节能降耗技术在焦化工艺中的应用

节能降耗技术在焦化工艺中的应用
摘要：由于国家工业转型的迫切要求，节能降耗技术也引起高度重视，研究节能降耗技术在焦化工艺中的应用，分析焦化工艺、焦化节能技术、节能技术应用、相关节能措施等，为我国焦化节能提供一点建议。

关键词：焦化工艺；节能技术；应用；措施
能源消耗不仅为环境带来了巨大压力也为社会发展带了负担，特别是对于一些不可再生的能源，诸如煤炭、钢铁等，在焦化技术中，对煤炭的消耗尤其突出。

面对炼焦煤价格持续攀升、焦炭质量越来越高但焦炭价格较低的形势，焦化企业生产成本压力越来越大。

因此，焦化企业或与之有关的生产行业想要长久生存下去，得到持续性发展，节能降耗刻不容缓。

1、焦化工艺
1.1焦化工序在铁前系统的能源中心位置
焦化厂在钢铁行业是能耗大户也是节能的主力，被行业誉为“二次能源制造中心”能源利用潜力巨大。

我国正处在由钢铁大国向钢铁强国迈进的关键时期，在焦化工序努力实现焦炉大型化、工艺现代化同时，焦化厂在改造和新厂设计时节能技术的应用和开发不能忽视，然而，焦化工艺是一个复杂化学反应、高能耗铁前工序，也是能源节省的关键环节，因此，焦化节能降耗已经成为各钢铁行业普遍认同的节能关键制点。

1.2 焦炉的热量平衡
焦化工艺是一个能源转化的过程，它是将洗精煤转化成焦炭、煤气和一些化学副产品，这一过程中会产生大量的热量，其中焦炉炉体的散热占10%左右，炽热的焦炭带走的显热占40%，荒煤气带走30%的显热，烟道废气带走20%的显热。

因为焦化工艺这一能源转换特性，所以在焦化生产过程中，不仅要满足产品需求还要追求能源高效转化率，降低能耗水平。

1.3综合利用焦炉煤气和高炉煤气
焦炉和高炉煤气是整个钢铁行业重要的能源，也是铁前系统重要的二次源，
它们的合理使用对工序能耗起到举足轻重的作用。

焦化本身会用到数量巨大的煤气来加热管式炉、焦炉，为了向轧钢等后部工序提供优质煤气，焦化工序应尽量多使用高炉煤气，减少高炉煤气的放散。

2、节能降耗技术
2.1 煤调湿
焦化过程中不可避免面的要消耗大量的煤炭资源，因此，节能第一步便是从煤资源消耗入手。

减少装入煤水分是降低炼焦过程耗热量的一个重要举措。

炼焦煤中的水进入焦炉，既需要消耗加热煤气将之蒸发去除，同时还产生大量难处理的含酚废水。

适当降低和稳定配煤水分，不仅是节能降耗的需要，也是环保的需要、焦炉正常生产的需要。

煤调湿技术是减少和稳定装入煤水分的代表技术。

中煤调湿简称CMC，指利用焦化厂荒煤气、废气余热或干熄焦蒸汽等将炼焦配合煤水分在装炉前加热使其水分降到5%～6%，然后装入焦炉炼焦的技术。

2.1.1 煤调湿技术具有非常显著的效果
（1）焦炉生产能力提高。

CMC 技术会使单孔炭化室装煤量增加，提高焦炭产量，同时还能缩短结焦时间。

（2）降低炼焦耗热
CMC 采用烟道废热或CDQ 发电后尾蒸汽，既可以节约能源又可以利用废弃的能源。

达到充分利用焦炉余热，降低工序能耗目的。

（3）保护环境
这一过程会减少煤气冷却用水、荒煤气中的水蒸气、系统功耗、排污量，对环境保护具有重要作用。

煤料水分降低4%～5%，可减少1/3 的剩余氨水量，减轻废水处理的生产负荷。

平均每吨入炉煤可减少约38.5 kg 的CO2排放量。

2.2 红焦显热回收
干熄焦是目前应用最广、最成熟的技术就是，也是国家重点节能技术。

干熄焦技术将减少大量蒸汽排向大气，也相应减少了蒸汽中携带的大量酚、氰化物、硫化氰、氨以及焦炭粉尘等污染物，改善大气环境。

干熄焦不仅可以提高焦炭质量，还能产生大量动力蒸汽。

并且，与煤发电相比，可以更好的避免环境污染，1 万吨配套的干熄焦产生的蒸汽如用于发电，则相当于每年减少约0.1 万吨燃煤发电对大气的影响。

干熄焦技术对焦化企业技能降耗具有非常重要的意义，不仅能够为企业节省大量能源，实现企业经济效益，还能促进企业发展绿色工业，降低环境污染。

2.3 荒煤气显热回收
焦炉荒煤气带出热量占炼焦炉热能支出的30%，这个数字可谓是非常巨大的，在热回收问题上，我国多年以来难以实现进展性突破，几乎没有成功案例。

但是，今年，荒煤气显热回收技术却在这一问题上有了突破，荒煤气显热回收技术装备开发难度大，但节能潜力显著还是值得下工夫的，一座焦炉完成工业化应
用，装置荒煤气显热利用效率达32%，寿命预计可达8 年。

