焦化工艺中节能降耗技术的应用

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

王永飞 张燕军 白玉龙

河北中煤旭阳能源有限公司,河北省邢台市,054000

摘要

在当今经济时代高度发展和竞争的客观背景下,人民对物质生活水平要求越来越高,对社会生存和工作环境安全的管理要求自然也会越来越高。因此,近年来,人们自然会越来越重视中国节能降耗项目的研究,显然,这已日益成为当今知识经济时代的首要战略发展目标。作为世界上最大的能源焦化产品出口生产经营国,中国也应该切实承担起环保、节能、高效降耗的企业责任。可以从源头上努力提高清洁能源技术的利用率和转化率,最终实现炼焦工艺生产过程中的有效节能降耗。


关键词

焦化工艺;节能降耗技术;应用;探讨

正文

在使用焦化产品后,我们会发现我们有许多特殊用途的好用途,特别是在今天的信息经济时代,我们的现代化和生活节奏正在日益加快。现在,它已经越来越广泛地被中国人应用于食品、化工、医药和电子制造等许多行业,尤其是目前,中国是世界上焦化原料及其生产、加工和应用消耗量最大的大国。它目前越来越广泛地使用,也将对未来我国乃至世界化学经济的发展起到巨大的积极作用。对于目前传统而复杂的天然气焦化工艺系统技术,系统设计或优化的最终考虑和重点应是全面有效地回收其各种有害二次循环能源系统的资源,其中有害二次循环能源还应包括有害气体、焦油、然而,苯混合物和其他有毒燃烧物质,目前,这些有毒能源系统中无害二次循环资源的总量只占整个天然气焦化系统工艺总能源需求的很小一部分。因此,该系统还有很大一部分实际需求,一部分能源被设计为浪费,所有这一切显然又造成了一个国家自然资源的巨大浪费。

1焦化工艺概述及其资源浪费问题

据有关专项调查报告统计,长期以来,中国各地有许多个体私营企业的焦化生产厂,平均每天向低空气中排放近200亿平方米的劣质气体,这自然会直接阻止许多有害的可燃物质,如煤气、焦油和苯甲醇被人类长期循环利用,但它们都被直接浪费在低空大气系统中。这种巨大的资源循环浪费效应,不仅间接限制和影响了我国经济事业的正常发展,而且直接威胁到人类的整体生存和世界环境质量。具体体现在以下几个方面

1.1炼焦过程中能源的浪费

在工艺生产操作中,焦化厂往往需要大量或少量的或其他生产资源来完成其生产和辅助工作。使用的生产资源中最常见的产品是煤炭。虽然我们在这里谈论的煤炭本身也是我们目前使用的最常见的生产资源之一,但与此同时,煤炭往往是我们浪费最多的另一种生产资源。事实上,我们应该能够想象和知道,在我国目前的炼焦煤及其他炼焦煤加工设备的安全洁净煤生产安全技术工艺考核项目中,我们一开始非常关注和考核的主要是实际炼焦煤中使用的炼焦煤的水分含量,在近年来对中国一些主要地方煤炭企业进行的一系列相关研究和实践研究中,我们逐渐发现,许多大型煤矿企业的工人在炼焦煤和炼焦煤作业过程的安全评价中实际使用的炼焦煤含量已大大超过评价范围内的全国炼焦工艺煤含水率指标,这本身必然会导致炼焦煤液中焦煤的残余水含量进一步显著增加,从而大大降低了我国对煤炭生产中煤炭和纯水的控制力度,给我国焦化企业造成了大量不必要的损失。

1.2其他环节的能源损耗

在焦化等工艺设备的长期连续生产运行和使用过程中,会造成许多其他设备同时造成严重的能量损失。通过分析得出,人为因素有时会起到很大的作用,在很大程度上影响能源的作用,而且由于焦化炉燃料供应不合理,往往会造成设备能源的巨大损失。

