干熄焦（CDQ）是相對濕法熄焦而言。濕法熄焦在我國焦化廠普遍使用，但在濕法熄焦過程中大量含有HCN、H2S、NH3、酚類及粉塵等有害物質(zhì)的蘑菇云濕蒸汽排入大氣。嚴(yán)重污染環(huán)境，不僅浪費(fèi)大量熱能，同時(shí)又消耗了大量熄焦水，影響焦炭質(zhì)量。干熄焦是以惰性冷氣體氮?dú)鉃檩d體，通入干熄焦?fàn)t內(nèi)冷卻熾熱紅焦炭，使火紅焦炭由1100℃冷卻至250℃以下。氮?dú)庋h(huán)是在密閉系統(tǒng)內(nèi)完成熄焦過程，基本消除了濕法熄焦排放的有害物質(zhì)和濕蒸汽。循環(huán)的惰性熱氣體熱量經(jīng)回收產(chǎn)生蒸汽并發(fā)電。

1、 干熄焦裝備迅速發(fā)展

我國干熄焦裝備技術(shù)始于20世紀(jì)80年代寶鋼從日本引進(jìn)75t/h CDQ裝置，在寶鋼共有12套處理焦炭75t/h CDQ裝置，1996年濟(jì)鋼投產(chǎn)了處理焦炭70t/h 2套CDQ裝置。2000年前我國焦化企業(yè)僅有上述兩家有CDQ裝置。

隨著我國鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展，導(dǎo)致焦化企業(yè)快速擴(kuò)張和建設(shè)。為嚴(yán)格控制污染加強(qiáng)環(huán)境治理，國家發(fā)展改革委員會(huì)于2004年發(fā)布了《焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件》公告76號(hào)文，規(guī)范了焦化廠的建設(shè)條件，使我國焦化廠配套建設(shè)CDQ裝置得到迅猛發(fā)展。截止2009年6月，僅四年時(shí)間，我國投產(chǎn)和在建CDQ裝置增至123套。其中已投產(chǎn)71套（產(chǎn)能達(dá)6000多萬t），相應(yīng)干熄焦年產(chǎn)能達(dá)11448萬t，占焦碳總產(chǎn)能為35%，在鋼鐵企業(yè)干熄焦率高達(dá)50%。

就干熄焦的規(guī)模而言，我國居世界首位。首鋼京唐鋼鐵公司260t/h CDQ是目前世界最先進(jìn)、最大規(guī)格的第二套裝置。2004年前我國還不具備干熄焦技術(shù)設(shè)計(jì)能力，馬鋼和通鋼CDQ裝置技術(shù)和設(shè)備國產(chǎn)化示范順利投運(yùn)，為我國自行設(shè)計(jì)CDQ裝置技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。目前我國CDQ裝置從50～260t/h有16種規(guī)格。我國部分企業(yè)CDQ裝置見表1。

             表1  我國部分企業(yè)CDQ裝置分布情況
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　　單位     CDQ裝置規(guī)格  投產(chǎn)時(shí)間    單位      CDQ裝置     投產(chǎn)時(shí)間
　　數(shù)量，t/h                        規(guī)格數(shù)量
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　　寶鋼     12×75      1985         攀鋼    1×145        2006.01
　　1×145      2008.5始建
　　鞍鋼     4×140      2005.10      漣鋼    1×150        2007
　　2×160                   杭鋼    1×75         2006.05.19
　　武鋼     2×140      2003.12      鄂鋼    1×140        2005.07
　　2×140      在建         通鋼    2×90         2004
　　首鋼     1×65       2001         昆鋼    1×140        2005.06
　　韶鋼遷焦 2×95       2009.6.20    南鋼    2×140        2006.07
　　2×140      2007         三明                  2009.02
　　唐鋼     1×150      2006.06      柳鋼    1×150        2007.11.28
　　1×160      2009-7-20
　　1×180      2008.7建     寧波    1×140        在建
　　濟(jì)鋼     2×70       1996         太鋼    2×150        2008.05.28
　　2×150      2006         本鋼    2×150
　　沙鋼     3×140      2005         梅鋼    1×140        2008.06
　　萊鋼     2×140      2005.12.28   包鋼    3×125        2006-2007
　　馬鋼     3×125      2004.04      新余    2×90         2008
　　2×130      2007.6               1×155
　　首鋼京   1×260      2009.5.19
　　唐公司   1×260      在建        開灤中潤 1×140        2009.6.30
　　安陽鋼廠 1×75         2009-7-28
　　山東石   1×95                   沙鋼     2×140        2008建
　　橫特鋼
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2、干熄焦技術(shù)特點(diǎn)

