熱回收焦爐設計的回顧與發展

魏冰 李濱姿

摘要：介紹了我國熱回收焦爐設計的發展歷程、現狀及存在的主要問題，并針對目前存在的問題，提出了合理化建議及熱回收焦爐的發展方向。

關鍵詞：熱回收焦爐;技術經濟指標;焦爐結構

自2000年6月中國第一座熱回收焦爐投產（幾個月后焦爐本體燒壞停產），到2004年中國政府限制建設熱回收焦爐，2014年中國政府取消對熱回收焦爐的限制，熱回收焦爐在中國經歷了長時間的生存掙扎，也經歷了技術上的完善提升。熱回收焦爐被認為是污染控制最為有效的煉焦爐，以其環境友好的極大優勢得到了越來越多的焦炭生產商的認可。

1 熱回收焦爐在中國的發展

熱回收焦爐在中國的發展歷程大致可以劃分為以下四個階段：

（1）2000～2004年/第一代熱回收焦爐：

2000年6月，中國熱回收焦爐的雛形，采用高鋁磚砌筑的19孔DQJ-50型焦爐，在山西侯馬建成投產，但投產后幾個月即燒壞停產。2002年7月，由中冶焦耐（原鞍山焦耐院）設計、采用硅磚砌筑的5孔試驗爐建成投產。

（2）2004～2008年/第二代熱回收焦爐：以QRD-2000型為代表，山西省化工設計院設計，其結構特征為四聯拱火道，爐頂雙煙氣管。代表工程有高平興高，巴西CSA等;

（3）2008～2018年/第三代熱回收焦爐：以CHS型為代表，江蘇冶金設計院山西分院設計，其結構特征為六聯拱S形火道，爐頂雙煙氣管。代表工程有越南和發、福建三明等。

（4）2018年/第四代熱回收焦爐：以JNHR 4.0型為代表，中冶焦耐工程技術有限公司研發，其結構特征為八聯拱C型火道（JNHR4.0型）、六聯拱C型火道（JNHR4.1型）和四聯拱C型火道（JNHR4.2型），爐頂雙煙氣管。

2 第四代JNHR熱回收焦爐的特點

全新版的第四代JNHR型熱回收焦爐結合并吸收了過去十幾年來國內外熱回收焦爐在設計與生產運營和技術改造方面的經驗，具有以下顯著的特點：

（1）煉焦生產全過程負壓操作，無污染物外逸;煤氣和化工產品全部在爐內燃燒，產生的高溫廢氣通過余熱回收產生蒸汽（發電或蒸汽外供）;廢氣經脫硫脫硝后達標排放;全過程不產生酚氰污水;焦炭采用干法熄焦，屬生產全過程環境友好型煉焦工藝;

（2）采用搗固裝煤、高溫煉焦、長周轉時間結焦過程，可以提高焦炭質量或多用弱粘結性煤生產優質焦炭;

（3）搗固方式可以是錘式搗固或者液壓搗固，搗固站可以是煤塔固定式或者車載移動式（SCP機）;

（4）全新的加熱系統設計，避免了砌體竄漏對焦爐加熱系統的影響，實現了一次空氣和二次空氣的完全主動調節，從而實現了爐溫的準確控制;

（5）爐頂均布的一次空氣入口和爐墻上均布的下降氣道，以及充足的燃燒空間保證了炭化室內的煤氣的可控燃燒和均勻的加熱溫度;特殊結構的下降氣道設計，可避免游離碳和飛灰在下降氣道內沉積而造成堵塞;

（6）設置在爐底火道封墻上可自由調節的大通量二次空氣入口，可以在保證爐底火道加熱溫度的前提下，將剩余煤氣在爐底火道內全部燒盡，從而避免后續煙氣系統的局部高溫事故;

（7）根據爐體各部位的特點，選用了不同性能的新型耐火材料如低密度硅磚、高導熱硅磚、隔熱澆注料等來實現爐體性能的優化;特殊設計的爐底和爐頂結構，在保證爐體嚴密的同時，還減少了爐體的表面散熱;

3 各代爐型的技術經濟指標

4 結論與建議

（1）中國熱回收焦爐的最大特點就是搗固裝煤，加上熱回收焦爐本身的結構特點，極大程度的擴大了煉焦煤源：目前大多數熱回收焦爐均可配入30～40%的無煙煤煉焦，節約了大量的優質煉焦煤資源;

（2）隨著社會對焦炭生產過程中的節能和環保要求越來越高，熱回收焦爐的優勢也逐漸得到了人們的認可;應用于熱回收焦爐的更高效的節能與環保措施也在不斷的開發與完善中;

（3）熱回收焦爐是焦炭生產工藝中真正的污染源頭治理技術，采用的全負壓系統嚴格控制了煉焦生產過程中的污染外逸，沒有BaP，沒有VOC，沒有污水，只有凈化后達到超低排放標準的廢氣！

參考文獻：

[1] 郭廷杰.強化工業爐節能、降耗、減污和提效的探討[J].工業爐，2003（01）.

[2] 王亞京，王璋保.節約能源是我國新型工業化的客觀需要[J].工業爐，2003（04）.

（作者單位：中冶焦耐（大連）工程技術有限公司）