煙氣余熱在焦炭烘干中的應(yīng)用

焦炭是高爐煉鐵的還原劑及燃料，能夠?qū)⒀趸F還原為生鐵，是高爐冶煉中*的原料之一。然而，焦炭水分對高爐生產(chǎn)的影響表現(xiàn)在水分波動而引起的爐況波動，過高的焦炭水分會使高爐爐頂煤氣溫度降低，容易導(dǎo)致干法布袋除塵器的布袋板結(jié)、破損，在煤氣含塵量較高時，使加熱爐的蓄熱體渣化、孔隙堵塞，影響加熱爐壽命；過高的焦炭水分還使煤氣中的水汽含量大增，降低了煤氣熱值，冷凝水也易使煤氣管道、TRT葉片受到腐蝕，同時影響煤氣發(fā)電量。 
　　在高爐使用外購焦炭比例比較大、料場儲存條件差，原料受降雨影響較大的情況下，采用焦炭烘干技術(shù)是一條簡單易行的途徑。 
　　當(dāng)前，在我國鋼鐵行業(yè)中焦炭烘干熱源有如下方法：一：自建獨立加熱熱源站進行烘干，其優(yōu)點就是可增強烘干效果、控制烘干時間，調(diào)整焦炭烘干的程度。但同時，但需要新建獨立加熱熱源站，初投資大，烘干焦炭需要運行費用高（燃料成本），物料存在轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)。二、目前鋼鐵廠的余熱資源比較多，基本上通過自然排放，可通過充分利用此部分余熱資源，對焦炭進行烘干，達到節(jié)能的效果。例如，熱風(fēng)爐在燒爐加熱高爐送風(fēng)過程中產(chǎn)生的煙氣，溫度在200℃～400℃，含有可利用的熱能。目前熱風(fēng)爐煙氣已普遍用于預(yù)熱空氣等，但預(yù)熱空氣后的煙氣溫度約為～170℃，但仍有大部分余熱未加以利用，目前普遍直接通過煙囪排出。因此，預(yù)熱空氣后的熱風(fēng)爐煙氣余熱的合理利用仍具有很大的潛力空間，可以考慮用來對焦炭進行烘干。其優(yōu)點是初投資較少，運行費用較低，可實現(xiàn)余熱資源梯級利用。 
　　技術(shù)方案： 
　　由熱風(fēng)爐排煙管道與煙囪之間的煙氣總管開口引出預(yù)熱總管，通過風(fēng)機加壓，將煙氣引至高爐槽下處，在焦炭倉前分成預(yù)熱支管，分別通向每個焦倉，對倉內(nèi)焦炭預(yù)熱。在焦炭倉內(nèi)，廢氣上升與焦炭下落的逆向過程中，廢氣與焦炭充分接觸，對焦炭表面進行加熱，同時廢氣與水蒸汽逸出焦炭倉，如附圖所示。 
　　一、物料衡算 
　　在焦炭烘干過程中進行物料平衡，物料包含三部分：煙氣流量中的絕干空氣量、水份的蒸發(fā)以及焦炭的質(zhì)量。在物料的衡算方面，煙氣中的絕干空氣量從進入焦炭倉及排出焦炭倉都維持不變。另外，水份蒸發(fā)，由兩部分構(gòu)成，進入焦炭倉的熱風(fēng)爐煙氣含有一部分水蒸氣，另外是焦炭倉內(nèi)部物料水份的轉(zhuǎn)移，通過烘干將焦炭倉內(nèi)部水份以氣態(tài)的形式轉(zhuǎn)化至煙氣中，第三，焦炭倉內(nèi)部的物料會減輕，這主要有兩部分組成，其一，為焦炭倉內(nèi)部物料水份的流失，其二，隨煙氣排出焦炭倉時，可能攜帶部分比較細(xì)小的物料，（根據(jù)現(xiàn)場運行情況，粉礦量較以往減少） 
　　二、熱量衡算 
　　熱源主要為煙氣中的熱量：分三部分對物料進行烘干。*：焦炭溫度會上升（大部分焦炭停留在焦炭倉內(nèi)部，部分焦粉隨煙氣逸出）。第二部分：水份蒸發(fā)（水份由吸附態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，通過煙氣排走），第三：外部損耗，管道、倉壁散熱。 
　　可根據(jù)物料衡算及熱量衡算，得出在一定焦炭烘干量的情況下所需要的風(fēng)量。 
　　三、設(shè)備選型 
　?。ㄒ唬┖娓娠L(fēng)機風(fēng)量：焦炭烘干所需風(fēng)機風(fēng)量根據(jù)需要的焦炭烘干量及烘干率進行計算，得出烘干風(fēng)量（物料衡算及熱量衡算） 
　?。ǘ╋L(fēng)機風(fēng)壓：風(fēng)機風(fēng)壓由兩部分構(gòu)成： 
　　*，克服管道阻力損失；第二，穿透料層所需要的阻力，這與料層的粒度及堆積形狀有關(guān)，可參考有關(guān)公式進行選取。 
　　四、注意事項 
　　（一）烘干槽內(nèi)的物料存在燃燒（自燃）的隱患。因煙氣溫度較高，焦炭倉內(nèi)部物料長時間烘干，溫度也會上升，若內(nèi)部夾帶雜物，極易燃燒。一般通過混入冷空氣控制上限煙氣溫度，同時加強料場的管理，對焦炭分級預(yù)篩，杜絕夾雜物進入焦倉；同時在焦炭倉附近增加消防設(shè)施。 
　　（二）由于煙氣溫度比較高，約為170℃，焦槽內(nèi)襯膠泥黏結(jié)性下降，存在磚襯松動、脫落的隱患。解策：控制進入焦槽的煙氣溫度，使槽壁磚襯的膠泥處于正常工作的溫度范圍內(nèi)，并定期檢查內(nèi)襯，發(fā)現(xiàn)松動及時修補。 
　　（三）焦炭烘干支管及其清灰；入槽的煙氣支管管口，存在被物料堵住的隱患。正常焦炭的粒度在在25-75mm內(nèi)，可通過控制煙氣管道上出氣孔尺寸進行防堵，另外在煙氣管下部設(shè)置檢修孔。 
　　（四）因利用的是熱風(fēng)爐燃燒過后直接排放的煙氣，煙氣中可能含有一定量一氧化碳，當(dāng)對焦倉進行焦炭烘干時，應(yīng)加強焦炭倉附近的安全措施。 
　　（五）焦炭烘干后，焦炭物料溫度會上升，注意對焦碳篩合理選擇。