中小型焦化企业节能途径和思路

２．１．１
ｍ３／ｈ，经济效益可观。 （２）精确控制焦炉加热 计算机控制焦炉加热操作的基本原理是根据装炉煤 特性确定结焦时间和火道温度，根据火道温度确定最佳供 热量及其相适应的烟道吸力”Ｊ。通过对碳化室中煤饼温 度监控，将温度数据反馈给计算机，由计算机代替人工调 节焦炉加热，这样保证对焦炉进行准确定量地供应煤气， 避免了人工调节温度滞后性而造成的煤气浪费。 （３）减少炉体散热 焦炉炉体散热占焦炉总耗热量的１０％左右，加强焦 炉炉体的保温措施，减少焦炉炉体散热。也是减少煤气消 耗的有利措施。借鉴现代绿色建筑墙体保温技术，选用一 种耐高温、高强度、低热传导系数的合成树脂材料粘附于 炉体外部，以达到隔热保温的效果。 （４）减薄碳化室墙砖厚度 焦炉在工作时，燃烧室通过隔墙将热量传递给碳化 室，因此，隔墙传热的好坏直接影响着焦炉热利用率，而减 薄碳化室格砖厚度是增加隔墙热传导率的直接途径。碳 化室墙的厚度减薄１０ ｍｍ，可节约能耗７％，并且墙厚每减
１
为：备煤车间、炼焦车间和化产回收车间，此外还有机修、 电仪等辅助车间。生产工艺如图１所示。 有的企业将脱硫单元放在粗苯回收后面，只将外供煤 气脱硫，自用煤气一般不经过脱硫，也有的小型机焦企业 没有脱硫单元，这与当地地方政府的环保检查力度和企业 自身环保意识有关。 １．２中小型焦化企业节能减排现状 目前，我国的中小型焦化企业的节能减排Ｔ作还处于 初期水平，许多小型焦化企业没有节能管理部门和专门的 从业人员。部分企业管理层的节能意识也比较薄弱，节能
１．１
我国焦化生产单位工序能耗平均为１３０
ｃｅ／ｔ，其中
ｋｇ ｃｅ／ ｋｇ
中小型焦化企业的单位炼焦Ｔ序能耗为１５０—１８０
中小型焦化企业节能现状
中小型焦化企业生产工艺简介 我国中小型焦化企业的生产部门一般分为３个车间，
ｔ，大型焦化企业单位炼焦下序能耗较低，平均在１２０
ｃｅ／ｔ。国内几家大型焦化企业的能耗指标（单位：ｋｇ ｃｅ／ｔ） 分别为：宝钢８８．１ ３，攀钢９９．５０，通钢１ １７．２９，邯钢
辽
宁
化
工
２００９年１１月
用主要从以下几个方面考虑： （１）焦炉煤气用于发电 焦炉煤气发电主要有蒸汽发电、燃气轮机发电和内燃 机发电３种方式。在中小型机组中，燃气轮机发电效率最 高，通常在３０％一４０％，并且燃气内燃机发电方式发电投 资相对较低，每千瓦约３
５００。４
通过在上升管外安装汽化冷却器，可以达到对６５０— ７００℃荒煤气部分余热回收的目的，这样既生产了副产蒸 汽，达到了余热回收的目的，又降低了荒煤气的温度，从而 降低上升管外壁温度，改善炉顶操作条件，减少了后序循 环氨水喷洒量，同时还解决了荒煤气高温裂解在上升管根 部结成的难以消除的石墨问题。７０年代初，我国首次采 用这项技术，首钢、太钢分别在７ｌ孔、６５孔焦炉上各建一 套汽化冷却器。至１９８０年初，武钢、鞍钢、北京焦化厂等 企业也先后采取这能热量回收方法，荒煤气温度最低可以 降至３５０℃¨…。据监测，每吨焦能产０．５ ＭＰａ饱和蒸汽 ０．８—１．１ｔ，据此计算，对于年产６０万ｔ焦炭的焦化厂，通 过此技术，产蒸汽能力与６０ ｔ锅炉相当，因此节能效果显 著。