炼焦工艺节能降耗途径探讨

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摘要：内蒙古恒坤化工有限公司坚持“绿色、数字、智能、系统”的发展理念，通过实施炼焦工艺优化、节能改造、余热回收利用等项目，实现能耗指标降低、减少煤气消耗、降低氮氧化物排放，并使余热得到充分的回收利用。

关键词：炼焦工艺；生态环境；安全发展；绿色发展

内蒙古恒坤化工有限公司成立于2008年11月，地处内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克前旗上海庙镇精细化工园区。其主要产品为焦炭、粗苯、焦油、硫铵、液化天然气(LNG)等。公司坚持“绿色、数字、智能、系统”的发展理念，从而改变发展模式，实现安全发展、绿色发展。在这个过程当中，既可以保护生态环境，也可以提升企业本身的经济效益和生态效益。

1炼焦工艺优化

煤焦化又称煤炭高温干馏，以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。随着经济社会的不断发展进步，对生态环境保护的标准也越来越高，炼焦工艺水平也需要从根本上进行科学性的提升。为使焦炉达到稳产、高效、节能、长寿的目的，需要焦饼在规定的结焦时间内沿长向和高向方向均匀成熟，为降低焦炉煤气消耗提高热工效率需要从以下几个方面加以控制：(1)保证配合煤水分稳定。当配合煤水分增大时，进入炭化室高温干馏时水变成水蒸气吸收的热量就会增多，配合煤水分(高于6%时)每增加1%时，标准温度应增加5～7℃，相应的煤气消耗会增加1%。加强对入场煤的管理，每批煤种进厂前都需要按规定取样分析，确保入场煤水分指标合格；加强煤场管理，来煤按煤种分类指定存放，避免不同煤种混存，同时煤场抑尘洒水过程中严格控制洒水量；根据装煤过程中塌煤率，调整配合煤水分，在保证不塌煤的情况下尽可能降低配合煤水分。(2)合理控制焦饼中心温度减少煤气消耗。焦饼中心温度是衡量焦炭是否成熟的指标，一般生产过程中焦饼中心温度达到1000±50℃时焦饼已成熟，若950℃焦炭成熟，则焦饼中心温度每增加50℃，焦炭带走的热量就会增加5%左右，煤气消耗相应的增加6%左右。(3)保持合理的看火孔压力。在实际生产过程中，以看火孔压力为基准来确定燃烧系统的各点压力是比较方便的。在各周转时间下看火孔压力均应保持在-5～5Pa。如果看火孔压力过大，会增加焦炉炉顶散热，不便于观察火焰燃烧情况，给调火工作带来一定困难；当看火孔压力过小即负压过大时，大量冷空气将被吸入燃烧系统，造成燃烧不正常，能耗增加。

2节能改造提高效率

高效节能水泵的应用，“SCES技术”集系统配置、系统运行和水泵水力性能优化于一体。从系统设计理念、运行管理等能耗源头入手，凭借先进的数据采集及计算机仿真模拟技术，对设备的Q(流量)、H(扬程)、n(效率)进行建模分析。以合理的水送能耗指标做指导，以系统最佳运行工况为设计理念，从降低系统阻抗、提高水泵在系统中的运行效率、调整合理流量三方面入手最终实现系统节能的目的。公司根据生产工艺要求，对三台制冷循环水泵和五台工艺循环水泵等进行系统性改造，实现节电率不小于25%。表1为节能数据。

3余热回收提高能源利用率

(1)循环氨水余热利用。煤在干馏过程中产生的700～800℃的荒煤气在桥管和集气管处用压力为0.3MPa,温度为78℃的循环氨水喷洒冷却，荒煤气冷却至82℃左右。根据实际情况，在循环氨水泵出口管线上增加一换热器，用循环氨水余热代替原来的煤气锅炉作为热源进行冬季采暖和澡堂热水供应，可节约煤气及蒸汽能源，冬季采暖期每小时可节约蒸汽8t。(2)上升管余热利用。公司现有5.5m焦炉两座，年产焦炭量约100万t，炼焦过程中热量分布见表2。为回收高温荒煤气带出的显热，公司对上升管系统进行改造，增加余热回收装置。工艺流程为用除氧器给水泵将除盐水箱内水输送至除氧器内进行除氧，除氧水采用多级给水泵输送至汽包，水在汽包与上升管换热装置之间通过强制循环泵进行强制循环，在汽包进行汽水分离，水继续循环进入上升管换热器进行再次热交换，产生蒸汽并入至低压蒸汽管道。现场实测公司生产负荷95孔/天，可以稳定产出蒸汽8t/h。能源消耗-回收计算数据如表3所示。饱和蒸汽价格，不含税120元/t。去掉电费、水费，可产生经济效益770万元/年左右。减少循环氨水量约15%～30%，减少循环氨水系统电耗约15%～30%，上升管表面温度由260℃降低到60℃，大大改善焦炉炉顶员工的工作环境。

4结语

公司通过炼焦工艺优化、节能改造、余热回收利用等项目的实施，2018年单位产品能耗指标较2017年降低5kgec/t，同时通过优化炼焦工艺减少煤气消耗降低废气中氮氧化物含量，通过余热回收利用实现了厂区冬季供暖的自平衡。随着国家环保政策的逐步完善，焦化行业产能将持续处于过剩状态。唯有加强自我革新突破，降低综合能耗、减少污染物排放、实施系统性全过程分析监控、建设智慧工厂、数字型的化工园区，才有可能实现可持续发展。

参考文献：

[1]于振东，郑文华.现代焦化生产技术手册[M].中冶焦耐工程技术有限公司，2010-07.

[2]左春生.降低焦炉煤气消耗的途径[J].硅谷，2014(3).

作者:李栋柱 单位:内蒙古恒坤化工有限公司