中華人民共和國黑色金屬行業標準
幹熄焦節能技術規範
編制說明
一、工作簡況
1 任務**
根據國家節能減排精神和鋼鐵行業結構調研的要求，。工信部於2023年以工信廳科[2009]104號「關於印發2023年第一批行業標準制修訂計畫的通知」中規定，由冶金工業資訊標準研究院負責組織制定《幹熄焦節能技術規範（計畫號2009-1796t-yb）》行業標準。
2 主要工作過程
接到本標準的制訂通知後，由起草單位共同組成標準起草小組，負責《幹熄焦節能技術規範》的標準制訂工作。通過到企業考察、市場調研、查閱相關的國
內外資料，於2023年7月召開了專案論證會，確定標準規範編寫方向和編寫提綱，2023年11月發文80餘個單位調查了幹熄焦使用情況和存在問題，經過對比分析，提出了標準草案初稿，在上述工作基礎上2023年5月起草小組對初稿進行了認真討論修改，提出本標準的徵求意見稿。
3 標準編寫原則
本標準的起草按國家標準gb/t1.1-2009《標準化工作導則第一部分：標準的結構和編寫》進行。
在標準編寫中要考慮有關國家標準、檔案對焦化生產和節能的要求和規定，使乾熄焦技術在煉焦行業的推廣和使用更加合理、有序。
4 標準制訂的必要性
近幾年我國鋼鐵行業迅速發展，鋼鐵生產規模的擴大導致對焦炭的需求快速增長。具有節能降耗，減少環境汙染，提高焦炭質量的幹熄焦技術符合國家產業政策，是國家鼓勵發展的新技術專案、「十五」科技攻關重點專案。與傳統的濕法熄焦相比，採用幹熄焦技術既可以**大量的紅焦炭顯熱，用於供熱或發電，還改善了焦炭質量，降低了煉鐵成本，提高了生鐵產量，同時又可避免大量酚、氧化物、硫化物及帶粉塵的蒸汽對周圍環境的汙染。
幹熄焦技術對煉焦工序可實現噸焦節能40千克標煤，按目前我國重點大中型鋼鐵企業高爐入爐焦比平均390千克/噸鐵計算，幹熄焦技術的採用可使噸鋼能耗降低15千克標準煤。隨著我國能源**的調整和國家對環保要求的不斷提高，乾法熄焦正在逐步實現和推廣。
幹熄焦技術發展到至今，雖然出現了不同的裝置形式，但基本工藝流程大同小異，只是裝焦、排焦、熱量**方式、迴圈氣體除塵等方面有所不同。目前具有代表性的有德國tsoa公司設計的幹熄焦工藝和日本新日鐵設計的幹熄焦工藝。中國現有的幹熄焦工藝多數是引進國外技術和裝置，目前冶金設計院已具備了幹熄焦工藝設計能力，部分幹熄焦裝置國內也具備了加工能力,幹熄焦裝置設計和製造正在全部實現國產化。
幹熄焦大型化應形成系列，以降低幹熄焦裝置的建設投資和執行成本。幹熄焦可以提高焦炭強度和**紅焦的熱量，有利於環境保護，但對一些具體的工況要求，節能要求、環保要求還不全面。因此制定本標準非常有必要。
二、幹熄焦工藝及優缺點
1 幹熄焦cdq（coke dry quenching）技術
是國內外鋼鐵企業**產品顯熱普遍採用的成熟技術，是相對於常規的應用水熄滅炙熱紅焦的溼熄焦而言的，即採用惰性氣體熄滅赤熱焦炭的一種熄焦方法。幹熄焦能**利用紅焦的顯熱，改善焦炭質量，減輕熄焦操作對環境的汙染。
2 幹熄焦的工作原理
是利用冷惰性氣體(主要成分為氮氣，溫度170~190℃)在幹熄爐中與煉焦爐推出的大約為1050℃的赤熱焦炭逆向流動（惰性氣體被加熱到700~850℃)直接換熱，從而冷卻焦炭（200℃）。吸收焦炭熱量的惰性氣體（850℃）經除塵後將熱量傳給幹熄焦鍋爐產生蒸汽。最後將產生的餘熱蒸汽再送往汽輪機發電。
3 幹熄焦工藝流程
4 幹熄焦的優點和缺點
4.1 優點
幹熄焦與濕法熄焦相比能提高焦炭強度和降低焦炭反應性，對高爐操作有利，尤其對質量要求嚴的大型高爐用焦炭，幹熄焦更有優勢（降低高爐燃料比、增加出鐵比，提高爐頂溫度，增加煤粉噴吹量），同時減少對大氣造成汙然。（見表1）
幹熄焦**紅焦廢熱產生蒸汽，可用於發電，避免了生產等量氣燃煤而對大氣的汙染（5-6t蒸汽需要1噸動力煤）。對規模為100萬t/a焦化廠而言，採用幹熄焦技術，每年可以減少8-10萬噸動力煤燃燒對大氣的汙染。相當於少向大氣排放144噸-180噸煙塵、1280噸-1600噸so2,尤其是每年可以減排10萬噸-17.
5萬噸co2。採用幹熄焦可以節水，寶鋼平均每噸焦炭節水大於0.44噸。
採用幹熄焦技術降低煉焦能耗50-60kgce/t焦。
表1 幹熄焦與濕式熄火對比
4.1.1 提高焦炭質量
同濕法熄焦相比，避免了溼熄焦急劇冷卻對焦炭結構的不利影響，其機械強度、耐磨性、真比重都有所提高。焦炭m40提高3％-8％，ml0降低0.3％-0.