根据王振环等…１报道，对于２×４２孔８０型焦炉，投 资成本约为３００万元，约１．１３年可收回成本，因此对于中 小型焦化企业该技术高效可行。 （２）热管余热同收技术 热管是一种具有极高热导的装置，它的工作原理是当 热管的蒸发段受热时，毛细芯中的液体蒸发汽化流向冷凝 段放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作 用流同蒸发段，如此不断循环¨２‘”ｊ。 热管技术早已经应用于化工领域，采用热管技术回收 高温荒煤气显热的技术也被提出。该技术主要是在上升 管七安装热管，达到回收荒煤气显热的目的。整个热管装 置由热管换热器、热风引入设备、氨水喷淋器、汽液分离器 等组成。采用热管技术可使荒煤气降温至５００℃左右，并 且能够保持上升管内外壁温差相对较小，增加上升管的寿 命。此外，热管技术还可以用于焦炉、锅炉烟道气余热，以 及循环冷却水、剩余氨水余热回收，是一种比较理想的高 温气体余热回收装置。
ｋｇ ｋｇ
降耗工作在中小型焦化企业的开展有相当的难度。
蚓囊恻嚣蚓煤蚓焦酬甏蚓电
ｌ盘ｆ ｌ机ｌ Ｉ塔Ｉ ｌ炉ｌ Ｉ机ｌ
煤 气 炭
ｌ捕
ｃｅ／ｔ，有的小型企
焦炉、锅炉或其他自用煤气
掣萎削萎陶萎
焦化企业生产工艺流程图
ｋｇ
ｃｅＹｔ，远远高于大型焦化企业单位炼焦
图ｌ
工序综合能耗，也大大高于全国丁业企业平均能耗水平， 因此，做好中小型焦化企业节能丁作至关重要。 １
２．１．３
提高焦炉煤气的综合利用
过剩焦炉煤气无法外供，一直以来是令中小型焦化企 业最头疼的问题。有的企业由于煤气没有外供用户，将过 剩煤气直接燃烧掉或者放散到大气中，这样不仅造成了大 量的能源浪费，也对环境产生了严重污染，这与建设资源 节约、环境友好型社会相背弃。目前，焦炉煤气的综合利
万 方数据
提高焦炭产量及焦炉热利用率。同时，降低煤气发生量、 改善焦炉热利用状况。 将这两种办法结合使用，减小配煤的挥发分，从而降 低焦炉煤气发生量能达５％，１０％，这对于剩余焦炉煤气 无同定外供用户的独立中小型焦化企业比较适用。
２．１．２
降低焦炉耗热，减少煤气消耗
自用焦炉煤气有８５％以上都消耗在了焦炉上，因此。 降低煤十馏的耗热量是焦炉节能的重要研究课题旺。３】。 （１）降低煤饼温度 焦饼中心温度是衡量焦炭是否成熟的技术指标，规定 为９５０—１ ０５０℃。一般的中小型焦化企业煤千馏过程中 的焦饼温度都会高于规定值，在１
１２３．４
文献标识码：Ａ
文章编号：１００４—０９３５（２００９）１ｌ－０８３４—０４
根据当前国家产业政策，节能减排是行业结构调整的 方向，是企业发展的必然选择。尤其对于高耗能、高污染、 高排放行业，节能降耗工作关系着企业的生死存在。焦化 作为能源加工行业，属于三高行业，是重点节能降耗行业。 其中，中小型焦化企业由于生产规模相对较小，设备相对 简单，自动化程度低，操作人员素质差等原因，一直是影响 整个行业节能降耗取得实质性进展的瓶颈。据统计，我国 年焦炭产量小于１００万ｔ的焦化企业占总焦化企业数量 的９０％左右，产能约占全国年焦炭生产总量的６０％，单位 炼焦Ｔ序综合能耗普遍在１８０—２００ 业甚至高于２００
Байду номын сангаас
