计算干熄焦烧损率的两种方法

科技 2024-11-26 08:38 山东

一、干熄焦烧损

1、干熄焦烧损产生的原因

（1）空气导入引起的烧损。现行的干熄焦工艺一般由干熄焦环道处导入空气，以补充循环气体的损失，并烧掉部分可燃气体和焦粉。这是焦炭烧损产生的最主要原因，在空气首先经过的环道区和一次除尘内部，由于该区域没有焦炭存在，因此主要烧损焦粉。但反应残留的部分氧气随循环气体再次回到干熄炉内，与焦炭发生反应，与此同时，循环气体中的二氧化碳在730℃以上时能与焦炭发生碳溶反应，因此在干熄炉的上部高温区，焦炭由于碳溶反应发生了一定烧损。由气体固体的反应动力学可知，干熄炉内的焦炭粒径越小，与氧和二氧化碳的反应速率越快。因此，由空气导入引起的烧损发生的三个区域，环道内和一次除尘内完全是焦粉烧损，干熄炉内是焦粉反应速率大于焦炭的反应速率。

（2）气体循环系统泄漏引起的烧损。干熄焦气体循环系统如果严密性不好，尤其是在负压段可引起大量空气泄漏进入气体循环系统，最终进入干熄炉与焦炭发生反应。

（3）预存段压力波动引起焦炭烧损。如果干熄焦在装焦过程中负压过大，吸入大量空气可引起焦炭烧损。

2、干熄焦烧损的组成

焦炭烧损的几个主要区域是环道、一次除尘、预存段和冷却段。其中大量引入空气的环道和其后的一次除尘内烧损的完全是焦粉，在干熄炉预存段和冷却段内的烧损包括焦炭和焦粉，由于粒径越小，比表面积越大，与氧气和二氧化碳的反应越快，因此在干熄炉内小粒径的焦粉和小焦的反应速率远大于大粒径的焦炭。宝钢干熄焦通过灰分测定法计算出焦炭烧损量为：

如按冶金焦率89.3%计算，在总烧损2.06%的情况下，冶金焦烧损量约为1.362%，其它约0.7%烧损为焦粉和小焦。

如冶金焦价格为1250元/吨，焦粉价格为500元/吨，以此计算烧损掉的焦炭单价应为：

1250×1.362/2.06+500×0.698/2.06≈995.87元/吨

一、干熄焦烧损计算方法

方案一、成焦率计算法

1、计算方法：通过比较理论成焦率与实际成焦率来计算烧损率。

Φ = [（K理论（干）-K实际（干）-x）/K理论] × 100% （1）

式中：Φ为焦炭烧损率；

K理论（干）为干熄焦炭的理论成焦率，由式（2）计算；

K实际（干）为干熄焦炭的实际成焦率，由式（3）计算；

x为系统误差，由式（4）计算。

焦炭的理论成焦率为：

K理论=[（1-Vd煤）/（1-Vd焦）]×100%+b （2）

式中：Vd煤为煤的干基挥发份；

Vd焦为焦炭的干基挥发份；

b值为修正系数，通常为2.2%~3.9%。

焦炭的实际成焦率为：

K实际=[（M焦+M除尘灰）/M煤] ×100% （3）

式中：M焦为全焦干基重量，包括冶金焦、焦丁、小焦和焦粉的全部重量；

M除尘灰为干熄焦一次除尘和二次除尘灰的重量；

M煤为干煤重量。

系统误差包括原料与产品储存以及备煤、炼焦工序和计量系统引起的一些误差，不论是干熄和湿熄，这样的系统误差都是存在的，因此可通过湿熄焦来计算系统误差量，湿熄时的烧损率可等同于零，即湿熄时的理论成焦率与实际成焦率的差值为系统误差量：

x= K理论（湿）-K实际（湿）（4）

2、方案措施：

采用成焦率法来计算焦炭烧损可最大程度利用原有的计量设备，仅需在干熄焦后运焦皮带上增加一皮带秤，用来计量全焦产量。

以成焦率法计算焦炭烧损首先应统计采用干熄焦之前，湿熄焦炭时的实际成焦率，并计算出理论成焦率，通过公式（4）计算出系统误差x。干熄焦运行后选定一个计量周期，统计该周期的配煤挥发份和焦炭挥发份，通过式（2）计算干熄理论成焦量。并统计周期内的配煤量和焦炭产量，其中焦炭产量应该包括冶金焦、焦粉、小焦、焦丁和除尘灰等全部焦炭组成，如采用进出厂的汽车衡或轨道衡作为计量方式，统计的公式为M=周期内进厂量（出厂量）+期末库存-期初库存。通过式（3）得到干熄实际成焦量，最终通过公式（1）得到该周期内的干熄焦烧损量.

方案二、直接计量计算法

1、计算公式：

直接在焦炉后增加计量设备，计量每炉红焦产量，通过干熄炉前后的焦炭计量比较来计算烧损率。计算公式为：

Φ=[1-M红焦/（M焦+M除尘灰）] ×100% （5）

式中：Φ为干熄焦烧损率；

M红焦为红焦重量；

M焦为干熄炉后全焦重量，可通过皮带称计量或分别计量冶金焦、焦丁、焦粉、小焦等重量；

M除尘灰为干熄焦一次除尘灰和二次除尘灰总重量。

2、方案措施：

在干熄炉提升机下部设置轨道衡，通过提升前后熄焦车系统的重量差来计算每炉红焦重量。选定一个计算周期，统计周期内入炉红焦总重量和出炉的全焦重量（含除尘灰），并考虑期初与期末两节点的料位差，通过公式（5）计算干熄焦烧损率。

注：方案二需增加轨道衡作为红焦计量设施，需增加固定资金投入。该工艺未见有先例，存在一定的技术风险性。

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