干熄焦技术的节能减排及环保分析

第３期（总第１５４期）

２０１１年６月

煤化工

CoalChemicalIndustry

No.3(TotalNo.154)

Jun.2011

干熄焦技术的节能减排及环保分析

王永林

（山西省环境保护技术评估中心，山西

摘

要

太原030024）

分析了干熄焦技术节能减排效益及国内应用现状，指出干熄焦技术是焦化企业实现节能减排的

重要措施之一，在钢铁联合企业应大力推广；同时分析了独立焦化企业推广干熄焦技术应综合考虑的相关制约因素，如ＳＯ２排放增加，酚氰废水有外排可能，干熄焦产生蒸汽的利用等。

关键词

焦化

干熄焦

节能

环保

中图分类号：ＴＱ５２２．１６

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００５－９５９８（２０１１）－０３－００３３－０４

干熄焦技术在钢铁联合企业焦化厂已经取得了显著的节能减排效果，而山西焦化行业以独立焦化厂为主，干熄焦技术应用于独立焦化厂将取得怎样的成效，本文就此进行简要分析。

因此，我国干熄焦装置近年来根据生产能力，配置向大型化发展。继武钢１４０ｔ／ｈ干熄焦项目之后，马钢（１２５ｔ／ｈ）、南钢（１４０ｔ／ｈ）、本钢（１２１ｔ／ｈ）、包钢（１２５ｔ／ｈ）等十几家企业已经建成１００ｔ／ｈ以上规模的干熄焦装置。目前，已投产规模最大的为本钢、天铁１９０ｔ／ｈ装置。

目前我国干熄焦装置仍然集中在钢铁联合企业，独立焦化厂少有建设干熄焦装置，造成干熄焦技术难以推广的主要原因有：干熄焦工艺存在着投资大、设备机型大、制造难、运行时间长、运行费用高、故障多、生产保证性差、安全保证难等问题。

山西焦炭产能目前达１．５亿ｔ／ａ左右，受历史因素的影响，山西焦化存在着生产规模普遍偏小、技术装备水平普遍落后的状况［２］。焦炭产量超过１００万ｔ／ａ的企业仅有潞安、阳光、山焦、大土河、太钢等２０多家，产能约３６００万ｔ，占２００７年全省焦炭总产量的３７％；焦炉炭化室以４．３ｍ为主，只有山焦、太原煤气化、安泰建有６ｍ高焦炉，太钢建成７．６３ｍ焦炉。在山西２００多家焦化企业中，仅有太钢７．６３ｍ焦炉配套建设了干熄焦装置，山焦、阳光等企业拟建。由此可见，距山西省政府提出的“到２０１５年，产业集中度得到明的目标还显提升，产业技术水平达到国内领先水平”有相当大的差距，山西焦化的发展任重道远。

1干熄焦技术的发展及在我国的应用

干熄焦工艺起源于瑞士，２０世纪４０年代发达国

家开始研究开发干熄焦技术；６０年代前苏联取得突破性进展，多数焦化厂采用干熄焦技术；７０年代全球能源危机，干熄焦技术得到了较快发展，多数发达国家都提倡和鼓励应用干熄焦技术。

我国自２０世纪８０年代初，宝钢一期工程首次引进干熄焦技术，至２００６年前后，先后有十几个钢铁联目前，已建、在建合企业投产了４４套干熄焦装置［１］；

的干熄焦装置已超过１００套；截止２００８年底，我国干熄焦产量达到了６０００万ｔ。

干熄焦技术发展到今天，虽然出现了不同的形式，但基本工艺流程大同小异。中国干熄焦技术及装置经过多年的从国外引进，目前国产化率大大提高。由于我国是产焦大国，焦炉多且炉组产能不一，造成引进装置同炉型生产能力不匹配，因而影响了干熄焦的节能效果。起初我国引进的干熄焦装置以７０ｔ／ｈ和７５ｔ／ｈ两种规模为主，且采用备用干熄焦方式，从而增加了不必要的建设投资，影响干熄焦的经济效益。

