煉焦工藝節能降耗途徑探討

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摘要：內蒙古恒坤化工有限公司堅持“綠色、數字、智能、系統”的發展理念，通過實施煉焦工藝優化、節能改造、余熱回收利用等項目，實現能耗指標降低、減少煤氣消耗、降低氮氧化物排放，并使余熱得到充分的回收利用。

關鍵詞：煉焦工藝；生態環境；安全發展；綠色發展

內蒙古恒坤化工有限公司成立于2008年11月，地處內蒙古自治區鄂爾多斯市鄂托克前旗上海廟鎮精細化工園區。其主要產品為焦炭、粗苯、焦油、硫銨、液化天然氣(LNG)等。公司堅持“綠色、數字、智能、系統”的發展理念，從而改變發展模式，實現安全發展、綠色發展。在這個過程當中，既可以保護生態環境，也可以提升企業本身的經濟效益和生態效益。

1煉焦工藝優化

煤焦化又稱煤炭高溫干餾，以煤為原料，在隔絕空氣條件下，加熱到950℃左右，經高溫干餾生產焦炭，同時獲得煤氣、煤焦油并回收其它化工產品的一種煤轉化工藝。隨著經濟社會的不斷發展進步，對生態環境保護的標準也越來越高，煉焦工藝水平也需要從根本上進行科學性的提升。為使焦爐達到穩產、高效、節能、長壽的目的，需要焦餅在規定的結焦時間內沿長向和高向方向均勻成熟，為降低焦爐煤氣消耗提高熱工效率需要從以下幾個方面加以控制：(1)保證配合煤水分穩定。當配合煤水分增大時，進入炭化室高溫干餾時水變成水蒸氣吸收的熱量就會增多，配合煤水分(高于6%時)每增加1%時，標準溫度應增加5～7℃，相應的煤氣消耗會增加1%。加強對入場煤的管理，每批煤種進廠前都需要按規定取樣分析，確保入場煤水分指標合格；加強煤場管理，來煤按煤種分類指定存放，避免不同煤種混存，同時煤場抑塵灑水過程中嚴格控制灑水量；根據裝煤過程中塌煤率，調整配合煤水分，在保證不塌煤的情況下盡可能降低配合煤水分。(2)合理控制焦餅中心溫度減少煤氣消耗。焦餅中心溫度是衡量焦炭是否成熟的指標，一般生產過程中焦餅中心溫度達到1000±50℃時焦餅已成熟，若950℃焦炭成熟，則焦餅中心溫度每增加50℃，焦炭帶走的熱量就會增加5%左右，煤氣消耗相應的增加6%左右。(3)保持合理的看火孔壓力。在實際生產過程中，以看火孔壓力為基準來確定燃燒系統的各點壓力是比較方便的。在各周轉時間下看火孔壓力均應保持在-5～5Pa。如果看火孔壓力過大，會增加焦爐爐頂散熱，不便于觀察火焰燃燒情況，給調火工作帶來一定困難；當看火孔壓力過小即負壓過大時，大量冷空氣將被吸入燃燒系統，造成燃燒不正常，能耗增加。

2節能改造提高效率

高效節能水泵的應用，“SCES技術”集系統配置、系統運行和水泵水力性能優化于一體。從系統設計理念、運行管理等能耗源頭入手，憑借先進的數據采集及計算機仿真模擬技術，對設備的Q(流量)、H(揚程)、n(效率)進行建模分析。以合理的水送能耗指標做指導，以系統最佳運行工況為設計理念，從降低系統阻抗、提高水泵在系統中的運行效率、調整合理流量三方面入手最終實現系統節能的目的。公司根據生產工藝要求，對三臺制冷循環水泵和五臺工藝循環水泵等進行系統性改造，實現節電率不小于25%。表1為節能數據。

3余熱回收提高能源利用率

(1)循環氨水余熱利用。煤在干餾過程中產生的700～800℃的荒煤氣在橋管和集氣管處用壓力為0.3MPa,溫度為78℃的循環氨水噴灑冷卻，荒煤氣冷卻至82℃左右。根據實際情況，在循環氨水泵出口管線上增加一換熱器，用循環氨水余熱代替原來的煤氣鍋爐作為熱源進行冬季采暖和澡堂熱水供應，可節約煤氣及蒸汽能源，冬季采暖期每小時可節約蒸汽8t。(2)上升管余熱利用。公司現有5.5m焦爐兩座，年產焦炭量約100萬t，煉焦過程中熱量分布見表2。為回收高溫荒煤氣帶出的顯熱，公司對上升管系統進行改造，增加余熱回收裝置。工藝流程為用除氧器給水泵將除鹽水箱內水輸送至除氧器內進行除氧，除氧水采用多級給水泵輸送至汽包，水在汽包與上升管換熱裝置之間通過強制循環泵進行強制循環，在汽包進行汽水分離，水繼續循環進入上升管換熱器進行再次熱交換，產生蒸汽并入至低壓蒸汽管道。現場實測公司生產負荷95孔/天，可以穩定產出蒸汽8t/h。能源消耗-回收計算數據如表3所示。飽和蒸汽價格，不含稅120元/t。去掉電費、水費，可產生經濟效益770萬元/年左右。減少循環氨水量約15%～30%，減少循環氨水系統電耗約15%～30%，上升管表面溫度由260℃降低到60℃，大大改善焦爐爐頂員工的工作環境。

4結語

公司通過煉焦工藝優化、節能改造、余熱回收利用等項目的實施，2018年單位產品能耗指標較2017年降低5kgec/t，同時通過優化煉焦工藝減少煤氣消耗降低廢氣中氮氧化物含量，通過余熱回收利用實現了廠區冬季供暖的自平衡。隨著國家環保政策的逐步完善，焦化行業產能將持續處于過剩狀態。唯有加強自我革新突破，降低綜合能耗、減少污染物排放、實施系統性全過程分析監控、建設智慧工廠、數字型的化工園區，才有可能實現可持續發展。

參考文獻：

[1]于振東，鄭文華.現代焦化生產技術手冊[M].中冶焦耐工程技術有限公司，2010-07.

[2]左春生.降低焦爐煤氣消耗的途徑[J].硅谷，2014(3).

作者:李棟柱 單位:內蒙古恒坤化工有限公司