２１．０４，柳钢１２３．４７，莱钢１２６．３９，临钢１０２．９４，邢钢
１２７．３４。与大型焦化企业相比，中小型焦化企业的节能潜 力相当大。 表１为某独立小型焦化企业２００７年的能源消耗情 况，该企业焦炉设计生产焦炭能力为６０万ｔ／ａ。由表１中 数据可以看出，该厂单位＿Ｔ序能耗较高，焦炉煤气、电和蒸 汽为主要消耗能源，其中焦炉煤气消耗量最大，占总能耗
注：表中将水、汽油和柴油的折合标准煤折算入了电耗中。
０７０
ｏＣ左右¨】。因此。
可以根据焦炭质量变化，适当均匀降低煤饼中心温度，以 减少焦炉耗气量。据监测，对于年生产焦炭能力为６０万ｔ 的焦炉，煤饼温度降低５０℃，可节约耗煤气量约８００
２
中小型焦化企业节能有效途径
２．１焦炉煤气节约 焦炉煤气是煤在干馏过程中产生的，经过一系列副产 品回收，除了生产、生活自供，剩下的即为剩余焦炉煤气。 焦化煤气是焦化企业消耗最大的能源，大约占焦化企业能 源消耗量的７０％，因此，节约焦炉煤气用量、提高焦炉煤 气综合利用率是焦化企业节能的重点。
ｍｍ，结焦时间可缩短５．４～６ ｍｉｎ【６］。严文福等报道【７】，
炉墙厚度从１００ ｍｉｌｌ减至８０ Ｉｎｎｉ时，碳化室侧墙温度从 ７３０℃增加到７４４．２７℃；炉墙厚度减至６０ ｍｍ时，墙面温 度增加到７８７．５３℃，增加了５７．５３℃，因此，中小型焦化 企业可根据条件，适当地减薄碳化室隔墙厚度，是大大增 加焦炉热利用率。
１
调节配煤比，降低煤气发生量
焦化企业的剩余焦炉煤气约占总煤气发生量的 ４０％，产出的焦炉煤气供应量远远大于消耗量，通过减少 总煤气发生量来减少剩余煤气，是节约焦炉煤气浪费的一 个有效方法。在保证不影响焦炭质最的前提下，适当提高 瘦煤配比，不仅降低配煤的挥发份，同时节约配煤成本。 （１）配煤中配入适量沥青 在配煤中配入适当煤或石油沥青，可以提高配煤的粘 结性，在不影响焦炭质量的前提下，可以更大限度地调节 配煤比，降低配煤的挥发份。 （２）应用捣固技术 捣固焦技术发展至今已有上百年的历史，多年以来一 直被欧美的一些发达国家所垄断，是一种町根据焦炭的不 同用途，配入较多的非主焦煤，用捣固机将配煤捣实成与 碳化室结构相当的煤饼后，从焦炉机侧推入碳化室内进行 高温干馏的炼焦技术…。近几年来，随着捣固焦技术在国 内的成熟，国内的捣同焦炉也日趋增多，截至目前，我国山 西、河北、山东、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁等省区的近 ５００家焦化企业中，使用捣同焦炉的企业已达１００余家。 山西、河北两省捣固焦炉的产能达５ ０００万ｔ／ａ，每年可降 低焦炭成本总计６０亿元。 应用捣同技术不仅能提高焦炭质量，而且还可以充分 利用气煤、瘦煤和弱粘结性煤资源，降低主焦煤用量，缓解 我国主焦煤稀缺的现状。捣周焦炉可以提高配煤中低挥 发分、弱粘结性煤的配比，降低配煤成本，提高焦炭质量。
２．２．２
０００元陋］。