8％，且焦炭的熱反應性(csr、cir)均有所改善，焦炭m40提高1％，這對降低煉鐵成本，提高生鐵產量極為有利，尤其對採用噴煤粉技術的大型高爐效果更加明顯。煉鐵焦比下降5千克/噸，產量則提高4％。在保持原焦炭質量不變的情況下，採用幹熄焦可以降低強粘結性的焦、肥煤配入量10-20%，有利於保護資源，降低煉焦成本。
4.1.2**顯熱、節能降耗
同溼熄焦相比，幹熄焦可**利用紅焦約83％的顯熱，每幹熄1t焦炭**的熱量約為3.9-4.0mpa、450℃蒸汽0.45-0.55t。而溼熄焦沒有任何能源**利用。
4.1.3 降低有害物質的排放，保護環境
溼熄焦產生大量酌酚、氰化合物和硫化合物等有害物質（每熄一噸紅焦炭就要將0.5t含有大量酚、氰化物、硫化物及粉塵的蒸汽）自由排放，嚴重腐蝕周圍裝置並汙染大氣，這些汙染物佔煉焦過程對外排放水汙染物的三分之一。幹熄焦採用惰性迴圈氣體在密閉的幹熄爐內對紅焦進行冷卻，並配備良好有效的除塵設施，可以免除對周圍裝置的腐蝕和對大氣的汙染。
幹熄爐爐頂裝焦及爐底排、運焦產生的粉塵以及迴圈風機後放散的氣體、幹熄爐預存段放散的少量氣體經除塵地面站淨化後，以含塵量小於100mg/m3的高淨化氣體排氣。見表2。
表2 幹熄焦工藝與溼熄焦工藝汙染對比（kg/h）
4.2缺點
4.2.1幹熄焦工藝的不足在於熄焦過程中紅焦與迴圈氣體發生少量的化學反應，要損失部分焦炭。
現階段一般約損失0.3-0.8%，隨著幹熄焦工藝的不斷完善和改進，焦碳損失率正在逐漸降低。
4.2.2再就是這種工藝方式存在著投資大、裝置機型大製造難、執行時間長、執行費用高、故障多生產保證差、安全保證難度大、除塵系統要求高等問題。
三、國內外幹熄焦使用概況
1幹熄焦（cdq）起源
幹熄焦（cdq）起源於瑞士，最早的幹熄焦裝置是2023年瑞士舒爾查公司在丘里赫市煉焦制氣廠採用的。20世紀40年代，前蘇聯、德國、日本、法國、比利時等許多國家，相繼研究幹熄焦技術，採用了構造各異的幹熄焦裝置，幹熄焦裝置經歷了罐室式、多室式、地下槽式、地上槽式的發展過程，由於處理能力都比較小，發生蒸汽不穩定、投資大等因素，這一首席技術官期未得到發展；到了20世紀60年代，前蘇聯在幹熄焦技術工業化方面取得了突破性進展，在切列波維茨鋼鐵廠建造了帶預存室的地上槽式幹熄焦裝置，處理能力達到52-56t/h。這種帶預存室的地上槽式幹熄焦工業裝置解決了過去幹熄焦裝置發生蒸汽不穩定等問題，實現了連續穩定的熱交換操作。
70年代由於能源危機，促使了幹熄焦技術得到長足發展。目前，cdq在向大型化方向發展，日本福山廠處理紅焦能力已達到200t/h，產生的蒸汽量為116.5t/h，小時發電量為34200kw。
德國單槽處理能力最大的250t/h超大型乾法熄焦裝置也正在執行。
2 國際上有代表性的裝置
國際上以日本新日鐵、jfe、德國蒂森·斯梯爾·奧托公司幹熄焦（開發了帶冷卻柵和冷卻壁的幹熄焦裝置）為代表技術較為先進。這些公司在擴大幹熄焦裝置能力、改善冷卻室特性、熱平衡、物料平衡、自動化、環保等方面實現了最佳化設計，並形成了各自的特點（見表3），
表3 烏克蘭、日本、德國幹熄焦技術對比表
3 發展方向
隨著幹熄焦技術的推廣應用，幹熄焦裝置的高效化、大型化成為二十一世紀的發展趨勢。日本相繼開發設計並建成了單槽處理能力分別為110t/h、150t/h、180t/h、200t/h以上的大型幹熄焦。幹熄焦大型化，帶來了工藝技術和裝備的一系列改進，使乾熄焦技術發展到乙個新的水平。
4 我國幹熄焦發展概況
4.1 幹熄焦技術的應用
我國幹熄焦技術的應用始於2023年，上海寶鋼一期工程引進日本4×75t/h幹熄焦裝置並投產。同年，上海浦東煤氣廠引進前蘇聯2×70t/h幹熄焦裝置，並於2023年投產。
2023年和2023年寶鋼二期、三期採用日本技術的兩組4×75t/h幹熄焦，
2023年濟鋼採用烏克蘭技術的2×70t/h幹熄焦，
2023年首鋼採用日本技術的1×65t/h幹熄焦裝置，
2023年馬鋼的幹熄焦工程被列入「九五」國家重大引進技術消化吸收專案—幹熄焦消化吸收創新「一條龍」專案工程，是國內第一條自行設計製造，國產化率達90%以上的幹熄焦裝置。此外，近幾年武鋼、鞍鋼、昆鋼、南鋼、杭鋼、漣鋼、通鋼等企業也都新建了幹熄焦工藝。
4.2 我國幹熄焦技術應用的發展
近幾年我國幹熄焦正向大型化和系列化發展，且幹熄焦能力已居世界第一。最新資料顯示，目前我國在建和已投產的幹熄焦裝置共125套，佔我國機焦產能的33.6%，相當於我國2023年鋼鐵工業耗焦總量的42%。
表4 我國投產的幹熄焦裝置
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