以某廠干熄焦裝置處理能力140t/h為例。

干熄焦裝置額定處理能力140t/h，采用帶橫移的旋轉(zhuǎn)焦罐及高溫高壓自然循環(huán)余熱鍋爐，產(chǎn)生蒸汽最大80.5t/h，實(shí)際71.87t/h，主蒸汽調(diào)節(jié)閥后壓力9.5MPa，溫度540℃。配置1套25MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組用來發(fā)電和供熱。

干熄焦年處理105.3萬t/a(年運(yùn)行時(shí)間按345天計(jì)算)，溫度1000±50℃焦炭。主要產(chǎn)品產(chǎn)量：蒸汽37.26萬t/a，壓力1.2MPa,溫度過熱；發(fā)電125.33×106 kWh/a；除塵焦粉2.1萬t/a。主要技術(shù)特點(diǎn)如下。

1) 干熄槽（冷卻段）采用矮胖型。
2) 爐頂設(shè)料鐘式布料器。
3) 在冷卻段與循環(huán)風(fēng)機(jī)之間設(shè)置給水預(yù)熱器，使干熄爐入口處的循環(huán)氣體溫度由約170℃降至≤130℃。
4) 采用連續(xù)排料的電磁振動(dòng)給料器與旋轉(zhuǎn)密封閥組合的排出裝置。
5) 爐頂水封設(shè)壓縮空氣吹掃管。
6) 電機(jī)車采用APS強(qiáng)制對位裝置，使焦罐車在提升塔下的對位修正范圍控制在±100mm，對位精度達(dá)±10mm。
7) 余熱鍋爐采用膜式水冷壁，全懸掛形式。高溫高壓自然循環(huán)。
8) 提升機(jī)使用PLC控制。
9) 干熄槽設(shè)有2個(gè)料位計(jì)，高料位采用電容式料位計(jì)，同時(shí)采用雷達(dá)微波料位計(jì)進(jìn)行連續(xù)測量。
10) 裝入裝置漏斗后部設(shè)有尾焦收集裝置。
11) 采用帶橫移的旋轉(zhuǎn)焦罐。
12) 根據(jù)干熄槽各部位的操作溫度和工作特點(diǎn)，采用性能不同的耐火材料。

3、 干熄焦工藝流程圖及技術(shù)要求

干熄焦流程圖包括干熄焦系統(tǒng)工藝流程圖，見圖1。

生產(chǎn)操作技術(shù)要求以下。

1) 旋轉(zhuǎn)焦罐內(nèi)只能接一爐焦炭（約21.4t），靜置時(shí)間不超過30min，焦罐內(nèi)不得裝入爐頭焦、余煤、鐵器等。

2) 干熄爐預(yù)存段壓力保持在0～-100Pa，爐內(nèi)料位控制在常用料位（下限料位與上限料位之間），排焦溫度小于200℃。

3) 嚴(yán)格控制干熄爐入口處循環(huán)氣體的溫度在115～130℃之間，在鍋爐入口處溫度不高于970℃，工況正常時(shí)不得低于680℃。

4) 通過導(dǎo)入空氣（鍋爐入口溫度在600～970℃時(shí)）以及向循環(huán)氣體通入N2（鍋爐入口溫度600℃以下或970℃以上時(shí)），及時(shí)調(diào)控循環(huán)氣體含量，使其符合工藝要求。要求CO＜6%，H2＜3%，O2＜1%，CO2≤15%，N2＞75%。

5) 按設(shè)備運(yùn)行情況及時(shí)調(diào)控純水箱、除氧器、汽包的水位。除鹽水罐水位：0±100 mm（根據(jù)實(shí)際工況確定零點(diǎn)）；除氧器水位：0±100mm；汽包水位：0±50mm。

6) 認(rèn)真分析鍋爐水質(zhì)及時(shí)調(diào)控使水質(zhì)達(dá)標(biāo)，主蒸汽品質(zhì)合格。鍋爐給水及爐水基準(zhǔn)值見表2所示。

             表2  鍋爐給水及爐水基準(zhǔn)值
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　　控制項(xiàng)目            單位         控制指標(biāo)
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　　鍋   硬度                  μmol/l   ≤2.0
　　爐   鐵                    μg/l     ≤30
　　給   銅                    μg/l     ≤5
　　水   二氧化硅              μg/l     ≤20
　　pH值(25℃)                      8.8～9.5
　　油   mg/l                       ≤0.3
　　電導(dǎo)率                μs/cm    ＜0.2
　　聯(lián)氨                  μg/l     10～50
　　含氧量                μg/l     ≤15
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　　鍋   pH（25℃）                      9.0～10.5
　　爐   總含鹽量              mg/l      ≤100
　　爐   電導(dǎo)率                ms/cm     <150
　　水   磷酸根離子            mg/l      2～10
　　二氧化硅              mg/l      ≤2
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7) 嚴(yán)格控制好副省煤器的入口水溫不低于60℃，除氧器入口水溫不高于85℃。