目前来看，这一技术能使焦炉工序能耗降低10.16kg/t；吨焦产0.6 MPa 蒸汽109 kg。

这将能大幅降低焦炉工序能耗。

3、节能降耗技术的应用
3.1汽化上升管应用
汽化上升管利用650～700℃焦炉荒煤气热量来加热带夹套的上升管中的软化水产生蒸汽的余热回收利用技术。

该项技术上世纪广泛在各大钢铁公司得到应用，每小时可发生0.5MPa 饱和蒸汽，可以回收干煤炼焦过程中335 489kJ/t 的荒煤气热能，可将荒煤气所带热能70%回收。

3.2煤调湿技术开发
利用焦炉烟道废气余热、干熄焦发电机组的背压汽的综合热量、上升管换煤气的余热对装炉煤进行加热干燥，降低煤中的水分，即利用焦炉的余热对焦炉入炉煤水分进行预热调湿，利用焦炉余热能进行煤料调湿，可以将装炉煤水分由10%控制在5%～6%，它可以大大的降低炼焦工序能耗，同时还由于装炉煤含水量降低，提高了焦炉装炉煤的堆密度，提高了焦炭质量和产量，为企业带来巨大的经济效益。

3.3 热管在焦炉废气回收余热中的利用
热管换热器具有温度均匀、传递热效率高、结构简单的特点。

热管是一个封闭的管段，内装有可汽化的液体和毛细吸液芯，并抽空管段内的不凝性气体。

热管工作时利用管内工质的蒸发－冷凝循环来达到传输热量的目的。

热管可以在很小的温差下传输热、冷源之间的热量。

热管换热器在我公司一炼焦车间烟道气余热回收成功应用，并利用回收的余热通过换热器将除盐水加热至104℃，送往各系统使用。

在焦炉废气的热量也可以利用该项新技术回收焦炉的余热或者焦化生产中回收循环氨水中剩余氨水的热量等。

4、节能措施
4.1 提高炼焦煤使用效率
为减少露天煤场大风暴雨导致炼焦煤流失以及降低煤场炼焦煤变质情况，可以开展煤场均质化管理以及降低煤场库存等攻关项目。

焦化厂对煤塔锥形斗嘴进行改造，定期对煤塔组织清理，有效避免因长期挂料，洗精煤的变质，稳定煤质，改善焦炭质量。

4.2降低吨焦电耗
积极推广能源合同管理，对干熄焦循环风机进行变频改造，同时，通过降低
皮带系统空转率进行攻关、改造优化各类泵组、恢复全厂除尘风机变频调速等措施，降低吨焦电耗。

4.3提高堆密度，稳定单炉产量
炼焦车间对顶装煤车螺旋给料器装煤孔不同的装煤时间以及给煤圈数等参数进行了调整；同时还可以对平煤杆进行改造，如平煤杆加长以及在平煤杆前段安装滚轴等装置，能有效防止炭化室装煤缺角、平煤不通等现象的发生，结合单种炼焦煤性质，研究不同配比条件下，小焦炉实验以及工业实验产量最大化的粒度分布。

通过这些方法，可以很大程度上保证炭化室煤装满、装匀、装实、装平。

结语
能源大量消耗和环境严重污染的粗放型经济增长模式，影响全面建设小康社会总目标的实现，在我国工业转型的关键时期，炼焦企业充分重视节能降耗工作，在产业结构调整中要依靠先进节能技术来降低焦化工序的原料、燃料及动力的消耗，使企业降低炼焦的工序成本。

做好焦化节能降耗工作对国家、对企业来说都是极具战略意义，节能降耗必须引起每个焦化工作员工的高度重视。

参考资料
[1] 杨晓东等.钢铁工业能源消耗和二次能源利用途径和对策[J].钢铁，2000，35(12)：64～68.
[2] 张京萍. 武钢炼焦荒煤气余热回收利用率达32％. 世界金属导报，2012- 05- 23
[3] 李震.我国钢铁行业节能降耗技术现状和发展趋势[J].鞍钢技术2005，46(5)：5～9.。