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我国焦化工业的动力与水资源使用现状及开展趋势

2018-06-14 11:36:20 益达滤材焦炭滤料 阅读

    虽然以洁净煤使用为主的焚烧与联合循环发电、炼焦大型化和进程自动化、煤炭气化与组成以及煤液化设备等构成了新式煤转化与使用的技能框架,但传统的炼焦技能在煤转化中的比例仍然占有肯定位置。因而,加大对炼焦职业节能、节水和资源归纳使用的研讨和开发,对改善环境、下降二氧化碳排放、节能增效具有深远的战略意义。

1 炼焦局势与能耗现状

    现在,日本、欧美等发达国家的炼焦才能处于萎缩状况,我国自1993年开端已成为全球大的焦炭出产和出口国,2002年的实践焦炭产值已超越1.4亿吨, 2003年达到2亿吨的水平,2006年焦炭的实践产值约为2.6亿吨。国内现有焦化企业400余家,焦炉1200多座,保存估量焦炭的实践产能可达3亿吨。出于资源供应、动力耗费、环境保护等方面的考虑,国家主管部门已出台了一系列的方针和办法,以约束和筛选能耗高、污染重、工艺落后的炼焦企业,但新建和改造焦炉的数量仍然在不断添加,且2/3的焦化企业为独立焦化厂。

    上世纪的钢铁出产经历已标明,焦炉同钢铁出产相配套的形式为经济,焦炭、高热值煤气、低热值煤气匹配使用,且易于与发电、化肥、民用、燃料、组成甲醇等构成工业链。我国的独立焦化企业大都地处资源相对丰厚、交通相对不方便的中西部区域。据统计,我国年富余焦炉煤气量高达400亿m3,没有构成合理使用的途径。因而,炼焦的开展局势与资源平衡、动力耗费和环境支撑的对立应引起高度的重视。

2 炼焦工序的能耗水平

    焦化出产首要是由煤在高温阻隔空气下通过杂乱的化学反应生成焦炭以及化产品净化处理的进程。国内首要钢铁企业焦化厂近年来的归纳工序能耗目标见图1。虽然各企业的能耗整体趋势在不断下降,但与国表里先进目标比较,节能降耗的空间仍然较大。其中,触及动力丢失的首要环节有1000℃左右红焦带出的热量、700℃左右粗煤气带出的热以及焚烧废气的余热等;触及水资源丢失的包括熄焦水、各类冷却水以及加工进程中的蒸汽冷凝水等;触及资源丢失首要有操作中的散发粉尘和各类加工残渣。常见工艺条件下的实测统计数据见图2。

    就焦炉而言,炼焦所需动力首要来自加热煤气,占90%左右;热量出方中焦炭约占38%,其次为各类化产品带出的热量,约占30%~35%;焚烧废气和炉体热丢失算计占20%~30%左右。现在,大都焦化厂的产品带出热没有收回,选用干熄焦收回红焦热量的企业不到5%,收回高温粗煤气和焚烧废气热量的企业就更少。

    从水资源耗费的视点,湿法熄焦每吨红焦约需1.4~1.6吨水,散发到大气中的污染水约0.5m3/t焦。出产进程冷却水耗费大的是上升管喷洒的剩下氨水,其次为煤气由70℃冷却到25℃左右的初冷水。别的,在废水处理进程中,为满意现有工艺对脱除氨、氮的要求,需弥补大量的新水以稀释高浓度的废水。虽然不同出产规模和工艺不同较大,但弥补循环水用量约2.0~6.0t/t焦,经处理后的外排水约0.5~3.0t/t焦。蒸汽耗费首要在蒸氨体系、精苯加工、焦油加工以及管道保温等,现在出产水平下的蒸汽均匀耗量为50~400kg/t焦。

3 节能、节水新技能的开发与使用

    世界各国围绕炼焦节能降耗均着力于开发节约资源、低污染、低能耗的新工艺和新技能。例如,以德国为主的欧洲推出特大型焦炉;日本提出面向21世纪高功率低污染炼焦新工艺;我国焦化职业在新技能使用领域近年来也成效显著。

3.1 干熄焦技能

    干法熄焦是借助于惰性气体将1000℃左右的火热焦炭缓慢冷却,一起收回红焦显热,以发生高压蒸汽。该技能于上世纪80年代在日本、德国、前苏联等国家广泛选用,我国宝钢于1982年引入日本干熄焦技能,90年代晚期,浦东煤气和山东济钢采纳部分引入和自主设计建成了干熄焦体系。进入21世纪,首钢、武钢、马钢首先完成干熄焦国产化运转,吉林通钢、华北电力、昆钢、莱钢、太钢、柳钢和宣钢等数10家企业建设了干熄焦体系。表1是干熄焦设备热使用功率的实测数据。由表1可知,吨焦收回的热量扣除电耗和能耗,净收回热约1204mj/t焦,收回蒸汽约500kg/t焦。依此类推,若有50%的焦炭产能选用干熄焦设备,可发电85亿kwh。

3.2 焦炉加热的优化操控技能

    焦炉是冶金企业设备的大能耗单元,炼焦所产焦炉煤气的50%左右用于焦炉加热。因而,国表里均重视焦炉的优化焚烧。20世纪70年代已开端对焦炉加热计算机操控方面的研讨与探索,构成了炉温反应、供热量前馈及前、反应相结合的三类操控体系。1997~2001年,日本快速推行该技能,并使用到90%的出产企业。我国在1983年首次在上海焦化厂4号炉上试运转焦炉加热自动操控体系,今后鞍钢、重钢、宝钢、酒钢、北焦、通化等焦化厂均先后施行过焦炉加热计算机操控体系。咱们自80年代开端,从焦炉传热、焦炉热工理论研讨下手,体系地研讨了焦炉结焦、炉墙传热、气体焚烧与活动规则,开发了焦炉加热优化串级操控体系,分别在攀钢、昆明、水钢、济钢、南钢等40余座焦炉上投入使用。长安稳运转的焦炉加热体系已达6年之久,炉温动摇远小于操控值,均匀节能3%左右,取得了显着的经济和社会效益.