2

2.1

干熄焦工艺与湿熄焦工艺的分析对比

干熄焦节能效果分析

在干熄焦系统中，利用惰性气体与红焦进行换

收稿日期：２０１１－０３－２１

作者简介：王永林（１９６４—），男，１９９９年毕业于太原理工大学，高级工程师，现从事环境保护及评估相关工作。

热，吸收了红焦显热后的惰性气体再将热量传递给配

－３４－

套的余热锅炉，生产蒸汽用于发电。

煤化工

表1

熄焦方式湿法干法

酚—

２０１１年第３期

干熄焦与湿熄焦的污染对比氰—

Ｈ２Ｓ—

氨—

焦尘０．２０．０２

ＣＯ２．０

~０．４kg/t焦ＳＯ２

理论上每吨红焦经干熄焦后可生产过热蒸汽量计算如下：

［３］

０．１２０．０１５０．１０．０５２

（１）假定参数：装入红焦温度约为１１００℃，排出焦炭温度为２００℃，焦炭挥发分１．２％、灰分１２％，焦炭在１１００℃的比热容为１．５６１０ｋＪ／（ｋｇ·℃），在２００℃时的比热容为０．９９８３ｋＪ／（ｋｇ·℃）。在没有导入空气的情况下，理论上每吨红焦在干熄炉内将被回收显热：

Q１＝１０００×（１．５６１０×１１００－０．９９８３×２００）＝１．５１７４×１０６ｋＪ

（２）焦炭燃烧产生的热量按３３８５０ｋＪ／ｋｇ，烧损率按１％计，则每吨焦炭在干熄炉内烧损热量为：

Q２＝１０００×３３８５０×１％＝３．３８５×１０５ｋＪ

（３）干熄炉系统传热效率为定值８３％，则干熄炉内每吨红焦被循环气体带入锅炉的总热量为：

Q３＝（Q１＋Q２）×８３％＝１．５４×１０６ｋＪ（４）余热锅炉热平衡

１０５℃根据参数：４５０℃过热蒸汽焓H１＝３３２３ｋＪ／ｋｇ，锅炉给水焓H２＝４３６ｋＪ／ｋｇ，２５６℃锅炉水焓H３＝１１３５ｋＪ／ｋｇ，锅炉排污率r＝１．５％，余热锅炉热效率为８０％，可）。得出每吨红焦生产蒸汽量为０．４２５ｔ（３．８２ＭＰａ，５０℃

如果扣除焦炭燃烧产生的热量，每吨红焦显热生产蒸汽量为０．３４８ｔ（３．８２ＭＰａ，４５０℃）。

目前，国内配备干熄焦装置的焦化厂蒸汽产量一般在０．５ｔ／ｔ焦左右，于是造成干熄焦可以节能０．５ｔ蒸汽／ｔ焦的概念，显然，如此理解干熄焦的节能效果存在明显误区。相反，干熄焦装置蒸汽产量越大，焦炭损失量越大，能耗越高，因为焦炭在燃烧和生产蒸汽过程中，有约３４％的能量损失。

当干熄焦装置蒸汽产生量达到０．５ｔ／ｔ焦时，焦炭烧损率将达到２％，此时扣除焦炭能量损失，相当于增加回收热量８．５４６６×１０５ｋＪ，折合蒸汽量为０．２９５ｔ／ｔ焦。2.2

环保效果分析

采用传统的湿法熄焦，在熄焦过程中会产生多种污染物，一是熄焦产生的粉尘，每熄１ｔ焦大约排放粉尘０．２ｋｇ；二是水煤气反应产生ＣＯ，每熄１ｔ焦ＣＯ产每熄１ｔ焦产生生量约为２ｋｇ；三是熄焦时产生Ｈ２Ｓ，氰、硫化物等随蒸量约为０．１ｋｇ；并且还有大量的酚、汽散发到大气中，对环境影响较大。而干法熄焦利用惰性气体，在密闭系统中将红焦熄灭，并配备良好的除尘设施，对环境空气影响大大减轻。干熄焦与湿熄焦的污染对比见表１。

由表１可知，干熄焦在减少酚、氰、ＣＯ及焦尘方

面具有明显效果，但其工艺特点决定了ＳＯ２排放量明显增高，不利于ＳＯ２减排。对于钢铁联合企业来讲，采用干熄焦工艺后，焦化厂产生的酚氰废水经处理后，可用于冲渣，做到不外排。但对独立焦化厂而言，酚氰废水产量在０．３ｍ３／ｔ焦左右，若采用湿法熄焦工艺（湿熄焦耗水量为０．５ｍ３／ｔ焦左右），酚氰废水可做到循环使用不外排，并且还可以消耗部分循环水排污水；而若采用干熄焦工艺，酚氰废水的循环利用 …… 此处隐藏：4047字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……