大型化干熄焦的研究，凝結了中日兩國技術人員的努力和心血。在首鋼京唐鋼鐵廠確定要建設大型化干熄焦后，首鋼國際工程公司、新日鐵工程技術株式會社、北京中日聯節能環保工程技術有限公司共同協作，分別組建了各自的攻關小組，就工藝、設備等方面的課題進行了專題研究并取得了突破。以下是對世界最大CDQ在首鋼京唐鋼鐵廠成功應用的分析：

世界最大CDQ在首鋼京唐鋼鐵廠成功應用

前言

首鋼京唐鋼鐵廠是我國國民經濟和社會發展“十一五”規劃的重點建設項目，按照新一代鋼鐵企業“堅持高起點、高標準、高要求，實現產品一流、管理一流、環境一流、效益一流，成為科學發展、自主創新、循環經濟的示范企業”的建設目標，首鋼京唐鋼鐵廠的各級領導和科技人員在與北京首鋼國際工程技術有限公司（以下簡稱“首鋼國際工程公司”）、新日鐵工程技術株式會社的技術人員進行了充分交流和論證后，堅持走科學發展之路，慎密論證，科學決策，決定率先在首鋼京唐鋼鐵廠采用配合大型焦爐的260t/h大型干熄焦（CDQ）設備。在首鋼國際工程公司、新日鐵工程技術株式會社、北京中日聯節能環保工程技術有限公司的技術人員及工程管理人員的精心研究、嚴格管理之下，1號干熄焦裝置在2009年5月19日順利投產，并于2009年8月5日進行了最大處理量測試，各項參數均達到設計指標；2010年1月21日2號干熄焦裝置順利投產。目前兩套干熄焦裝置運行平穩，為首鋼京唐鋼鐵廠的高爐、焦化的高指標、穩定運行做出了決定性的貢獻。首鋼京唐鋼鐵廠兩座大型干熄焦的順利投產以及穩定運行已經成為曹妃甸科學發展示范區循環經濟的一張綠色名片。

1CDQ技術開發應用背景

隨著世界性能源短缺的不斷加劇和我國能源需求的不斷增加，以及國家環保法律法規的進一步完善，對鋼鐵企業發展提出了更高的要求，具有節能、環保突出功效的干熄焦技術，成為鋼鐵企業發展中的一個不可缺少的重要環節。干熄焦是使用惰性氣體循環來回收熱焦炭顯熱的設施，回收了熱焦炭顯熱的循環氣體通過余熱鍋爐產生高溫高壓（或中溫中壓）蒸汽，這種無需能源支出而產出的蒸汽可以用于發電，或者作為鋼鐵廠的蒸汽熱源使用，它是一種經濟性很高的節能系統。同時，它還是一種關愛地球的綠色環保系統，回收顯熱使用的惰性氣體在冷卻焦炭的“干熄槽”和“生產蒸汽的余熱鍋爐”之間是以密閉狀態進行循環的，不會向外排放造成大氣污染的物質。因此，干熄焦這項技術徹底改變了傳統的濕法熄焦中余熱資源浪費以及含有粉塵和有毒、有害物質霧氣對大氣環境嚴重污染的狀況，是焦化領域中的一次重大變革。除此之外，還可提高焦炭的內在質量，降低高爐入爐焦比2%—2.5%，提高生鐵產量1%。干熄焦也因此成為國家鼓勵和推廣的項目，國家有關部門特別明文規定大中型焦爐必須配置干熄焦系統。

首鋼國際工程公司具有國家頒發的冶金、建筑和工程總承包甲級資質，最近幾年積極開拓冶金環保事業，在提升焦化環保水平方面取得了令人驕傲的成績，先后完成或正在建設首鋼焦化、霍州焦化、新余焦化、首黔焦化、印度JSW焦化、印度布山焦化、馬來西亞金獅焦化、武鋼干熄焦、濟鋼干熄焦等一大批在國內外頗具影響力的工程，成為國內焦化工程設計建設的一支勁旅。

新日制鐵株式會社是國際上著名的鋼鐵公司，其全資子公司新日鐵工程公司，在冶金節能環保方面，特別是干熄焦工藝和設備上擁有國際先進的技術與經驗，目前國內已建成或正在建設的干熄焦系統基本上都是采用新日鐵的技術。首鋼國際工程公司和新日鐵工程公司通過首鋼焦化干熄焦工程建立起了良好的關系，共同決定在國內推廣具有節能與環保特性的干熄焦以及冶金環保工程工藝與成套設備的設計、制造，提供產品的安裝、調試及售后服務、技術開發等。2004年2月10日，由首鋼國際工程公司和新日鐵工程公司合資的北京中日聯公司正式宣布成立，成立伊始就引起各方關注，國家發展和改革委員會、國有資產監督管理委員會、國家環境保護局、中國鋼鐵工業協會等均希望中日聯公司能夠成為綠色環保的使者。

