焦化行业节能降耗空间巨大

焦化行业节能降耗空间巨大——从2011年焦化行业能耗指标分析节能前景

2012-6-19

焦化工序是钢铁企业中消耗资源最多的工序，其能耗占整个钢铁工序能耗的13%以上，作为能源密集型的焦化企业，能耗状况备受关注。根据中国炼焦行业协会2011年年报对全国260家焦化企业统计的数据显示，2011年，尽管整个行业受到炼焦煤质量继续下降的影响，但部分能耗指标仍有较大改观；尽管各企业工艺流程不同，计算方法可能存在差异，但资源利用、能源消耗等指标仍有一定的参考对比价值。

焦化行业能耗小幅降低

我国焦化行业在炼焦煤价格高位运行、能源成本上涨等因素的影响下，加大结构调整和节能减排工作力度，加快转变发展方式，整个行业保持了平稳发展的势头，焦炭产量达到了42779万吨，技术经济指标得到显著改善。

炼焦耗洗精煤、炼焦耗热量和炼焦工序能耗是焦化行业的三大能耗指标，代表着焦化企业的整体管理水平。2011年焦化行业炼焦耗热量、炼焦工序能耗指标比2070年略有下降，但幅度不大，如炼焦工序能耗只比2010年降低了0.64千克标煤/吨焦，改善幅度为0.5%；重点统计焦化企业吨焦耗洗精煤达1.383吨煤/吨焦，增加43千克吨煤/吨焦，比2010年增长了3.2%。受炼焦煤质量影响，2011年炼焦配合煤灰分比2010年增长1%，导致焦炭灰分增长12.95%，同比提高3%；焦炭硫分也比2010年增长0.02%。

2011年大中型钢铁企业焦炭平均干熄焦率达到84.7%，焦化企业煤气放散率降至2%以下，水二次循环利用率提高0.3%，但我国30%以上焦化企业的吨焦耗电量，远远高于炼焦行业清洁生产每吨焦小于40千瓦时的标准，新水消耗量距2.5立方米/吨焦的标准尚有不小差距，部分焦化企业的耗水量超过了3立方米/吨焦。

化工产品回收率有所提高

近年来在煤、焦价格严重倒挂趋势延续的状况下，焦化企业面临多种生产成本压力，2011年重点焦化企业炼焦煤平均采购成本上涨12.94%，冶金焦制造成本上涨10.5%。焦炭价格在低价位运行，粗苯等化工产品又处于高价位，使得只“焦”无“化”的炼焦企业难以为继。

煤焦油、粗苯和工业萘被称为炼焦化学三大回收化产品，资源的消耗指标差距也较大。以粗苯耗洗油为例，先进指标与较差指标竟相差4.5倍。煤焦油、粗苯及焦化萘的收率高低，直接决定着副产品的能源消耗。从焦化行业整体水平看，2011年的收率均比2010年有所提高，工业萘收率提高了0.19%，煤焦油和粗苯的回收串与2010年持平。3种产品的收率，最高的煤焦油回收率达4.13%，较差的只有1.98%；粗苯回收率高的1.13%，低的只有0.50%，先进指标是落后指标的2倍。

工业萘和粗苯是化工行业深加工的基础原料，具有无法替代的作用，近年来一直畅销不衰。化产品收率的反差，自然导致焦化企业经济效益的落差。由此可以看出，焦化企业节能降耗空间巨大，采用先进适用的工艺技术势在必行。

焦化行业节能降耗潜力分析

十届全国政协副主席、中国金属学会理事长徐匡迪曾指出，目前钢铁企业尚有30%的余热、余能未被回收利用，其中焦化过程约有50千克/吨焦。作为能源——煤炭干馏加工转换的重要行业，对资源、能源依赖度较大，发展低碳循环经济才能提高企业竞争力。

着力开展对标挖潜。对标挖潜是节能降耗的有效手段，焦化行业应通过业内横向、纵向对标的方式，形成全过程、多角度的找差距体系，瞄准先进，找出不足，优化工艺路线，达到改善技术指标的目的。

在炼焦耗洗精煤、炼焦耗热量和炼焦工序能耗这三大能耗指标中，2011年焦化行业炼焦耗洗精煤先进指标与落后指标相差0.225吨煤/吨焦，是平均水平的16.2%；炼焦耗热量先进指标比落后指标低1823千焦/千克。也就是说，落后指标是先进指标的2.05倍，炼焦工序能耗落后指标比先进指标高出100.28千克标煤/吨。

以湘钢焦化厂为例，通过围绕吨焦“四耗”（煤、煤气、水、电）对标挖潜，坚持系统化、有机化和整体化的对标思路，努力降低能源消耗，优化能源结构，借助高炉煤气低热价廉的特点，将所有的焦炉改用高炉煤气加热，勤测精调，稳定热工制度，杜绝煤气泄漏，提高焦炉热效率，将吨焦煤耗降至1.389吨煤/吨焦，炼焦工序能耗达到73千克标煤/吨这一国内先进水平。武钢、马钢、沙钢等建立的大型焦炉技术指标交流网，既互通了信息，又交流了经验，共同探讨降低炭化室顶部空间温度的方法，控制合理的标准温度，使7.63米焦炉的炼焦耗热量不同程度地降低了2%-5%。山西焦化集团借鉴独立焦化企业的生产实践，将装炉煤水分稳定在8%-10%，从而降低了加热煤气用量，炼焦耗热量因此降低了140千焦/千克干煤。