2节能降耗技术

2.1煤调湿

炼焦过程不可避免,将消耗大量宝贵的地下煤炭资源。因此,炼焦节能工艺首先必须避免直接消耗地下煤炭资源。低燃烧水分将是降低焦化工艺生产冷却过程中热资源消耗损失的最重要工艺措施,进入炼焦炉的炼焦煤液中残留的焦水必须蒸发,以完全去除其加热残余气体,防止产生大量难以处理和利用的高浓度含酚废水。合理有效地控制炼焦煤粉的残余水分,不仅可以合理节约燃料和能源,降低煤耗,而且可以保护炼焦环境,保证焦炉系统清洁正常生产。煤水动态控制技术将是有效降低损失、获得稳定洁净煤水供应的主要代表技术。在讨论如何尽可能降低设备的能耗,同时保持其电加热煤水分的稳定应供和分布时,煤湿度控制设备的调试过程也是另一个典型和代表性的技术,通常可称为CMC,研究如何最大限度地利用焦炉余热,使煤的水分浓度降低到5%~6%左右,然后均匀地排放到加热炉的焦炉系统设备中。煤水湿度控制技术的调试技术和应用也有其非常显著和独特的综合效果。首先,它可以大大提高炼焦炉的生产能力。采用CMC混合炼焦新技术,可以进一步大大提高单孔炼焦室煤中炼焦煤组分之间的混合焦质量均匀性,提高焦炭产量,缩短混合炼焦的生产和使用时间。二是脱硫能有效减少工业气体、冷却剂、原料气、系统能耗、废水及二次工业污水和废气的污染排放。在环境保护过程中,脱硫对保护和净化整个工业环境起着非常重要的作用。烟气脱硫处理技术能有效地将采出煤原料气系统烟气残余水污染物的排放压力至少每年降低到4~5kg/T左右,整个系统残余烟气水中氨氮总量平均降低约1/3,有效降低了煤炭系统生产运行周期中可能造成环境污染的二次能耗废水污染的处理和负荷。每吨优质原煤还可以有效、稳定地减少城市大气二氧化碳污染物年均排放总量约38.5kg

2.2红焦显热回收

干熄焦是我国国家建筑节能工程技术体系中应用最成熟、最完善的新技术。新型干熄焦技术减少了向大气产生大量电力的焦炭蒸汽和热量排放,从而减少了大量必须带入大气的化学污染物,如苯酚、氰化物、氰化物硫化物、氨和一些焦尘,大大改善了城市大气环境。节能技术不仅大大提高了焦炭的质量和效率,而且产生的动力蒸汽更少。此外,与使用燃煤发电相比,它可以避免大气环境污染。每万吨采用干熄焦焦油蒸汽余热发电系统,每年可减少燃煤火力发电烟气对周围大气系统的辐射影响。干熄焦技术对焦化加工企业持续降低企业能耗,每年为加工企业节约大量清洁能源,取得显著的经济效益,促进工业绿色循环发展,减少工业环境污染具有重要的经济意义

2.3荒煤气显热回收

焦炉煤气循环焚烧后消耗的总热量约占整个焦炉系统焦炭回收实际消耗的总热量的30kg/T。这种潜力应该是巨大的潜力。多年来,在焦炭热能循环与回收处理系统的开发过程中,我们的中国研究团队成员很难看到一些突破性的技术和项目取得的进展,但成功的应用和案例研究却很少。然而,从进入中国到今年第二季度初,原分离回收技术以及原料气显热吸附和热回收方法开始在中国这两个重要研究领域取得重大创新突破。虽然原料气显热分离回收新技术的开发在工艺流程设备和工艺装置设备方面还存在很多困难,但由于其节能环保潜力仍然巨大,值得重点开发和推广。预计到焦炉项目结束时,工业应用装置和工业原料气的回收和安装将基本完成。显热气体分离系统的最高利用率有望达到32kg/T,使用寿命有望延长至近8年。

3焦化工艺中节能降耗技术应用实践

3.1技术改造推动节能降耗

大规模应用和推广节能增效新技术产品的研发,是进一步全面优化我国节能高效降耗设备生产经营管理和工艺的重大技术关键,加强设备产品节能技术创新,实现产品有效利用、节能降耗的目标。堵缝法的应用对大幅度降低工质材料消耗、提高干燥材料的淬火性和余热发电的可靠性具有重要的科学意义。例如,在焦炭煅烧过程的工艺设计控制中,电水质节能设计和锅炉减少循环水的目的,也是为了科学合理地确定锅炉循环水水质要求,规范和进一步优化锅炉水质设计,减少燃料老化和严重缺氧区域的有害和生化耗水量,继续保持和稳定设计锅炉的循环冷却水水质。减少焦炉煤气量损失,降低整个高炉煤气系统中高炉煤气的消耗,优化高炉干气和急冷炉系统煤气装置的煤气温度参数设计,适当增加整个高炉干煤急冷炉装置中焦炭系统的高炉煤气流量,增加整个高炉的焦炭吨数,显著降低每吨氮的消耗量。焦化厂过程控制环节能耗比例达到高标准时形成的嵌缝车间,同时,适当降低总能耗水平,作为焦化企业衡量综合生产能力、设计和优化整个生产、组织和工艺方案的最后一个关键或重要的技术经济指标,以确保逐步降低其总生产成本,降低其在总生产能耗中所占比例的经济目的得以实现。举个简单的例子,您也可以选择清洁方法来处理高炉煤气系统上的大量废焦罐渣和溜槽,从而最大限度地减少高炉煤气资源的再利用消耗。调整气流系统和烟道系统的吸入效率系数,确保优化后的炉气能量得到最佳利用。除了进一步积极开展后续研究,推动我国焦化行业节能、环保、增效、减排、降耗新的节能管理技术方法体系的大量实际生产和应用外,取得新成果,转化实际应用成果,加强后续分析设计和设计优化,改进现有焦化能耗自动直接在线测量方法系统的应用,同时,我们也非常关注如何对焦化设备运行控制过程的数据和其他相关能耗指标逐一进行更全面、更详细的综合分析和定量分析,以便更及时、更准确地直接在线测量能耗。