2007年5月簽訂合同的首鋼京唐鋼鐵廠大型干熄焦項目，是首鋼國際工程公司、新日鐵工程公司、北京中日聯公司在短短幾年時間里簽訂的第13套干熄焦裝置，也是目前國際上最大的干熄焦裝置，創紀錄地達到260t/h。建成后每年可生產蒸汽約110萬t；如上述蒸汽全部用于發電，每年可發電約3億kWh；每年可減排CO2約24萬t。

2CDQ工藝技術流程

（1）紅焦（約1000-1100℃）從焦爐推出，用焦罐在焦側接焦，再用電機車運至CDQ。

（2）焦罐①內的紅焦被提升機②提起，通過裝入裝置③倒入干熄槽④內。

（3）紅焦在干熄槽內下降的同時，被從下部吹入的循環氣流冷卻（約200-250℃），并通過排焦裝置⑥排出。

（4）在干熄槽內經過熱交換的高溫循環氣體（約900-950℃），通過一次除塵器⑦后，送至鍋爐⑧。

（5）在鍋爐中經熱交換的循環氣體被冷卻至約180℃。鍋爐產生的蒸汽將根據工廠的能源情況作為一般蒸汽使用，或通過蒸汽發電機轉換成電能。

（6）循環氣體通過二次除塵器⑨進入氣體循環風機，升壓后再次進行循環。

（7）可根據需要設置給水預熱器11，使循環氣溫度下降到約130℃，以提高干熄槽內的冷卻效率。

（8）附屬設備還有除塵器、粉塵處理設備等。

3新日鐵式CDQ的大型化技術開發進程

1976年，新日鐵工程技術株式會社在新日鐵八幡制鐵所建設了處理能力為56t/h的CDQ。20世紀80-90年代，為配合焦爐的生產能力，開發了大型化CDQ，并進一步提升處理量，使其達到200t/h的處理能力。新日鐵工程技術株式會社由于具備能夠提供各種處理量CDQ的設計能力，并且設備布置緊湊使得投資成本降低，因此受到廣泛好評，至今已經具有在全世界建設50多座CDQ的業績（見表1和圖2）。

4、首鋼京唐鋼鐵廠焦爐和CDQ主要技術參數

4.1焦爐主要技術參數

①焦炭產量：約210萬t/a；

②焦爐高度：7.63m；

③炭化室數量：70×2＝140孔；

④每孔焦炭產量：44t。

4.2CDQ技術參數

①焦炭處理量：260t/h；

②蒸汽發生量：151t/h；

③蒸汽壓力、溫度：9.5MPa、540℃；

④蒸汽用途：發電25MW+抽汽。

5首鋼京唐鋼鐵廠CDQ的開發

臨海地區建設的大型鋼鐵聯合企業首鋼京唐項目引進最先進的技術，比如高效型大高爐和環保型大焦爐。特別是對環保型7.63m大型焦爐的需求在不斷增加，可以預見大焦爐今后將以中國為中心得到普及。這種焦爐一組的年產量為200-230萬t，相應的需要有2套125-140t/h的CDQ才能滿足要求。

為了大幅度削減建設成本和取得節能效益，首鋼國際工程公司和新日鐵工程技術會社合作開發了僅用一套就可處理一組焦爐焦炭的、最大處理能力達280t/h的大型CDQ。

（1）技術經濟優勢

用1臺280t/h處理量的大型CDQ與以往2臺140t/h的CDQ相比，具有下述優勢：

①大幅度降低建設費用

整體上看，由兩套變為一套可以使設備緊湊化，故可削減建設成本大約20%-25%。

②降低運行成本

大約可降低運行成本20%。CDQ本身使用的電量可以降低，所以節能效益得以提高。

③節省占地

設備減少可使占地面積節省25%。

（2）大型化的課題與開發內容

CDQ大型化使得干熄槽內的熱交換效率惡化，因此作為大型化的主要課題來研究。隨著焦炭處理量增加，僅僅加大干熄槽容量會使爐內溫度分布發生偏析，熱交換效率惡化。在過去大型CDQ開發時，這同樣是擴大焦炭處理能力要解決的最大課題。

為攻克這一課題，實現CDQ大型化，本次開發將過去大型化開發技術和建設業績經驗植入到處理量超過200t/h的CDQ開發之中。

首先，要提高干熄槽內的熱交換效率，就要掌握干熄槽內的氣流和焦炭的動向。為此，新日鐵工程技術株式會社做了三維數字仿真的氣流分析和1：10模型，來分析干熄槽內的焦炭動向。并以這些分析結果為基礎，做了1：1試驗模型證明和多次技術改進，進而確立了每小時可處理280t的大型CDQ技術。

6結語

大型化干熄焦的研究，凝結了中日兩國技術人員的努力和心血。在首鋼京唐鋼鐵廠確定要建設大型化干熄焦后，首鋼國際工程公司、新日鐵工程技術株式會社、北京中日聯節能環保工程技術有限公司共同協作，分別組建了各自的攻關小組，就工藝、設備等方面的課題進行了專題研究并取得了突破。

在干熄焦的研發、建設方面，三方聯合體的技術人員、管理人員以認真負責的態度，在國內的干熄焦建設中先后總承包了20多套干熄焦裝置，并取得了非常良好的反響，為我國的節能環保以及低碳經濟做出了積極貢獻。