采用燃气一蒸汽联合循环发电技术（ＣＣＰＰ），可以对 热能资源进行高效综合利用，发电效率可达到４５％以上． 是我国大中型钢铁联合企业积极推广的技术。鞍钢、济 钢、武钢在这一方面取得了大量的经验旧】。 （２）焦炉煤气制甲醇 该工艺是由化学丁业第二设计院于２００２年设计出来 的，该工艺最早应用云南曲靖大为炼焦制气厂投资１．１亿 元的８万ｔ／ａ焦炉煤气制甲醇项目，及河北建滔焦化有限 公司的１０万ｔ／ａ焦炉煤气制甲醇项目。目前，国内在建 项目大约３０余个，共计产能４８１万ｔ。 （３）用焦炉煤气生产尿素 国内首家采用以焦炉煤气为主要原料进行尿素生产 装置的厂家是辽宁北方煤化工（集团）有限公司，设计年 生产能力１８０ ｋｔ合成氨、３００ ｋｔ尿素，已于２００７年１１月中 旬开工。合成氨生产采用焦炉煤气加压催化部分氧化法 和瑞十卡萨合成氨工艺，尿素生产采用ＣＯ：气提工艺和 海德鲁流化床大颗粒造粒技术。利用该法生产尿素成本 低于或相当于目前用天然气做原料生产尿素，成本约为 ９４０；Ｔｒ＿＿／ｔ。但该项目总投资大约需十多亿，投资总额较大。 （４）增加外供量 联合焦化企业可以将焦炉煤气供予钢铁厂使用，对于 独立的中小型焦化企业可以供给城市居民用作燃料、以及 向周边其它工业企业供气的方法来增加焦炉煤气的外供。 在唐山地区，有部分独立小型焦化企业通过建石灰窑，使 用焦炉煤气做燃料，在一定程度上，也提高了焦炉煤气的 综合利用。 随着焦炉煤气各种综合利用技术的开发，浪费现象已 经得到好转。煤气生产尿素项目投资较大，一些中小型焦 化企业由于资金原因，不能实现的。相比较，利用内燃机 发电、煤气制甲醇及增加煤气外供相对成本低．成本回收 期短，是一些中小型焦化企业增加煤气综合利用量的最佳 方式。 ２．２煤气初冷系统余热利用
摘
要：从中小型焦化企业丁艺和耗能现状出发，通过对其节能潜力分析，总结出适用于中小型
焦化企业节能的途径和思路。着重围绕焦化企业消耗最大的能源一焦炉煤气节约措施进行阐述，包括 降低煤气发生量、焦炉节能、剩余焦炉煤气的综合利用，还介绍了回收初冷系统显热、节约企业电耗以及 加强企业节能管理等节能途径方面。 关键词：焦化企业；节能降耗；途径；余热回收利用 中图分类号：ＴＱ
辽 宁 化 第３８卷第ｌｌ期 ２００９年１１月Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
工
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖ０１．３８，Ｎｏ．１ｌ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２００９
中小型焦化企 业节能 途径 和思 路
姚维学１，付再华２，刘同飞３，崔广华３
（１．唐山宝铁煤化工有限公司，河北唐山０６３３０７；２．唐山考伯斯开滦炭素化工有限公司，河北唐山０６３０００； ３．河北理丁大学化工与生物技术学院，河北唐山０６３００９）
收稿日期：２００９－０５－２７ 作者简介：姚维学（１９７６一），男，助理工程师。 通讯联系人：崔广华（１９６５一），男，教授。Ｅ—ｍａｉｌ：ｔｓｃｇｈｕａ＠
１２６．ｃｏｍ。
万 方数据
第３８卷第１１期
姚维学，等：中小型焦化企业节能途径和思路
８３５
的７７．３５％，其次为蒸汽消耗，占１２．０３％，再者为电消耗， 占７．４６％，因此，降低焦炉煤气、蒸汽、电消耗是中小型焦 化企业节能主要的途径。 表１ 能源消耗构成