刘凤权

（江苏南京南钢第一炼铁厂）

摘要  南钢焦化干熄焦项目替代传统的湿熄焦，文章阐述了干熄焦的相对优越性，以及带来的经济、社会效益。

关键词干熄焦  质量  环保  效益

1  前言

南钢是坐落在南京江北的一个大型钢铁企业。58年建厂至今在不断的探询摸索中发展，尤其是近几年，随着社会经济的飞速发展，社会环保和节约能源意识的不断加强，在霸王山上，伴随着扬子江畔的风浪又逐渐建立了南钢新区— 炼铁新厂和中厚板卷厂。新区可以说占到了整个南钢的半壁江山。新厂区，新面貌，在自动化程度不断提高、规模不断壮大、环保意识的不断加强的同时，建立了环保三同时项目“干熄焦”。在焦炭质量、经济和社会效益、环保等方面都起到积极的作用。

2 干熄焦的基本原理

干熄焦（COKE DRY QUENCHING缩写为CDQ）是相对于传统的湿熄焦而言的。其基本原理是利用惰性气体（燃烧后的废气及氮气）在干熄焦炉中与红焦直接换热，从而冷却焦炭。近几年，干熄焦在中国的发展十分迅速，该技术作为焦化行业的一项重要节能环保工艺，还可以改善焦炭的质量，其经济、社会效益显著，是普遍推广的一项成熟工艺技术。现在，南钢已先后全面顺利建成投产140t干熄焦炉和75t干熄焦炉各一座。经过多年的运行，干熄焦相对于湿熄焦的各项优势特点得以全面体现。

3  干熄焦相对湿熄焦的优越性

3.1 余热回收

出炉红焦的显热占焦炉能耗的35-40％，相当于炼焦煤能量的5％。采用干熄焦可回收约80％的红焦显热。2006年3月以来，南钢干熄焦正式投产运行，平均每吨红焦可回收3.9MPa、450℃蒸汽550kg左右。采用干熄焦平均可降低能耗35kgce/t左右。回收的蒸汽可直接送入蒸汽管网，也可以送蒸汽轮机发电。南钢3＃、4＃、5＃焦炉设计年产焦炭170万t，配套140t和75t干熄焦炉各一座，产生蒸汽全部发电。平均每熄1t红焦净发电93.6kWh左右。

3.2 焦炭质量的提高

采用湿熄焦时，红焦被熄焦水急剧冷却，焦炭内部结构产生很大的热应力，造成较多的网状裂纹，气孔率高，因此其转鼓强度较低，并容易碎裂成小块。而采用干熄焦时，焦炭被循环气体缓慢冷却，降低了内部热应力，网状裂纹减少，气孔率低，因而其转鼓强度提高，其密度也增大。焦炭在干熄炉从上而下的运动，增加了焦块之间的摩擦和碰撞，相当于“整粒作用”，从而提高了焦炭块度的均匀性。焦炭的热强度主要取决于表面积，湿熄焦炭的微孔数量多于干熄焦炭，而且其微孔的平均孔径也远远小于干熄焦炭，因此干熄焦炭的总表面积显著小于湿熄焦炭。干熄焦的总表面积显著小于湿熄焦炭，因此干熄焦炭的CO₂反应性指标CRI要比湿熄焦炭低，反应后强度CSR也就高。南钢采用干熄焦后其质量与湿熄焦相比见表1。

从表1可以看见，干熄焦炭质量比湿熄焦炭质量得到大大的改善。M40提高2.97个百分点，M10改善0.24个百分点，CRI下降6.46个百分点，CSR提高6.74个百分点，焦炭块度更加均匀。在保持焦炭质量不变的情况下，采用干熄焦可以在配煤中多用15％的弱粘结性煤，以节省主焦煤资源，降低炼焦成本。