3.2焦化余热回收推动节能降耗

在焦炭加工、浓缩及其运行的整个过程中,原料气焦炭散发出的焦炭生产总热量必须占整个焦化过程总热量的近30%。为了尽可能节约各种燃料能源,降低各种焦炭能耗,充分利用其资源和经济潜力,有必要积极推动国内外各种先进的焦炭余热发电回收装置技术的开发或采用。例如,利用导热油、热管技术和高效余热锅炉技术,有效回收提升炉管段的焦化渣和锅炉余热,或通过研究和采用先进高效的半导体热电联产余热发电成套技术,从而显著提高热效率,节约能源,降低主要设备的整体能耗,利用高效新型半导体主冷油器技术和高效新型半导体负极,实现锅炉微余热发电、集中余热回收、高压氨气回收、烟气直接燃烧余热回收发电利用等在湿法高炉炼焦生产的炼焦过程中,烟气脱硫产生大量烟气,红焦烟气排放的热量占一定比例的热能。为了进一步实现煤矸石废热的高效回收,尽快实现节能、环保和减排,必须积极推广使用新型高效干熄焦大气技术,配置先进高效新型干熄焦装置,逐步从传统的湿法干熄焦气氛技术转变为新型高效干熄焦气氛。目前,第三代智能煤湿度自动在线控制处理装置的技术只能用于工业燃煤烟气余热的高效回收。随着我国新一代煤炭湿度智能自动控制与处理方法研究的不断深入和煤炭余热在线高效回收处理新技术的发展,我们必须继续清醒地认识到,在现阶段,该系列技术本身和可能继续存在,以及国内其他行业的许多关键技术存在一些技术缺陷。我们要继续研究,积极努力走出去,采取相应措施,降低能耗对焦化生产的影响。烟气脱硫一体化工艺系统还具有大大减少液氨喷嘴装置的烟气堵塞,降低化工尾气净化处理装置的设备压力,保证化工产品质量的提高,减少化工粉尘和废气的二次污染,并通过烟气余热再生回收技术,提供改善烟气脱硫工艺的脱硫除尘处理技术,具有减少严重的工业粉尘和烟气对焦炉操作人员的副作用等十多个优点。

3.3污染物减排推动节能降耗

减少湿法炼焦过程中污染物的直接污染排放,对其节能环保减排管理具有十分重要和积极的经济意义。通过进一步优化改进原有湿法脱硫HPF(PD)s脱硫的脱硫工艺和湿式氧化还原脱硫系统的设计,也可以显著改善原有脱硫HPF(PD)s脱硫所采用的废液盐分离萃取脱硫技术,提高了脱硫分离效率,改善了硫磺质量,达到了高效节能、环保减排相结合的最佳应用效果。其次,由于采用了真空碳酸钾脱硫法,脱硫效果和脱硫脱双氰胺效果也可提高95%以上。为了更有效地满足我国焦炉煤气催化脱硝的技术和环保要求,我院需要进一步采取措施,积极引进和探索国外低成本、高效、优质焦炉煤气低温脱硫脱硝的先进技术,为有效实现焦炉低温煤气的高效催化、脱硫和固氮,目的是实现我国焦炉煤气催化脱氮装置项目的产业化。

4结束语

综上所述,节能减排、降耗利用技术已基本被国家确定为新时期节能技术经济利用的主要方向。使部分煤炭资源得到有效、合理、高效地开发、加工、转化和再利用,特别是在各种焦化生产工艺产品的循环生产和加工中,不仅大大提高了各种焦化工艺生产周期中各种二次能源的合理回收率,同时也提高了社会其他部门在各种炼焦工艺的生产和加工过程中有效合理地回收能源,不仅有助于保护现有人类物质的生存和发展环境,同时,确保和促进了我国工业炼焦技术和设备的快速、可持续发展。当然,在其他一些行业的工业和生产发展过程中,节能降耗技术的应用也将发挥不可低估的重要作用。

参考文献:
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