8) 控制除氧器壓力保持在0.02MPa以上，確保除氧效果。

9) 控制外部管網(wǎng)輸入的壓縮空氣、儀表用壓縮空氣及N2壓力在0.4MPa以上，低壓蒸汽壓力在0.6MPa以上。

10) 根據(jù)工況及時(shí)調(diào)整循環(huán)風(fēng)量的大小，保證鍋爐順利運(yùn)行。

11) 鍋爐入口氣體壓力，控制范圍-800～-200Pa。

12) 二次過熱器入口溫度540℃以下，且不低于飽和溫度±10℃。

13) 主蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥后出口蒸汽溫度540±10℃，壓力9.5±0.2MPa。

14) 鍋爐給水溫度104℃。

15) 干熄焦系統(tǒng)操作主要工藝參數(shù)見表3。

             表3  干熄焦系統(tǒng)操作主要工藝參數(shù)
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　　項(xiàng)目名稱                           主要工藝參數(shù)
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　　焦?fàn)t配置                     2×55孔、6m焦?fàn)t
　　每孔炭化室出焦量             22.11t（設(shè)計(jì)）21.4（實(shí)際）
　　焦?fàn)t循環(huán)檢修時(shí)間             4.5h/d(3次)
　　每孔焦?fàn)t操作時(shí)間             8.42min
　　緊張操作系數(shù)                 1.07
　　每小時(shí)焦炭產(chǎn)量               127.9(設(shè)計(jì))、127.2（實(shí)際）
　　干熄站配置                   1×140t/h
　　焦炭溫度          干熄前     950～1050℃
　　干熄后     ＜200℃
　　循環(huán)氣體流量                 19.9萬m3/h
　　循環(huán)氣體溫度      進(jìn)干熄爐   ～130℃
　　出干熄爐   900±50℃
　　干熄焦產(chǎn)汽率                 0.575t/t焦
　　干熄爐日操作制度             24h連續(xù)
　　干熄爐年工作天數(shù)             345d
　　干熄站年工作制度  工作       345d連續(xù)
　　檢修       20d
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4、 干熄焦工藝技術(shù)效益分析

1) 改善焦炭質(zhì)量。與濕法熄焦相比，采用干法熄焦可以提高焦炭M40 3%～4%，M10降低0.3%～0.8%，反應(yīng)后強(qiáng)度CSR提高3%～5%，焦炭反應(yīng)性CRI降低1%～5%。焦炭冷強(qiáng)度提高的原因，一方面，由于紅焦在干熄爐預(yù)存室向干熄焦槽下移過程中緩慢冷卻，避免了濕熄焦過程中內(nèi)應(yīng)力驟增的問題，減少了焦炭大量微裂紋的產(chǎn)生；另一方面，由于焦炭在干熄槽內(nèi)自上而下運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行碰撞和摩擦，使焦炭得到了充分的機(jī)械“整粒”作用。有研究認(rèn)為，CDQ焦炭的總表面積，特別是微孔的表面積顯著小于濕法熄焦的焦炭，從而使CDQ焦炭的CO2反應(yīng)性指標(biāo)CRI比濕熄焦焦炭低，而反應(yīng)后強(qiáng)度CSR也相應(yīng)提高。因此，焦炭微孔數(shù)量的減少和微孔表面積的降低是CDQ焦炭強(qiáng)度和熱反應(yīng)性能提高的主要原因。

2) 回收紅焦顯熱。出爐的紅焦顯熱約占焦?fàn)t能耗40%，這部分能量相當(dāng)于煉焦煤能量5%。如回收和利用，可顯著降低產(chǎn)品成本，并達(dá)到節(jié)能降耗的效果。采用干熄焦可回收80%的紅焦顯熱，平均每干熄1t焦炭可回收3.9MPa、450℃的蒸汽0.45～0.6t。

3) 減少環(huán)境污染。干熄焦產(chǎn)生的蒸汽可用于發(fā)電，可以避免生產(chǎn)相同數(shù)量蒸汽的鍋爐燃煤對大氣的污染，尤其可減少SO2、H2S的排放。另外，在保持焦炭質(zhì)量的前提下，采用干熄焦工藝可以增加弱粘結(jié)性煤用量、減少焦、肥煤配入量10%～20%，緩解緊張的煉焦煤。

4) 節(jié)能降耗效果顯著。某企業(yè)140t/h CDQ裝置實(shí)際運(yùn)行產(chǎn)生的效益如下：每年可產(chǎn)生0.95MPa蒸汽40萬t，年發(fā)電量2700萬kWh，二者年創(chuàng)效益3700萬元。降低焦化工序能耗40kgce/t焦，向大氣排放污染物減少36.96萬t，改善了焦化周邊環(huán)境。焦炭質(zhì)量經(jīng)實(shí)測對比M40提高4%，M10降低0.9%；焦炭熱性能CSR提高5.7%，CRI降低3.4%。
 

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