表1   南钢干、湿熄焦焦炭质量对比，%

3.3 减少环境污染

炼焦生产若采用湿法熄焦，则每熄1t红焦炭就要向天空排放约0.45t含有大量酚、氰化物、硫化物及粉尘的蒸汽，严重污染环境，这部分污染占炼焦对环境污染的三分之一。干熄焦则是利用惰性气体，在密闭系统中将红焦熄灭，并配备良好的除尘设施，基本上不污染环境。由于干熄焦能够产生蒸汽，并可以用于发电，因此避免了生产等量蒸汽燃煤对大气的污染（5～6t蒸汽需要1t动力煤）。对南钢新区规模为170万t/a的焦化而言，采用干熄焦技术，每年可以减少17万t左右动力煤燃烧对大气的污染，相当于少向大气排放250多万吨烟尘、2300多吨SO₂，尤其是每年可以减排 17～30万tCO₂，可减少温室效应，保护生态环境。

3.4 节约水资源

采用传统的湿法熄焦，每熄灭1t红焦要消耗0.45t水，而且产生的水蒸气夹带着大量的粉尘及酚、氰化物、硫化物等有害气体，既腐蚀设备，又严重污染大气及周围环境。南钢采用干熄焦大大减少环境污染的同时，也节约了数量可观的熄焦用水。平均每年可节约熄焦用水65万t左右，效益可观。

4  干熄焦的经济效益

4.1干熄焦自身的经济效益

现在南钢新区有6m 2X55孔和1X60孔焦炉，每年产焦170万t，配套建设140t和75t干熄焦装置各一套。按熄灭1t红焦回收0.55t蒸汽计算，则回收蒸汽量为170*0.55＝93.5万t/a。配套上气轮发电机，按平均每熄1t红焦净发电93.6kWh计算，则回收蒸汽发电量为170*93.6＝15912万kWh/a，电力价格按0.56元/kWh计算，年收入为8910.72万元。可见蒸汽发电带来的经济效益是很可观的。

4.2 干熄焦的延伸效益

与湿熄焦相比，干熄焦炭的质量高，可使高炉炼铁的入炉焦比下降2.5％，同时高炉的生产能力可提高1％。按照现在南钢新区的生产基本数据计算：全年产焦170万t；入炉焦比按平均485kg/t铁计算；焦炭价格按照1200元/t计；生铁利润按180元/t计。

（1）降焦产生的效益

年节省焦炭量：1700000*0.93*2.5％＝39525t

产生的效益：39525*1200＝4743万元

（2）增产生铁所产生的效益

1700000*0.93/0.485*1％*180＝586.76万元

干熄焦的延伸效益为4743+586.76＝5329.76万元，即每吨干熄焦炭对整个炼铁系统的延伸效益为31.35元/t。

亚洲唯一在京都协议书书被规定减排目标的国家— 日本已计划将干熄焦技术作为CDM（清洁发展机制）项目，以实现其温室效应气体的减排目标。因此南钢每年干熄焦可减排二氧化碳17～30万t，以每吨二氧化碳排放权8美元计算，如果干熄焦与清洁发展机制结合起来，通过出售二氧化碳减排指标，可以获得136～238万美元的额外收益。

干熄焦部分设备的国产化给我国带来了丰厚的经济和社会效益。我国开发的干熄焦技术先进，国产设备性能可靠，能保证整个干熄焦系统稳定的运行。实践证明，南钢干熄焦采用太原重工的提升机、秦皇岛冶金机械有限公司的旋转密封阀以及电机车、旋转焦罐等国产化专有大型设备，使用性能可靠，满足实际要求，比国外引进设备节省资金近50％。

5  结语

     中国是个能源短缺的国家，国内能源价格较高，今后随着我国能源价格的更加趋于合理化，干熄焦的经济效益会更好。它的经济效益、环保程度等完全可以抵消其高投资的不足。干熄焦投产以来，生产顺行，设备运行可靠，在质量、环保、效益等各方面都达到预期目标。相对于湿熄焦的各项优势在南钢得以充分的体现，回收能源和改善焦炭质量都给南钢带来很大的效益。

6    参考文献

〔1〕郑文华，张绍盾.干熄焦技术的特点及其社会效益分析·中国焦化业2007（1）.