加快节能新技术的研发应用。焦化生产从配煤、炼焦、煤气回收净化到化产品加工精制，其整个过程是能量流的消耗过程，要从资源消耗型向资源节约型转变，必须加大节能降耗新技术的研发及应用力度。

近年来，我国焦化行业推广捣固炼焦、低水分熄焦、干熄焦、热管换热、导热油换热、苯加氢精制、焦炉煤气制甲醇、焦炉煤气制合成氨、煤焦油负压蒸馏深加工等先进适用技术，极大地提升了整个行业的节能水平。2011年焦化行业投产干熄焦装置12套，焦炉煤气制甲醇装置18套，投产苯加氢装置6套，国内最大的20万吨/年苯加氢装置在旭阳煤化工集团建成，推进了焦化行业节能减排的进度。

煤焦油采用减压蒸馏工艺，可使操作温度降低50℃-70℃，每加工1吨焦油节约4千克，5千克标煤。宝钢及济钢的生产实践表明，每吨焦油可降低15立方米焦炉煤气，与常压蒸馏相比年可节约蒸汽5000吨，而且萘的收率得到提高，达到10.48%，比常压蒸馏技术平均提高0.85%。

唐钢炼焦制气厂开发出“新型固定式铸石箅条筛”、“煤气初冷器冷凝液用于逆流式直冷塔洗萘新工艺”

等新技术，使轻苯、焦油收率保持在较高水平，硫铵回收率达到了1.12%的国内最好水平。

炼焦过程中产生的荒煤气所带走的热量占焦炉支出热的36%，其显热的回收一直是国内焦化业关注的技术难题。武汉平煤武钢联合焦化公司开发出微流态汽化导热装置及相应的配套控制调节技术，能使炼焦工序能耗降低8千克-10千克标煤，对于110万吨焦炭的焦炉，年产量产蒸汽折合标煤1.10万吨；可减排二氧化碳约2.8万吨。该项目被列入国家发改委“钢铁、有色、石化行业低碳技术创新及产业化示范工程”。

在《焦化行业准入条件》的引导下，焦化产业工艺技术装备、清洁生产、节能降耗水平等全面提高，开发了炭化室高6.98米焦炉，10万吨/年煤焦油加氢装置已成功制取燃料油，煤沥青制针状焦装置先后投产4套，形成煤调湿、配型煤炼焦、焦油加氢处理一批具有自主创新能力的新技术，推进了焦化行业的绿色转型。

发挥能源资源的高效值。焦化产业以煤炭深度加工和循环利用为核心，以高效率、低能耗为特征，以焦化产品—再生资源—循环利用为路径，使生产的相关资源（煤、炼焦产品、焦炉煤气等）得以优化利用，形成新的经济增长模式。节约能源资源，扩大炼焦煤资源及焦炉煤气资源化利用，是炼焦行业节能降耗必须解决的课题。

随着炼焦煤资源的日趋紧张和煤质下降等问题的突出，利用煤岩学理论指导配煤技术，采用预粉碎、分级粉碎的煤预处理技术，增加弱黏结煤用量，促使焦化行业资源节约及绿色转型成为发展方向。武钢研究院对煤资源进行大量的调研试验，开发出不同炼焦煤质量指标评析和使用技术，创建了生产配煤膨胀收缩控制模型，实现了大型焦炉完全不用肥煤、焦煤配入量小于40%生产优质焦炭的技术突破。该技术应用在武钢大型焦炉可少用肥煤15%-30%，少用焦煤5%，少用优质瘦煤10%以上，年节约稀缺的优质炼焦煤100多万吨。

焦炉煤气作为优质的二次能源，采用切实有效的节能技术提氢、制甲醇、制合成天然气、制二甲醚等，是资源增值的最好方式。2011年，我国投产的18套焦炉煤气制甲醇装置总产能达900余万吨，实现了二次能源的转化利用。

同时，焦炉煤气制取天然气关键技术也已取得重大突破，攻克了合成气体的深度净化、转化和合成技术难题，甲烷合成的高活性催化剂及甲烷合成反应器研发成功。2012年将是这一技术投入实用的一年，预计正在建设及前期准备的项目超过10个，其中山东菏泽富海能源公司及邯郸裕泰集团的焦炉煤气制液化天然气（LNG）规模均为8万吨/年，旭阳煤化工集团、山东恒昌焦化公司以及河南中鸿焦化公司利用焦炉煤气制甲醇的弛放气来制取合成氨技术规模均为10万吨/年，今年内均将陆续建成投产，构建了焦化行业新的产业链条。

陕西黑猫焦化公司利用焦炉煤气生产甲醇，甲醇产生的废气和驰放气生产合成氨，合成氨解析气供给焦炉加热，置换出的焦炉煤气用来生产甲醇、合成氨，空分装置所产生的氧气用于生产甲醇、氮气用于生产液氨，形成一个独具特色的“闭路循环”，无任何废弃物产生，实现了资源利用价值的最大化，年可节约近40万吨标煤。

陕西龙门煤化工公司把节能窍门锁定在炼焦炉烟道的废气上，因其中含有一定量的氦气、二氧化碳气，氮气用来合成氨、二氧化碳气制取尿素的项目已进入实施阶段。废物“点石成金”而变宝，业内人士对此技术给予极大关注。

焦化行业具有资源能源转化的特有优势。挖掘成熟节能技术的节能潜力，做好能源资源的优化利用和生产过程的余热余能的回收利用，既可以实现了资源价值的优化提升，又可以促使焦化行业由传统产业向现代煤化工产业的转型。