接用水浇洒在高温红焦上降温的工艺，该工艺技术简单，投资少，但不能回收焦炭显热，对环境污染较大。

干熄焦法是利用低温气流，在具有立式结构的干熄炉内与炽热的红焦逆流换热，将红焦冷却的工艺；干熄炉的焦炭料层，中上部为预存段，红焦在此预存段保温提质，中下部为冷却段，低温气流与红焦的逆流换热过程主要发生在冷却段。干熄焦过程中，如950-1100℃的红焦从干熄炉顶部间歇装入，在预存段的平均停留时间1h左右，随干熄炉底部出料而连续下移，进入冷却段后与逆流的循环气流换热至低于200℃，从干熄炉底部排出；低温如130℃左右的循环气流，经干熄炉底部的气流分布部件，大体均匀地流入冷却段底部焦层，向上流动并吸收焦层显热，升温至如950℃左右后从预存段、冷却段间斜道区外上部的环形烟道排出干熄炉，经一次除尘器收集大部分焦粉尤其是外形尺寸0.8mm以上的焦粉后，进余热锅炉换热产生中高压蒸汽，冷却至如160℃左右后经二次除尘器收集剩余的少部分焦粉后，再由循环风机加压，经余热锅炉给水预热器进一步换热降温至如130℃左右，重新进入干熄炉底部的气流分布部件，形成气流循环。干熄焦法的优点，一是对焦炉所产高温红焦的保温提质作用，使焦炉具有较高的产能和操作弹性；二是循环气流将70%以上的红焦显热带出，经余热锅炉产生中高压蒸汽可外供和/或通过汽轮机发电，产生一定经济效益。我国现有干熄焦装置三百余套，产能产量都超过湿熄焦法装置，污染也较轻。

循环气流的成分情况和控制方法，是干熄焦装置运行控制的重要内容；其中，一氧化碳、氢气含量情况涉及干熄焦装置的运行安全，二氧化碳、氧气含量情况与焦炭烧损率密切相关。循环气流在进入干熄炉冷却段底部焦层时的成分及含量情况，一般为一氧化碳3-15v%，氢气≤5v%，二氧化碳7-20v%，甲烷≤0.5v%，氧气≤0.5v%，其余基本为氮气；根据装置设备水平、高温红焦入炉条件，和对系统安全、焦炭烧损率等工艺控制目的不同，各干熄焦装置对循环气流各成分含量范围的控制差异很大。循环气流的所述的成分及含量情况，源于预存段红焦保温提质过程中的继续热解和残余挥发分转化释放的一氧化碳及少量氢气、甲烷，与主要在如环形烟道连续导入的空气所含氧气、水气与高温循环气流成分的持续反应产物和氮气剩余。很多常规干熄焦法的干熄炉预存段上部还设置空气导入口，连续或间歇导入少量空气，将预存段红焦提质过程中释放的一氧化碳、氢气全部或部分烧掉，以控制预存段料层内及上部空间中可燃成分的浓度，降低干熄炉顶部气体泄漏的燃爆风险；有的装置还在红焦装入前和/或红焦装入过程中加大该空气导入口的空气流量，控制预存段上部空间中可燃成分的浓度，进一步降低装料口打开后高温气体逸出或与空气交换时的燃爆风险。