干熄焦烧损问题原理
现状描述
干熄焦是焦化工艺中的重要环节，对于确保焦炭成产的安全性和焦炭质量的稳定性至关重要，然而焦炭烧损在干熄焦全流程工艺中是不可避免的。一些焦化企业的干熄焦系统甚至存在着焦炭烧损率偏高的问题，导致焦炭灰分增加，质量和产量下降，能否有效控制焦炭烧损是优化系统经济运行的关键。
在干熄焦工艺中，循环冷却气体的成分以热传递效率较高、化学形态较为稳定且成分低廉的氮气为主，此外还含有少量的一氧化碳、二氧化碳、氧气、氢气和水等物质。当循环气体在经过一系列的吸热与放热过程时，炉内热传递以及循环气体组分会受到影响，继而使碳的状态也发生变化。干熄焦热传递的过程中，从化学反应的原理来看主要包括非均相反应和均相反应两种，非均相反应是固体焦炭与气态反应物的反应；均相反应则是炉内氢气、氧气、一氧化碳等气态物质之间的相互反应。
烧损情况发生类型
1. 预存段焦炭烧损
在干熄焦正常生产过程中，一方面预存段保持微负压，导致炉口处吸入少量空气进入预存段，另一方面是在装焦过程中，炉盖打开，干熄炉内表面焦炭直接与空气接触。在这个过程中，红焦与空气中的氧气发生反应，氧气不足量，反应为2C + O2= 2CO
2. 冷却段焦炭烧损
干熄炉出口至循环风机入口为负压段，若存在密封不严的状况，空气直接吸入循环系统，从而进入干熄炉，造成焦炭烧损，焦炭与氧气发生反应为2C + O2 = 2CO
3. 碳溶反应
循环气体中含有一定量的CO2，当循环气体进入干熄炉，穿过温度较高的焦炭层发生碳溶反应: CO2+ C = 2CO。
4. 一次除尘焦粉的烧损
在干熄焦正常生产中，为保持循环气体中各主要组分浓度，通过空气导入装置导入空气。由于在正常生产状况下，循环气体中的CO、H2浓度较小，氧气过量，在一次除尘处， 880 ～ 960 ℃ 的环境下，过量的氧气与一次除尘沉积的焦粉反应:2C +O2= 2CO、2CO +O2= 2CO
5. 水煤气反应
由于导入的空气中氧气与循环气体中的氢气反应的存在，使循环气体中含有一定量的水蒸汽。另外，锅炉、副省煤器等漏水也会使循环气体中含有大量水蒸汽。水蒸汽在随循环气体通过高温焦炭层时发生水煤气反应: H2O + C = H2+ CO
干熄焦烧损率计算方式
焦炭烧损率是评价干熄焦装置运行的重要指标，可用于指导干熄焦系统生产操作参数的调整。焦炭烧损率的计算方法有很多种，本文介绍其中的四种方法：灰分平衡计算法、碳平衡计算法、热平衡计算法及产率平衡计算法、
1. 灰分平衡计算法
灰分平衡计算法是基于以下假设：焦炭中的灰分为全焦灰分，不考虑焦粉的影响，焦炭的灰分理论上其含量是一定的，由焦炭的灰分平衡得式:
2. 碳平衡计算法
冷却干熄炉内红焦的循环气体主要成分为N2、CO2、H2O（g）、CO、H2、O2以及微量的CH4、不饱和碳氢化合物和硫化物等。根据干熄焦系统中碳元素守恒（即碳平衡）的原理，利用风机后放散气体（即循环气体）中CO含量和CO2含量计算出焦炭烧损量，得出公式：
再结合干熄焦处理量，得焦炭烧损率，得出公式：
3. 热平衡计算法
干熄焦系统的热量主要来自焦炭显热放热、挥发份燃烧放热和焦炭烧损放热，这些热量绝大部分被循环气体带走，小部分热量由干熄炉墙体散发。通过计算热源产生的热量，冷却气体带走热量，散走热量便可计算出焦炭燃烧所放出的热量，进而计算焦炭的燃烧量、烧损率。 得出公式：
4. 产率平衡计算法
干熄焦前的焦炭量减去干熄后的焦炭量，即得到焦炭烧损量，干熄焦后的焦炭量可以直接称量得到，但干熄焦前的焦炭（红焦）量难以计量。因此，假设干熄焦前的焦炭量与配合煤量呈现一定的关系，可通过理论成焦率计算得到。由焦炭的产量平衡得式：
结语
本文介绍了干熄焦焦炭烧损原因、位置，以便于进一步探究控制影响烧损率的因素。同时还介绍了四种烧损率计算方式，相比较而言，碳平衡计算法更加准确且方便，可以利用自动化系统实时计算焦炭烧损率，在中控室操作画面实时显示。