[发明专利]一种准确获得干熄焦碳烧损率的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及焦化行业焦炭生产过程中，一种准确获得干熄焦碳烧损率的方法和系统。

背景技术

焦炭是高炉的重要原燃料，其生产技术的先进程度、产品质量的优劣，直接影响到高炉的经济技术指标和生产操作。干熄焦是炼焦工艺中一个十分重要的环节，它在改善焦炭质量、回收利用能源以及保护环境等方面有着传统湿熄焦无法比拟的优势。近年来，在国家产业政策的要求下，国内干熄焦技术得到了空前发展。

干熄焦是利用冷的惰性气体氮气N₂在干熄炉中与赤热红焦换热从而冷却红焦的过程。吸收了红焦热量的惰性气体将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽，被冷却的惰性气体再被循环风机鼓入干熄炉中冷却红焦。所谓红焦是指温度在950℃-1050℃，刚从炭化室中推出的焦炭。从炭化室中推出的950℃-1050℃的红焦经过拦焦机的导焦栅落入运载车上的焦罐内，运载车由电机车牵引至干熄焦装置提升机井架底部，由提升机将焦罐提升至井架顶部，再平移到干熄炉炉顶，通过炉顶装入装置将红焦装入干熄炉。在干熄炉中，红焦与惰性气体直接进行热交换，冷却至250℃以下，冷却后的焦炭经排焦装置卸到胶带输送机上运出干熄焦系统。

130℃的冷惰性气体由循环风机通过干熄炉炉底的供气装置鼓入炉内，与红焦炭进行热交换，出干熄炉的热惰性气体温度约为850℃左右。热惰性气体夹带大量的焦粉经一次除尘器进行沉降，气体含尘量降到6g/M³以下，进入干熄焦锅炉换热，在这里惰性气体温度降至200℃以下，冷惰性气体由干熄焦锅炉出来，经二次除尘器，含尘量降到1g/M³以下，再进入副省煤气(热交换器)进一步换热至130℃以下，由循环风机送入干熄炉循环使用。

在这个过程中，干熄炉、干熄焦锅炉以及将这二者连接的风道组成了干熄焦系统。

上述的从炭化室中推出的950℃-1050℃的红焦经运焦、提升、装入干熄炉，在干熄炉中，红焦与惰性气体直接进行热交换，冷却至250℃以下，冷却后的焦炭经排焦装置卸到胶带输送机上运出干熄焦系统的过程，称为干熄焦过程或干熄焦生产，或干熄焦生产过程。该过程中产生的数据称为“干熄焦生产过程数据”。干熄焦锅炉产生的蒸气或并入蒸汽管网或送去发电。

通常由于干熄焦系统的密封不可能达到非常严密，会漏入空气，而空气中的氧气(O₂)与焦炭(主要成分是可燃的碳)和水蒸汽在高温下易发生反应分别产生可燃气体一氧化碳(CO)和氢气(H₂)，对系统会带来安全隐患，因此需要在干熄炉内导入少量的空气将这些可燃气体氧化消耗。为了保持干熄焦系统中气体稳定流动，在导入空气的同时必须外排部分烟气，保持一定的循环气体量，因此排烟部分包括原来循环的惰性气体、通入的少量空气以及氧气与焦炭和水蒸汽的反应产物(CO，CO₂，H₂)。进入和排出干熄炉的气体如图1所示。

干熄焦装置的主要设备包括：电机车、焦罐子及运载车、提升机、装料装置、排焦装置、干熄炉、鼓风装置、循环风机、干熄炉锅炉、一次除尘器、二次除尘器、二次换热器等。

碳烧损率是评价干熄焦装置运行的重要指标，它与焦炭产量有直接关系。干熄焦碳烧损率控制的好坏，直接影响到焦化厂的收益。

目前，国内大部分焦化厂对干熄焦碳烧损率的计算都是采用统计的方法得到，通过盘点一段时间内(比如一个月)干熄炉焦炭装入量、排焦量和焦粉产量，通过公式1计算得出。

然而，此方法存在着诸多不足之处，比如，公式中“干熄炉焦炭装入量”参数是通过对焦炉炭化室的装煤量的经验和粗略计算估计出来的，无从谈论精度；“干熄炉排焦量”通常是通过皮带秤(其原理是应变片感应)得到，但是由于在排焦过程中焦炭温度较高(至少几百度)，此时皮带秤上用于测量重量的应变片的测量不准确，因此数据精度也不高，“焦粉产量”是通过较长时间统计获得，因此统计周期较长，误差较大。上述各量的统计误差最终导致此方法计算得出的碳烧损率，对干熄焦的生产操作不具备指导意义。

发明内容

本发明提供了一种准确获得干熄焦碳烧损率的方法和系统，解决了目前国内大部分焦化厂通过统计方法计算碳烧损率精度不高、周期较长的不足，从而更加快捷、准确的获得碳烧损率，可以更有效地指挥生产。